Elaborazione delle immagini e dei suoni (2010/2011)

Codice insegnamento
4S02847
Crediti
12
Coordinatore
Gloria Menegaz
Altri corsi di studio in cui è offerto
L'insegnamento è organizzato come segue:
Modulo Crediti Settore disciplinare Periodo Docenti
IMMAGINI 6 INF/01-INFORMATICA II semestre Gloria Menegaz
SUONI 6 INF/01-INFORMATICA I semestre Carlo Drioli

Obiettivi formativi

Modulo: SUONI
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Modulo: Suoni
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Il corso intende fornire i fondamenti teorici di base e le metodologie relative alla formazione ed elaborazione dei suoni.
L'elaborazione di suoni è fondamentale per la progettazione e per la costruzione di sistemi multimediali. Il sistema uditivo è un canale sempre aperto in grado di discriminare o integrare eventi acustici. Viceversa, il sistema visivo è atto al rilevamento e all'organizzazione delle informazioni spaziali. Questo spiega l'importanza della comunicazione audiovisiva nell'informatica contemporanea.
Dopo una breve introduzione alla psicoacustica, vengono presentate le principali tecniche per la analisi, l'elaborazione, e la sintesi dei suoni medianti ausili informatici.
Il corso intende fornire gli strumenti e le tecniche di base per la comprensione e il trattamento dei suoni allo scopo di affrontare applicazioni quali lo sviluppo di interfacce, la compressione e trasmissione di informazioni, l'analisi di scene, etc..

Modulo: Laboratorio Suoni
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Il corso intende fornire un complemento sperimentale ai fondamenti teorici di base relativi alla formazione ed elaborazione dei suoni.


Modulo: IMMAGINI
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L'obiettivo del corso consiste nell'acquisizione delle metodologie
di analisi e modellizzazione di immagini, con particolare attenzione alle problematiche
proprie al dominio della bioinformatica. Le principali metodologie trattate per il caso monodimensionale verranno generalizzate al caso 2D e complementate da tecniche specifiche di analisi di immagine. Tra i contenuti fondamentali saranno le trasformate di Fourier e Wavelet, l'analisi multirisoluzione (spazio-frequenza), la rappresentazione e l'elaborazione dell'informazione "colore", la segmentazione e la classificazione di immagini bioinformatiche e biomediche.

Programma

Modulo: SUONI
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Modulo: Suoni
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* Elementi di psicoacustica e percezione uditiva.
* Discretizzazione di segnali e sistemi a tempo continuo.
* Trasformate di segnali: Laplace, Fourier, Zeta.
* Filtri numerici: filtri del primo e secondo ordine. Filtri allpass. Filtri complementari. Banchi di filtri. Frequency warping.
* Tecniche di sintesi del suono: Tecniche classiche. Sintesi per modelli fisici (cenni).
* Effetti audio digitali: Elaborazione nei domini del tempo e della frequenza. Spazializzazione del suono e riverberazione artificiale.
* Cenni di analisi del suono.

Il corso è coordinato con il successivo modulo di Immagini. Nel primo dei due moduli vengono affrontati i segnali monodimensionali (suoni), mentre nel secondo si trattano i segnali bidimensionali (immagini).
In totale, nei due quadrimestri il corso viene svolto in 64 ore di lezione frontale e 24 ore di laboratorio.

Modulo: Laboratorio Suoni
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L'attività di laboratorio prevede la risoluzione al calcolatore di esercizi proposti dal docente nell'ambito dell'elaborazione del segnale audio, mediante strumenti informatici (e.g., MATLAB/Octave).


Modulo: IMMAGINI
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Tra i principali argomenti trattati sono i seguenti:

- Acquisizione di immagini
- Campionamento nel dominio 2D
- Rumore di quantizzazione
- Trasformata di Fourier 2D
- Trasformata wavelet 2D
- Estrazione di contorni
- Algoritmi di filtraggio (denoising, deblurring, image enhancement)
- Elaborazione di tipo morfologico
- Segmentazione e assessment automatico delle performance
- Rappresentazione ed elaborazione dell'informazione "colore"
- Tecniche di pattern recognition (classificazione, clustering)
- Applicazione all'analisi di microarrays ed altre immagini di interesse

Modalità d'esame

Modulo: SUONI
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Modulo: Suoni
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La verifica del profitto in ciascuna delle due parti del corso sarà fatta mediante esercitazione scritta, contenente quesiti atti a verificare l'acquisizione dei concetti teorici, nonché la padronanza degli strumenti matematici e informatici (es., MATLAB/Octave).
Per gli studenti particolarmente interessati agli argomenti del corso è possibile effettuare l'esame mediante lo svolgimento di un progetto e una prova integrativa, da concordare coi docenti.

Modulo: Laboratorio Suoni
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L'esame di Laboratorio non sarà distinto da quello del corso base.


Modulo: IMMAGINI
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Prova scritta di teoria e laboratorio.