课程信息
内容
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数字视音频技术一、课程地位与课程目标
(一)课程地位
数字视音频技术基础是通信工程专业方向一门学科选修课程。数字视音频技术是数字电视技术、多媒体通信、网络流媒体等应用共同需要的基础技术,是电子技术、计算机技术和数字信号处理技术的有机结合。本课程综合讲述了数字音视频技术的基本原理、关键技术及其开发和应用。通过本课程的学习,是学生掌握的主要内容包括:视频音频信息的定义及其关键技术;视频音频信息的获取与处理;视频音频信息的数据压缩编码技术;视频音频信息系统的硬件及其软件系统结构;以及视频音频的应用领域的核心技术,以及在数字视频技术有智能交通、智能视频、工业机器视觉等中的应用。本课程可使学生掌握信息获取和处理的基本原理和应用的一般方法,为学生今后开展数字音视频领域的研究和开发工作,打下良好的基础。
(二)课程目标
- 掌握视频图像的彩色空间表示及其转换,掌握视频信号获取器的工作原理,了解视频信息的实时处理,以及常用的图像文件格式及其转换方法。
问题分析2.1
设计/开发解决方法3.1
记忆
理解
分析
- 掌握数多媒体数据压缩编码的必要性、可能性及其分类量化的原理,熟悉统计编码、预测编码及其变换编码原理,了解JPEG、H.261和MPEG编码标准。
问题分析2.3
设计/开发解决方法3.1
分析
应用
- 熟练掌握数字音频的采样和量化,熟悉音频编码的标准,了解语音合成与声音转换,音乐合成与MIDI规范。熟悉DVI系统中的音频/视频引擎、音频/视频子系统概念,了解现有媒体处理器及具有多媒体和通信功能的CPU芯片。
研究4.4
分析
二、课程目标达成的途径与方法课程目标
教学环节
对应内容
课程目标1
讲授第1、3、8章及作业
1.绪言
3..智能视频系统与Windows位图
8.音频技术介绍
课程目标2
讲授第2、3、4章及作业
实验一
2. 视音频信号采集与数字化
4. 图像几何变换与图像增强
5. 图像分割与识别
6. 数字视频信源编码
课程目标3
讲授第5、6、9章及作业
实验二
7. 运动目标检测与跟踪
9.人工智能技术在视频分析中的应用
三、课程主要内容与基本要求;1、视音频信号采集与数字化
了解彩色模拟视频信号特点,以及三维视频信号如何经过采集和数字化成一维二进制信号。掌握三基色原理,以及ITU组织规定的标准数字视频格式。了解音频信号特点,以及音频信号如何经过采集和数字化成二进制信号。掌握数字视频、音频信号的特点。
2、数字视频信源编码原理
掌握预测编码原理,以及预测编码在数字视频信号压缩中的应用。掌握变换编码原理,以及变换编码在数字视频信号压缩中的应用。理解人眼视觉特性,以及人眼视觉特性对视频编码的影响。掌握量化、游程编码、熵编码原理,理解这些技术在数字视频编码中的应用。掌握帧间的运动预测原理,包括运动估计、亚像素运动估计、运动补偿等。掌握帧内预测基础原理,数字各种标准中常用的帧内预测模式,系统掌握一个典型数字视频编码器的基本原理。理解编码模式选择算法、码率控制算法等在视频编码中的作用。掌握目前主流的H.26X、MPEG-X、AVS等国际数字视频编码标准各自特点以及异同点,以及它们各自适用的应用场合。了解数字视频编码器实现的各种方式,了解目前主流的专用视频编码芯片。
3、数字音频信源编解码原理
掌握预测编码原理,以及预测编码在数字音频信号压缩中的应用。掌握变换编码原理,以及变换编码在数字音频信号压缩中的应用。理解人耳听觉特性,以及人耳听觉特性对音频编码的影响。掌握量化、熵编码原理,理解这些技术在数字音频编码中的应用。系统掌握一个典型数字音频编码器的基本原理。掌握目前主流的MUSICAM、AC-3、MPEG-X、AVS等国际数字音频编码标准各自特点以及异同点,以及它们各自适用的应用场合,了解数字音频编解码器实现的各种方式,了解目前主流的专用音频编解码芯片。
4、数字视音频技术应用
了解数字视音频技术在数字电视中的应用,了解数字视音频技术在DVD激光视盘中的应用,了解数字视音频技术在多媒体通信场合的应用,了解数字视音频技术在个人消费类电子产品中的应用,了解数字视音频技术在远程医疗、教学、视讯会议中的应用。数字电视信号的编码与调制传输,掌握数字电视编解码技术,掌握数字电视调制技术。了解数字电视广播技。理解数字电视机基本原理,掌握数字电视信号的解码原理。
五、课程学时安排
章节号
教学内容
学时数
学生任务
对应课程目标
1
绪言
1
课程目标1
2
视音频信号采集与数字化
1
作业2.1,2.2
课程目标2
3
智能视频系统与Windows位图
4(包含2个学时的实验)
作业3.1, 3.2, 3.3
课程目标1
4
图像几何变换与图像增强
4
作业4.1, 4.2, 4.3
课程目标2
5
图像分割与识别
8(包含4个学时的实验)
作业5.1, 5.3, 5.4
课程目标2
6
数字视频信源编码
4
作业6.1, 6.2 ,6.4
课程目标2
7
运动目标检测与跟踪
6(包含2个学时的实验)
作业7.1, 7.3
课程目标3
8
音频技术介绍
1
作业8.1, 8.3
课程目标1
9
人工智能技术在视频分析中的应用
3
课程目标3
六、实践环节及基本要求
序号
实验项目名称
学时
基本要求
学生任务
实验性质
实验类别
1
模拟视频信号特性测试
2
理解模拟视频信号组成、特点及测试方法
学会模拟视频信号的测试
验证性
必做
2
数字视频编码实验
2
理解数字视频编码的原理和实现方法。
编程实现数字视频编码功能
设计性
3
数字视频解码实验
2
理解数字视频解码的原理和实现方法。
编程实现数字视频解码功能
设计性
4
数字音频编解码实验
2
了解数字音视编解码的原理和实现方法。
编程实现数字音视编解码功能
设计性
二选一
5
数字视音频系统复用和节目复用实验
2
理解MPEG-2标准系统复用原理、码流解复用过程
编程实现视频码流解复用功能
设计性
注:1.实验性质指演示性、验证性、设计性、综合性等;2.实验类别指必做、选做等。
七、考核方式、成绩评定
考核内容
考核方式
评定标准(依据)
占总成绩比例
过程考核
含到课率、课堂讨论发言、平时作业等
点名记录
讨论发言记录
作业批改成绩
21%
实验考核
操作及实验报告
操作成绩
报告批改成绩
24%
期末考核
闭卷
卷面成绩
55%
考核类别
考查
成绩登记方式
百分制