Plano de Ensino

IDENTIFICAÇÃO

EMENTA

Revisão de transformadas matemáticas relevantes para processamento de sinais multimídia. Fundamentos de dados multim ídia, tanto dependentes de tempo (áudio, vídeo e animações) quanto dependentes de espaço (imagem, texto e gráficos). Análise de sinais multimídia. Algoritmos de processamento, manipulação e de compressão de sinais multimídia. Representações binátias, processo de digitalização e seus efeitos na qualidade  do  sinal.  Protocolos  de comunicação  para  dados  multimídia.

JUSTIFICATIVA

(Explicitar a importância dos conteúdos a serem trabalhados e sua articulação com o Projeto Pedagógico do Curso – PPC.)

OBJETIVO

PROGRAMA

1. 1) Transforniadas Matemáticas usadas em processamento de sinais multiniidias
   a) Transformada de Fourier
   i. DFT, Transformada de Fourier discreta
   ii. DCT, Transformada de Cossenos discreta
   ii i. FFT, Transformada de Fourier rápida
   b) Filtros no domínio da frequência
   c) Análises de sinais no tempo e na frequência
   d) Representação ideal no tempo e na frequência
   c) Transformada de Fourier de curto termo (STFT)
   i. Funções dc janelamento
   f) Distribuição de Wigner
   g) Filtros variantes no tempo
   h) Estatísticas robustas na análise no tempo e na frequência
   i) Transformada Wavelet
   i. Transformada Wavelet contínua
   ii. Transformada Wavelet com wavelet discreta
   iii. Famílias dc wavelet
   iv. Análise multiresoluçào
   v. Wavclct dc Haar
   vi. Filtros ortogonais de Daubechies
   vii. Bancos de filtro
   viii. Sinais bidimensionais
   j) Decomposição de sinais usando funções de Hermite
   i. Sinais unidimens ionais e funções de Herm ite
   ii. Transformada de Hermite e sua inversa com o uso de notação matricial
   iii. Suav ização de bordas (anti-al iasing)

2.  

   k)Ruído

   i. tipos

   ii. Redução

   iii. filtros

   l)amostragem

   i.teorema da amostragem

   ii.recostrução de sinais

   iii.suavização de bordas (anti-aliasing)

   2) Áudio Dlgltal
   a) A natureza do som
   b) Desenvolvimento de sistemas para armazenamento e reprodução de áudio digital
   c) Efeitos de amostragem e quantizaçBo na qualidade do sinal de áudio
   i. Quanüzação não-fineei
   ii. Conversão de blocos de ponto flutuante
   ii i. DPCM, modulação por código de pulsos diferencial
   iv. SBM, super mapeamento de bits
   d) Sinais de fa Ia
   i. Modelos lineares de sistemas dc produção de fala
   e) Análise c detecção dc atividade de voz
   i. Detector de extremidades de palavras
   f) A Igor itmo de decomposição de fala e música
   i. PCA, análise de componentes principais, baseado cm SVD, decomposição cm
   valores singulares
   ii. Extração de componentes pelo uso de SVD e o método-S
   g) Efeitos psicoacústicos
   i. Mascaramento dc áudio
   h) Compressão de áudio
   i. Compressões sem perdas
   ii. Compressões com perdas ii i. Compressão MPEG
   iv. Compressão ATRAC

   Imagem Digital
   a) Fundamentos de processamento de imagens digitais
   b) O erB$ ² 8ªbricas elementares com imagens
   c) Operações geométricas básicas

   d) As características do olho humano
   c) Modelos de cores
   i. RGB, CMY, CMYK, YUV e HSV
   f) Filtros
   i. Distribuiç6cs probabilísticas do rutdo
   ii. Filtros no doiiiínio espacial
   iii. Filtros no domínio da frequência
   iv. Accntuação de imagens (sharpcning)
   v. Filtro de Wiener
   g) Aumentando o detalhamento de imagens
   h) Análise de conteúdo da imagem i . Distribuição de cores
   ii. Texturas
   iii. Matriz de co-ocorrências
   iv. Detecção de borda
   v. A condição de borda global (representação baseada em bordas)
   vi. Efeito dither
   i) Compressão de imagens
   i. Algoritmo de compressão de imagens JPEG
   ii. Compressão JPEG sem perdas
   iii. Compressão JPEG progressiva
   iv. Compressão JPEG de imagens coloridas
   v. Compressão JPEG2000
   vi. Compressão fractal
   vii. Reconstrução de imagens a partir de projeções

   4) Vídeo Digital
   a) Padrões de vídeo digitais
   b) Estimação de parâmetros de movimento em sequências de vídeo
   c) Compressão de vídeo digital
   i. Algoritmo de compressão de video MPEG- I
   ii. Algoritmo de compressão MPEG-2
   iii. Algoritmo de compressão MPEG-4
   iv. Algoritmos VCEG
   v. H.261
   vi. H. 263
   vii. H.264/MPEG4-AVC
   d) Taxa de dados c distorção
   e) Protocolos de comunicação para dados multimídia
   f) Conferência multimídia H.323
   i. Protocolo SIP
   g) Áudio inserido cm um sinal de TV
   h) Processador dc sinais dc vídeo

METODOLOGIA

Inicia-se a descrição metodológica pela análise dos últimos períodos durante a pandemia da COVID19 a qual, com os alunos não plenamente acostumados com ensino tácito (prático para alguns) remotamente, o que demanda a posse de equipamentos não só de informática (celular, computador, rede de banda larga), mas como a posse de programas e linguagens caras de acesso apenas em alguns laboratórios presenciais da UFU. Um exemplo seria o uso da Linguagem Lab View com o pacote de sinais, o qual é pontualmente aderente ao conteúdo da disciplina, a qual, possuindo um denso conteúdo, mesmo para semestres com tempo mais estendido, permitiria a implementação e visualização adequada dos conceitos e conteúdos aqui propostos. Assim, vários pontos serão objetos de uso do recurso de atividades com debates e apresentações em turma e individualmente no tempo que cada aluno possuir.  Em linhas gerais, a base da metodologia adotada para essa disciplina (como em outras que ministro) é o PBL&I, onde a letra I significa: improvement, método utilizado em universidades recohecidas, como na preparação para o USMLE americano, engenharia na Rússia, Alemanha ... .  A partir dessa base, usaremos uma metodologia que já é utilizamos na UFU e em cursos de extensão (inclusive para cegos, como oferecido no primeiro período de 2021) desde 2004, os MCE - Mapas de Conhecimento Estruturado,  com vários artigos publicados sobre ela, bem como entrevistas, que evitam a Ilusão de Conhecimento (Steven Sloman and Philip Fernbach), Eliminam as Variáveis Escondidas dos Sistemas Complexos (John C. Gooodman) onde os alunos são a principal causa, evitam o Parasitismos tecnológico e administrativo (Luciano de Samosata) na produção e administração dos projetos e produtos. Um pouco sobre isso pode ser visto, também, no artigo no link https://www.linkedin.com/posts/luciano-lima-87ba3720_ugcPost-6828971817781338112-BeK3. O entendimento de utilização de funções de alto nível, utilização de map e reduce - notação do conjunto solução global (Zermelo - Frankael), otimização do compilador, TCO, o evitar da quebra da Transparência referencial matemática, as limitações da abstração decimal para a binária utilizada no computador, maximizando o uso do Heap e stack dentro da arquitetura utilizando o paradgma funcional será um ponto também importante a ser sedimentado e consolidado durante o curso. 

Em trabalhos em grupos, serão feitas aulas personalidadas, on Line, com grupos e/ou individuais, conforme disponibilidade de horário de cada grupo, bem como individuais, se necessário for,  por vídeo conferência, à escolha do aluno. 

Em aulas com utilização de recursos digitais e mídias sociais,  serão utilizados os recursos:

1- Microsoft Teams

2- Google Meet

3- WhatsApp

4- Zoom

5- youtube

Em trabalho personalizado em atendimento e ações aderentes ao curso, serão utilizados os recursos:

1- e-mail fornecido pelos alunos

2- whatsApp

3- youtube

4- linkedIn

Serão insentivados os alunos a buscarem, com as devidas proteções e cuidados exigidos e de bom senso no momento da pandemia, a procurarem estágio home office e, até mesmo semi ou presencial, de forma que os conhecimentos que irão sendo acumulados possam ser colocados em prática.

Serão motivados e desafiados a irem além (deliberate practice) do que já aprenderam e estão aprendendo, sendo que tenham o professor ou outro tutor técnico com experiência comprovada na área para dirimir dúvidas e acompanhar a aprendizagem por treinamento, nunca por experimentação. 

OBS.  os alunos terão muito trabalho de pesquisa para apresentação em turma, apresentando estudos de casos reais para cada conceito ministrado no curso.

6.2 ATIVIDADES ASSÍNCRONAS COMPLEMENTANDO AS 54 HORAS AULA

Serão enviados pelas redes sociais (whatsapp, e-mail, outros,...) material para pesquisa em empreendedorismo digital (value proposition, brain storm, design thinking, XP user experience, BMC, BPMN, PITCH, matriz GUT, matriz CEB, ...) aplicado ao projeto, valorização e apresentação do produto/projeto de aplicação, focado na disciplina e no contexto da Engenharia Elétrica e suas ênfases. Esses material, estudo e aquisição de conhecimento visam complementar as 8 horas aulas complementares às já presencialmente constadas no diário. 

AVALIAÇÃO

1-Cada item da ementa será avaliado, quando possível, com a implementação de um softwre que resolva um problema com os conceitos e conhecimentos pertinentes ao item, bem como produtos em forma de MPV e modelados usando BMPN na implementação e futura comercialização, se for o caso.  Esse item 1 apenas exige a aplicação de um conceito de cada vez .   Quando um software/hardware não for possível devido a fatores que deverão ser justificados, um trabalho de estudo de casos reais poderá substituir o MPV. Esse trabalho pode ser até um mini-curso com slides, para compartilhamento, por exemplo, na slidshare ou um vídeo no youtube.   VALOR: 50 pontos

2- Apresentações e debates que serão elencados e escolhidos com os alunos.  25 pontos

3- Apresentação de um produto que possuam as característica exigidas pelos mercados digital e convencional atuais. Todos os conceitos serão repassados com exemplos pelo professor, os qua deverão possuir:  os tópicos necessários ao enxoval de uma empresa (logotipo, valores, ...), as etapas de desenvolvimento do produto, entrega de valor, brain storm, design thinkng, BMC, Matriz SWOT, GUT e CEB, BPMN do produto e comercialização. com material original desenvolvido pelo professor para que os grupos se revistam como empresas para fazer o Pitch dos produtos com o Briefing e apresentação dos MPV dos mesmos. VALOR:  20 pontos. 

8- avaliação Quantitativa e Qualitativa justificada a cada trabalho proposto, seja em grupo ou individual.  Sempre que possível, será proposto DiY tendo como base um PBLI, a qual ajudará a balizar os valores supra descritos a cada etapa.

7.2  RECUPERAÇÃO

Será proposto pelo professor um trabalho de avaliação, seguido de apresentação contendo o foco de empreendedorismo digital atual, conforme apresentado nas atividades assíncronas, ou avaliação do conteúdo de toda disciplina, individualmente, valendo como média entre a avaliação já obtida e essa nova da recuperação.  

Nova auto-avaliação qualitativa e quantitativa justificada será exigida. 

BIBLIOGRAFIA

Básica

OPPENHEIM,  Alan  V.  Processamento  em tempo  discreto  de  sinais.  São  Paulo:  Pearson  Education  do
Brasil, 2013.

STANKOVI,  Srdjan;  OROVI,  Irena;  SEJDI,  Ervin.  Multimedia  signal  and  systems:  basic  and advanced
algorithms for signal processing, 201 6.

STEIN, Jonathan  V.  Digital signal processing: a computer science perspective.   John Wi ley &  Sons, 2001 .

Complementar

GONZALEZ, Rafael C. WOODS, Richard E.  Processamento de Imagens digitais. São Paulo: E. Blucher, 2000. 

HSU, Hwei P. Sinais e sistemas. Porto Alegre: Bookman, 2012.

MAYBURY, Mark T. Multimidia Information Extraction: advances in video, audio, and imagery analysis for search, data mining, surveillance, and authoring. Piscataway: IEEE Press, c2011. 1 ebook

OPPENHEIM, Alan V. Sinais e sistemas. 2. ed. São Paulo: Peareson, 2010.

Richardson, Jain E.G. H.264 and MPEG-4 video compression: video coding for next-generation multimedia. CHichester;Hoboken, NJ: Wiley, c2003

SMITH, Steven w. Digital signal processing: a practical guide for engineers and scientists. Amsterdam: Newnes, c2003.

APROVAÇÃO

Aprovado em reunião do Colegiado realizada em: ____/____/______

Coordenação do Curso de Graduação: _________________________

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Documento assinado eletronicamente por Luciano Vieira Lima, Professor(a) do Magistério Superior, em 06/02/2023, às 17:08, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015.

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