Technische Universität Ilmenau

Digital Signal Processing for Media Technology - Modultafeln of TU Ilmenau

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module properties module number 200657 - common information
module number200657
departmentDepartment of Electrical Engineering and Information Technology
ID of group2184 (Applied Media Systems)
module leaderProf. Dr. Gerald Schuller
languageDeutsch/Englisch
term Sommersemester
previous knowledge and experience

Grundlagen der Medientechnik; Signale und Systeme

learning outcomeDie Teilnehmer können grundlegende Algorithmen der Medien-Signalverarbeitung verstehen und einfache Anwendungen in Python programmieren.

Nachdem Studierende die Veranstaltung besucht haben, können sie die die Grundlagen der Medien-Signalverarbeitung beschreiben.
Sie können grundlegende Algorithmen der Medien-Signalverarbeitung erklären und klassifizieren.
Nach dem Besuch der Vorlesung können die Studierenden die erworbenen Kenntnisse in der Programmiersprache Python zusammenfassen.
Nach dem Seminar haben die Studierenden ihre in der Vorlesung erworbenen Kenntnisse anhand einfacher Anwendungen in der Programmiersprache Python vertieft und die Fertigkeit zu dieser Umsetzung erworben.
Nach Beendigung der Veranstaltung können die Studierenden die eigenen Leistungen und die ihrer Kommilitonen richtig einschätzen und bewerten. 

content

Die Lehrveranstaltung vermittelt die technischen Grundlagen der Video- und Audiosignalverarbeitung, die mittels Python-Programmen beispielhaft vermittelt werden. Anhand einer Übertragungskette, von der Kamera/Audioquelle ueber die Codierung, Uebertragung und Decodierung werden die Prinzipien der digitalen Video- und Audioübertragung vermittelt. Als Beispielprojekt wird die Übertragung eines Kamerabildes mittels Schall gezeigt. Die Komponenten werden mittels Seminaraufgaben in Python vertieft.

Themen sind: Farbtransformation (YUV, YIQ), Abtastung, Filterung, Discrete Cosine Transform, Quantisierung, Entropy Coding, Modulation (AM, FM, QAM...), Fast Fourier Transformation, Filterung mit der Fenstermethode, einfache Audio-Signalverarbeitung.

Gliederung:

  • GeschichtePython

  • Python Video Image Einfuehrung

  • Psychooptik Proj Farbe

  • Unterabtastung Frequenz

  • Abtastung Nyquist Qual Messg

  • DCT

  • Quantisierung Bits

  • Uebertragung Modulation

  • Modulationsarten

  • QAM, ESB, FM

  • Digital Filter


  • media of instruction and technical requirements for education and examination in case of online participation

    Moolde 2, Folien, Beispielcode in Python

     

    literature / references

    • Alan V. Oppenheim, Ronald W. Schafer, John R. Buck: "Discrete-Time Signal Processing", Prentice Hall, 2nd Edition, 1998

    • N.S. Jayant, Peter Noll: "Digital Coding of Waveforms", not published anymore

    • P.P. Vaidyanathan: "Multirate Systems and Filter Banks", Prentice Hall, 1993

    • M.Bosi, R.E. Goldberg: "Introduction to Digital Audio Coding and Standards", Kluwer Academic Publishers, 2002

    • K.D.Kammeyer,K. Kroschel: "Digitale Signalverarbeitung. Filterung und Spektralanalyse mit MATLAB Übungen", B.G. Teubner Verlag, 2002

    • John G. Proakis: "Digital Communications", McGraw-Hill Science/Engineering/Math, 4th Edition, 2000

    • Yiteng(Arden) Huang, Jacob Benesty (Eds.): "Audio Signal Processing ForNext-Generation Multimedia Communication Systems", Kluwer Academic Publishers Group, 2004; especially Chapter 11: "Audio Coding" by G.Schuller

    • A. Spanias, T. Painter, V. Atti: "Audio Signal Processsing and Coding", Wiley-Interscience, New York, 2007

    • J. Breebaart, C. Faller: "Spatial Audio Processing - MPEG Surround and Other Apllications", Wiley, Chichester, 2007

    evaluation of teaching
    Details reference subject
    module nameDigital Signal Processing for Media Technology
    examination number210530
    credit points5
    SWS3 (2 V, 1 Ü, 0 P)
    on-campus program (h)33.75
    self-study (h)116.25
    obligationobligatory module
    examexamination performance with multiple performances
    details of the certificateDas Modul Digitale Signalverarbeitung für Medientechnologen mit der Prüfungsnummer 210530 schließt mit folgenden Leistungen ab:
    • alternative semesterbegleitende Prüfungsleistung mit einer Wichtung von 30% (Prüfungsnummer: 2101034)
    • schriftliche Prüfungsleistung über 90 Minuten mit einer Wichtung von 70% (Prüfungsnummer: 2101035)

    Details zum Abschluss Teilleistung 1:

    Waehrend des Semsters bearbeiten die Studenten kleine 2-Woechige Programmierprojekte, die den Stoff der Vorlesung umsetzen. Dies ist eine Fertigkeit die sie nur durch diese entsprechende Uebung erlernen koennen, und die auch nur dadurch geprueft werden kann.


    Details zum Abschluss Teilleistung 2:

    Klausur am Ende des Semesters. Diese prueft die theoretischen Kenntnisse, welche die Studenten durch die Vorlesung erlernt haben.

    alternative examination performance due to COVID-19 regulations incl. technical requirements
    signup details for alternative examinationsDie Anmeldung zur alternativen semesterbegleitenden Abschlussleistung erfolgt über das Prüfungsverwaltungssystem (thoska) außerhalb des zentralen Prüfungsanmeldezeitraumes. Die früheste Anmeldung ist generell ca. 2-3 Wochen nach Semesterbeginn möglich. Der späteste Zeitpunkt für die An- oder Abmeldung von dieser konkreten Abschlussleistung ist festgelegt auf den (falls keine Angabe, erscheint dies in Kürze):
    To obtain the actual deadlines for this course, plaese navigate to the course details in the degree program.
    maximum number of participants
    Details in degree program Bachelor Medientechnologie 2021
    module nameDigital Signal Processing for Media Technology
    examination number210530
    credit points5
    on-campus program (h)34
    self-study (h)116
    obligationobligatory module
    examexamination performance with multiple performances
    details of the certificateDas Modul Digitale Signalverarbeitung für Medientechnologen mit der Prüfungsnummer 210530 schließt mit folgenden Leistungen ab:
    • alternative semesterbegleitende Prüfungsleistung mit einer Wichtung von 30% (Prüfungsnummer: 2101034)
    • schriftliche Prüfungsleistung über 90 Minuten mit einer Wichtung von 70% (Prüfungsnummer: 2101035)

    Details zum Abschluss Teilleistung 1:

    Waehrend des Semsters bearbeiten die Studenten kleine 2-Woechige Programmierprojekte, die den Stoff der Vorlesung umsetzen. Dies ist eine Fertigkeit die sie nur durch diese entsprechende Uebung erlernen koennen, und die auch nur dadurch geprueft werden kann.


    Details zum Abschluss Teilleistung 2:

    Klausur am Ende des Semesters. Diese prueft die theoretischen Kenntnisse, welche die Studenten durch die Vorlesung erlernt haben.

    alternative examination performance due to COVID-19 regulations incl. technical requirements
    signup details for alternative examinationsDie Anmeldung zur alternativen semesterbegleitenden Abschlussleistung erfolgt über das Prüfungsverwaltungssystem (thoska) außerhalb des zentralen Prüfungsanmeldezeitraumes. Die früheste Anmeldung ist generell ca. 2-3 Wochen nach Semesterbeginn möglich. Der späteste Zeitpunkt für die An- oder Abmeldung von dieser konkreten Abschlussleistung ist festgelegt auf den (falls keine Angabe, erscheint dies in Kürze):
    To obtain the actual deadlines for this course, plaese navigate to the course details in the degree program.
    maximum number of participants