Praktikum Bild- und Videosignalverarbeitung auf eingebetteten Plattformen (PrBVEP)2.5 ECTS
(englische Bezeichnung: Image and Video Signal Processing on Embedded Systems Lab Course)
Modulverantwortliche/r: André Kaup
Lehrende:
Jürgen Seiler, Karina Jaskolka
Start semester: |
WS 2017/2018 | Duration: |
1 semester | Cycle: |
jährlich (WS) |
Präsenzzeit: |
60 Std. | Eigenstudium: |
15 Std. | Language: |
Englisch |
Lectures:
Inhalt:
Betrachtet man Anwendungen der Bild- und Videosignalverarbeitung stellt man fest, dass viele davon auf mobilen Plattformen ablaufen. Die dort verwendeten Systeme haben aber häufig nur eine reduzierte Leistungsfähigkeit und müssen besonders auf den Energieverbrauch achten. Nichtsdestotrotz sind aber auch einfache, mobile Systeme wie Smartphones oder Tablets in der Lage, anspruchsvolle Signalverarbeitungsaufgaben für Bild- und Videosignale durchzuführen. Dies umfasst zum Beispiel die Codierung von Bildern und Videos, aber auch die Erzeugung von Panoramen oder die Berechnung von Bildern mit hohem Dynamikumfang.
Das Praktikum „Bild- und Videosignalverarbeitung auf eingebetteten Plattformen“ soll die Herausforderung, die mit einer Verarbeitung dieser Signale auf eingebetteten Plattformen einhergehen genauer vermitteln und es wird aufgezeigt, wie man selbst auf Plattformen mit eingeschränkter Leistungsfähigkeit entsprechende Algorithmen umsetzen kann. Hierzu werden in dem Praktikum Raspberry Pis als Plattform verwendet und die Programmierung erfolgt in Python.
Die Versuche umfassen den Aufbau und die Inbetriebnahme der eingebetteten Plattform, eine Einführung in Python und in die grundlegenden Prozesse der Bild- und Videosignalverarbeitung. Weitere Versuchsinhalte sind die Anbindung einer Kamera, Bildsignalverarbeitungsprozesse mit der Kamera und die Implementierung verschiedener digitaler Filter. Das Praktikum beinhaltet außerdem verschiedene Anwendungen computergestützten Sehens (Computer Vision). Die Detektion von Merkmalen und Objekten in Bildern und Videos werden einführend behandelt und aktuelle Computer Vision Anwendungen, wie die Erstellung eines Panoramas werden betrachtet.
Content:
Today, many image and video signal processing applications are running on embedded systems. However, the computational power and the energy storage is a limiting demand for embedded systems. Nevertheless, daily mobile devices like smartphone and tablet are able to perform signal processing tasks for image and video signals, for example coding of images and videos, the creation of a panorama or the calculation of images with high dynamic range.
The image and video signal processing on embedded systems lab course should show the challenges that occur while handling with such mobile devices and the implementation of such algorithm on an embedded system. Therefore, Raspberry Pis as embedded systems and Python as coding language is used in the laboratory. The experiments include the setup of the Raspberry Pi, an introduction to Python and an introduction to image and video signal processing. In addition, a camera will be connected, signal processing will be done with the camera and digital filters are implemented. Moreover, the laboratory includes different computer vision applications like the creation of a panorama.
Lernziele und Kompetenzen:
Die Studierenden
verstehen die Herausforderungen von eingebetteten Plattformen
wenden die Programmiersprache Python für Bild- und Videosignalverarbeitunsalgorithmen an
erzeugen funktionsfähige Programme mit der Programmiersprache Python
beurteilen die Funktionsblöcke von Computer Vision-Algorithmen
bewerten die von ihnen erstellten Programme durch subjektive und objektive Vergleiche
reflektieren den Lernprozess während des Praktikums.
The students
understand the challenges of the embedded system
make use of the coding language Python for image and video signal processing algorithms
implement functional programs with Python
evaluate the blocks of computer vision algorithms
evaluate the self-implemented programs by subjective and objective comparison
reflect the learning process in the laboratory.
Literatur:
Das Skript zum Praktikum „Image and video signal processing on embedded platforms“ wird in der Einführungsveranstaltung ausgegeben.
The laboratory script “Image and video signal processing on embedded platforms” will be handed out in the first session.
Bemerkung:
Das Praktikum besteht aus 7 Arbeitseinheiten. Diese sind in den Kursunterlagen beschrieben. Die Arbeitseinheiten bestehen jeweils aus einem oder zwei Terminen, die vor der Anmeldung zum Praktikum bekanntgegeben werden.
Jede Arbeitseinheit ist zu Hause vorzubereiten, die Vorbereitung wird zu Beginn eines jeden Termins überprüft. Die Ergebnisse eines jeden Termins sind während der Versuchsdurchführung auf den Versuchsrechnern vorzuhalten und werden zum Abschluss des Termins überprüft.
Das Praktikum gilt als bestanden, wenn alle Arbeitseinheiten ausreichend vorbereitet und durchgeführt wurden.
Für Studierende im Studiengang „Advanced Signal Processing and Communications Engineering“ (ASC) ist dieses Praktikum das Ersatzangebot für das im Studienprogramm gelistete Praktikum „Maschine Learning in Signal Processing“, welches aufgrund der Vakanz der zugehörigen Professur derzeit noch nicht angeboten werden kann.
The laboratory is based on seven experiments, which are described in the laboratory script. Every experiment should be prepared at home and will be checked before every experiment. The results of the prepared tasks in the laboratory will be checked at the end of the experiment. The laboratory is passed if all seven experiments are successfully completed.
For students who are studying "Advanced Signal Processing and Communications Engineering" (ASC), this lab course is substituting the "Machine Learning in Signal Processing Lab Course" listed in the study program, which is currently not available due to the vacancy of the respective professorship.
Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:
- Communications and Multimedia Engineering (Master of Science)
(Po-Vers. 2011 | TechFak | Communications and Multimedia Engineering (Master of Science) | Masterprüfung | Wahlpflichtmodule | Praktika)
Studien-/Prüfungsleistungen: