Дисциплина «Обработка видео» посвящена изучению методов анализа, обработки и извлечения информации из видеопоследовательностей. Курс охватывает широкий спектр задач — от базовых алгоритмов обработки изображений и временного анализа до современных подходов глубокого обучения для обнаружения объектов, трекинга и классификации действий. Студенты осваивают как классические методы компьютерного зрения, так и нейросетевые архитектуры, включая сверточные и рекуррентные сети, трансформеры и гибридные модели. Особое внимание уделяется практической реализации алгоритмов обработки видео с использованием современных библиотек и фреймворков, а также оценке качества видеосистем в прикладных сценариях.
Цель освоения дисциплины
Формирование компетенций в области анализа, обработки и интерпретации видеоданных, включая освоение методов извлечения пространственных и временных признаков, обнаружения и трекинга объектов, классификации сцен и действий, а также разработку и оценку систем компьютерного зрения для обработки видеопоследовательностей в реальном времени.
Планируемые результаты обучения
Характеризует структуру цифрового видеопотока и объясняет принципы пространственно-временной избыточности.
Применяет вейвлет-преобразование и пространственно-временные фильтры для обработки видеокадров.
Анализирует эффективность стандартов видеокодирования при различных сценариях использования.
Реализует пайплайн обнаружения объектов на видеопоследовательности с использованием YOLO и OpenCV.
Оценивает качество трекинга с применением стандартных метрик и интерпретирует результаты.
Сравнивает архитектуры 3D-CNN, CNN-LSTM и трансформеров для задач распознавания действий.
Обучает гибридную модель CNN-LSTM для классификации сцен и детектирования границ кадров.
Интерпретирует результаты классификации действий с использованием матриц ошибок и метрик точности.
Вычисляет оптический поток для оценки движения объектов в видеопоследовательности.
Реализует алгоритм вычитания фона для выделения движущихся объектов в реальном времени.
Применяет фильтр Калмана для прогнозирования траектории движущихся объектов.
Разрабатывает мультимодальную систему, объединяющую видео- и аудиоданные для анализа сцен.
Применяет механизмы внимания для повышения точности пространственно-временного анализа.
Оптимизирует видеомодель для инференса в реальном времени на ограниченных вычислительных ресурсах.
Содержание учебной дисциплины
Основы цифровой обработки видео и временного анализа
Обнаружение и трекинг объектов в видео
Классификация действий и анализ сцен в видео
Анализ движения и оценка оптического потока
Глубокое обучение для видеоаналитики и мультимодальные системы
Элементы контроля
Практическая работа №1
Экзамен
Практическая работа №2
Промежуточная аттестация
2026/2027 2nd module
0.3 * Практическая работа №1 + 0.4 * Экзамен + 0.3 * Практическая работа №2
Список литературы
Рекомендуемая основная литература
Компьютерное зрение: практикум - Болдырев П. А., Каскинов И. З., Енин А. В., Белый А. А. - Оренбургский государственный университет - 978-5-7410-3317-3 - 2024 - русский - https://e.lanbook.com/book/503045 - ЛАНЬ - 503045
Прикладная математика. Цифровая обработка изображений - Гундина М. А., Князев М. А., Кондратьева Н. А., Юхновская О. В. - Белорусский национальный технический университет - 978-985-583-747-4 - 2022 - русский - https://e.lanbook.com/book/325673 - ЛАНЬ - 325673
Цифровая обработка изображений - Веселова С. В., Константинова Е. В., Александрова И. В. - Санкт-Петербургский государственный институт кино и телевидения - 978-5-94760-493-1 - 2021 - русский - https://e.lanbook.com/book/415985 - ЛАНЬ - 415985
Цифровая обработка изображений и распознавание образов - Лукашевич М. М. - Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники - 978-985-543-581-6 - 2023 - русский - https://e.lanbook.com/book/479492 - ЛАНЬ - 479492
Преподаватели
Савельев Александр Геннадьевич
Торопов Алексей Геннадьевич
Программа дисциплины
Аннотация
Цель освоения дисциплины
Планируемые результаты обучения
Содержание учебной дисциплины
Элементы контроля
Промежуточная аттестация
Список литературы
Рекомендуемая основная литература
Рекомендуемая дополнительная литература
Авторы