Orientation Presentation 2014

先端情報工学概論
講義項目：
マルチメディア通信（10/27)
ヴァーチャルリアリティ（10/30)
(12/13)
コンピュータ・アーキテクチャ＆DSP基礎 (11/10)
工学部情報工学科教授
アシャリフ・モハマッド・レザー
DSP Lab – Signal Processing Laboratory
Department of Information Engineering – University of the Ryukyus
マルチメディアとは
主にデジタルデータ化された音声や、映像などのことをいう
本来は「複数の種類の情報を扱う媒体」の意味。
Different digital media of communications such as speech/audio, image/video,
Graphic/animation and text are mixed to develop multimedia communications.
取り扱いたい
デジタルデータ
情報など
情報処理
デジタル化
情報をデジタルデータ化し、コンピュータでデータを扱う。
Today, computer works as various media
例：音声(MP3)、
、動画(MPEG)、
、画像(JPEG)、FLASH、などなど・・・
FLASH などなど
マルチメディア・コミュ二ケーション
コミュ二ケーション (Communication) = 情報伝えること。
マルチメディア・コミュ二ケーションとは映像、音声などに
よってネットワークを介して情報のやりとりをすることをいう。
Application Examples:
MSNメッセンジャー
YAHOOメッセンジャー
SKYPEなどなど
また、最近ではUniversal Multimedia Access (UMA)という「いつでも」
「どこでも」「何に対しても」アクセスができるようにする概念がある。
Multimedia Communications
•Different media of communications such as speech/audio,
image/video, graphics/animation and text, are mixed to develop
multimedia communications.
• Today, computers are not just for computing rather it can play
as various media of “communications station” for us, such as
radio &TV or telephone, and even it is portable now.
Necessary knowledge:
•Signal Processing, Communications& Networking
•Image processing: Compression (JPEG, MPEG), Enhancement,
Restoration, Segmentation, Recognition, etc.
Multimedia Communications
Necessary knowledge (continue):
•Speech processing: Coding, Speech noise & Acoustic Echo
Canceling, Speech Recognition, etc.
Universal Multimedia Access (UMA):
• Delivery of all types of data for all types of users in all
types of conditions (anything, anywhere, anytime).
Multimedia Applications:
• Video teleconferencing, Telemedicine, Video on Demand,
Online Services, Interactive Shopping and Entertainment.
•These services are associated with different data rates and
different Quality of Service (QoS) requirements.
ヴァーチャルリアリティ
Virtual Reality = 仮想現実
ヴァーチャルリアリティとは、人間の五感（視覚、聴覚、触覚など）
に働きかけ、仮想的な現実を作り出す技術。
Virtual Reality and the human senses (visual, auditory,
tactile, etc.) to encourage technology create a virtual reality.
実用化されている
具体的な例：
Concrete examples that are
practical:
フライトシミュレータ
ゲームセンターの大型装置
宇宙飛行士の訓練プログラムなど.
Flight Simulator, Heavy Industry Equipment and
Astronaut Training Program
ゲームセンターのレーシングゲームなどが身近な例
ヴァーチャルリアリティの実現
HMD (Head Mounted Display):
ヘルメット状の接眼式ディスプレイセンサーで装着者の頭部の位
置や方向を計ることができる。
By HMD & sensors the head position and orientation are
measured:
インストゥルメントグローブ(Instrument Gloves):装着者の指の動
きなどをセンサーで計測したり,仮想物体の応力を装着者に伝え
ることが出来るグローブ。
Sensors measure movement of the fingers
Gloves communicate to the virtual object
by making a feeling of touch.
写真はソリッドレイ研究所の装置。
VR遠隔教育システムと呼ばれる
通信教育への応用例。
Application for distance learning.
Virtual Reality (VR)
•VR is a technology to shift the sense of
human into a different environment without
actual movement.
real but
distant reality
real environment
virtual environment
virtual (artificial)
environment
•We need a 3-D image, a natural sound source and small delay
between action & computer generated reaction.
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Virtual Reality (VR)
Tools:
•Wireless magnetic motion capture system
•Head Mounted Display(HMD)
•Sensory Data Gloves
Applications:
•Telepresence, Heavy Industries, Medical Science, Entertainment.
Virtual Reality (VR)
Virtual Reality (VR)
Computer Architecture
Architecture = 構造や設計思想 Structure / Design
During the first five generation to generation,
many discoveries were developed.
第一世代から第五世代までの間に、さまざまな発見がなされた。
第一世代から第四世代は、回路の素子によって分類されている。
First to fourth generations are classified by elements of the circuit
第１世代：真空管 (世界初のコンピュータENIACなど)
第２世代：トランジスタ (Transistor)
第３世代：集積回路 Integrated Circuit (IC)
第３．５世代： LSI(ファミコンなど)
第４世代： VLSI
Fifth generation, the concept of specialized structures to achieve
artificial intelligence (AI) 第五世代は、人工知能の実現に特化した構造
という概念
プロセッサの進化
CPUの処理速度は、20年間で約
1000倍も速くなった（ムーアの法
則）。また、回路の規模とプロセッ
サ本体の大きさも改善され、非常に
コンパクトになった(写真参照).
近
)
年では複数のプロセッサによる並
列処理のアーキテクチャが注目さ
れている。
In 20 years speed of CPU increased
by 1000 times (Moore’s Law). Also,
Circuit scale gets smaller. Parallel
processing architecture have been
considered.
Various Computer Systems
1-Analog Computer: Using analog circuits, mathematical
equations are simulated in computer to solve them.
2- Newman Computer: Using Digital Logic Circuit, calculations
are handled. It is based of present computers. Data and instructions
are placed in the same memory.
3- Quantum Computer: It is not yet developed. It will work
based on atom level. If it will be completed, calculations time
will be shrink from years to minutes!
Computer System Development
Three most important discoveries in computer
technology, from 1st to 5th generation:
1 - Proposing program reside in computer
memory, by J. Von Neumann
2 - Transistor invention in 1947 by J. Bardeen, W.
H. Brattain and W. Schockley
3 - Magnetic core memory developed at MIT by
J.W. Forrester
Computer Architecture
Basic System Architecture
Block Diagram
Central
Processing
Unit
Main
Memory
Input/
Output
System Interconnection
Block Diagram (continued)
CPU
Control
Unit
Arithmetic
& Logic
Unit
Registers
Internal CPU Interconnection
DSP Applications
Acoustic Echo Canceling
Listening to Effect of Echo
Original Speech Signal
Echo with 250 msec path
Single Sensor Harmonics Interference
Cancel by Adaptive Filter
Traditionally,noise and sound collected by two
sensor,taking a away to cancel noise.
However,in this research,using only one
sensor,have been the cancellation of harmonic
noise.
Simulation
Input voice
Harmonic+Voice
Harmonic Canceled
Blind Source Separation
(BSS) Study by ICA Based
on Information
Maximization Method in
the CPP & ReflectedOverlapped Images
Simulation result of image
The Original Images
The Mixed Images
The Separated Images
• Thank you very much!

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