Study of the audio coding algorithm of the MPEG-4 AAC standard and comparison among implementations of modules of the algorithm

Audio coding is used to compress digital audio signals, thereby reducing the amount of bits needed to transmit or to store an audio signal. This is useful when network bandwidth or storage capacity is very limited. Audio compression algorithms are based on an encoding and decoding process. In the encoding step, the uncompressed audio signal is transformed into a coded representation, thereby compressing the audio signal. Thereafter, the coded audio signal eventually needs to be restored (e.g. for playing back) through decoding of the coded audio signal. The decoder receives the bitstream and reconverts it into an uncompressed signal. ISO-MPEG is a standard for high-quality, low bit-rate video and audio coding. The audio part of the standard is composed by algorithms for high-quality low-bit-rate audio coding, i.e. algorithms that reduce the original bit-rate, while guaranteeing high quality of the audio signal. The audio coding algorithms consists of MPEG-1 (with three different layers), MPEG-2, MPEG-2 AAC, and MPEG-4. This work presents a study of the MPEG-4 AAC audio coding algorithm. Besides, it presents the implementation of the AAC algorithm on different platforms, and comparisons among implementations. The implementations are in C language, in Assembly of Intel Pentium, in C-language using DSP processor, and in HDL. Since each implementation has its own application niche, each one is valid as a final solution. Moreover, another purpose of this work is the comparison among these implementations, considering estimated costs, execution time, and advantages and disadvantages of each one.

Um Modelo de estruturação de requisitos para o método fusion

Uma definição confiável dos requisitos de um software depende diretamente da completa e correta compreensão sobre as necessidades do sistema e sua conseqüente representação de forma adequada ao processo de desenvolvimento. Uma proposta de modelagem de requisitos deve apresentar qualidades que colaborem para a compreensão mútua das necessidades entre os envolvidos no processo e que organizem os requisitos de forma a permitir o acompanhamento no desenvolvimento do software. O presente trabalho apresenta um modelo de estruturação de requisitos fundamentado em metodologias orientadas a objetivos com utilização de cenários e preceitos da Teoria da Atividade. O modelo tem sua argumentação nas premissas que cliente e usuários normalmente expressam suas necessidades através de objetivos almejados e que a ação humana deve ser analisada dentro de um contexto para que possa fazer sentido e ser compreendida. Inserido no contexto do Projeto FILM1, cujo objetivo é expandir o Método Fusion, agregando uma etapa de modelagem de requisitos, o trabalho estabeleceu a qualidade de usabilidade como motivadora da definição de um modelo de estruturação de requisitos. A usabilidade é uma qualidade que visa facilitar a utilização do modelo como uma ferramenta de representação dos requisitos de forma inteligível, atuando tanto na especificação dos requisitos como na validação dos mesmos entre os envolvidos. Os requisitos são estruturados segundo uma abordagem voltada aos clientes e usuários do sistema. O modelo definido tem por objetivo prover a construção gradual e incremental do entendimento compartilhado entre os envolvidos sobre os domínios do problema e da solução, na concepção e no desenvolvimento do software. Metodologias orientadas a objetivos, operacionalizadas através de cenários, conjugadas a princípios da atividade oferecem um suporte adequado a estruturação de requisitos provendo usabilidade ao modelo. A avaliação da aplicabilidade do modelo é realizada com a modelagem de requisitos em três estudos de casos. Em cada caso são aplicadas técnicas de elicitação no sentido da afinar a sintonia com a estrutura do modelo de requisitos. A concepção do modelo, embasada em conceitos da Teoria da Atividade, é bastante adequado às atividades de elicitação em uma abordagem voltada aos clientes e usuários.

A low cost one-camera optical tracking system for indoor wide-area augmented and virtual reality environments

In the last years the number of industrial applications for Augmented Reality (AR) and Virtual Reality (VR) environments has significantly increased. Optical tracking systems are an important component of AR/VR environments. In this work, a low cost optical tracking system with adequate attributes for professional use is proposed. The system works in infrared spectral region to reduce optical noise. A highspeed camera, equipped with daylight blocking filter and infrared flash strobes, transfers uncompressed grayscale images to a regular PC, where image pre-processing software and the PTrack tracking algorithm recognize a set of retro-reflective markers and extract its 3D position and orientation. Included in this work is a comprehensive research on image pre-processing and tracking algorithms. A testbed was built to perform accuracy and precision tests. Results show that the system reaches accuracy and precision levels slightly worse than but still comparable to professional systems. Due to its modularity, the system can be expanded by using several one-camera tracking modules linked by a sensor fusion algorithm, in order to obtain a larger working range. A setup with two modules was built and tested, resulting in performance similar to the stand-alone configuration.