Инфокоммуникационные технологии анализа и обработки пространственной информации

«Инфокоммуникационные технологии анализа и обработки пространственной информации» – программа подготовки магистратуры СПбГЭТУ «ЛЭТИ» в рамках общего направления подготовки 11.04.01 «Радиотехника».

Краткое описание программы

Магистерская программа позволяет получить на основе информационного подхода углубленную теоретическую и практическую подготовку в области исследования и разработки телевизионных средств получения, передачи, хранения и воспроизведения изображений различных объектов, в том числе и генерируемых с помощью компьютерных средств.

Подробный перечень целей магистерской программы и результатов обучения представлен здесь.

Инфокоммуникационные технологии анализа и обработки пространственной информации

В 2015 году магистерская программа «Инфокоммуникационные технологии анализа и обработки пространственной информации» успешно прошла профессионально-общественную аккредитацию в Ассоциации Инженерного Образования России (АИОР). АИОР является членом ведущих международных организаций, сертифицирующих программы высшего образования (Washington Accord, ENAEE, SEFI, APQN и др.). По результатам аккредитации магистерская программа «Инфокоммуникационные технологии анализа и обработки пространственной информации» была внесена в общеевропейский регистр инженерных программ Европейской сети по аккредитации в области инженерного образования (ENAEE), а также в российский реестр аккредитованных программ, о чем были выданы соответствующие сертификаты.

Это означает не только международное признание соответствия подготовки по программе европейскому уровню образования, но и дает возможность выпускникам получить европейский сертификат соответствия инженерной квалификации и претендовать на включение в регистр профессиональных инженеров (национального/международного уровня), а также на получение профессионального звания EUR ING «Европейский инженер».

 

Выпускающая кафедра

Руководитель программы

Обухова Наталия Александровна

Заведующий кафедрой ТВ

Д.т.н., профессор

 +7 812 346-47-84 2126

Особенности программы

На первом году обучения магистранты изучают следующие дисциплины ядра направления:

  • Оптическая связь и обработка информации;
  • Основы теории кодирования и шифрования;
  • Цифровая связь;
  • Цифровая обработка изображений;
  • Математическое моделирование радиотехнических устройств и систем;
  • Широкополосные системы информационного обмена;
  • Радиолокационные и радионавигационные системы.

Особенностью подготовки магистрантов по программе «Инфокоммуникационные технологии анализа и обработки пространственной информации» является возможность выбора на втором семестре обучения одной из трех образовательных траекторий, аннотации которых приведены ниже.

Траектория «Компьютерное зрение: сенсоры и синтез видеосистем»

В рамках данной траектории основное внимание направлено на сквозное проектирование систем компьютерного зрения: от объекта наблюдения до потребителя.

Дисциплины траектории

Лекционный материал траектории посвящен: принципам проектирования систем компьютерного зрения; анализу свойств оптического изображения (спектральных, энергетических, динамических и др.); оптическим системам (объективы, фильтры, зеркальные элементы); сенсорам изображения (ПЗС, КМОП-сенсоры, TOF-сенсоры, мульти- и гиперспектральные сенсоры, UV/SWIR/MWIR/LWIR/THz сенсоры), а также интерфейсам передачи данных в системах компьютерного зрения (от LVDS до USB3.2).

В рамках обучения студенты получают практические навыки в области построения систем компьютерного зрения, а именно расчет параметров для функционирования системы и построения моделей (Maltab, Wolfram); разработка структурных, функциональных, электрических-принципиальных схем (Altium Designer, AutoCAD); разработка систем управления и обработки изображений на ПЛИС (FPAG) в САПР Quartus Prime.

Каждый из рассматриваемых вопросов сопровождается большим количеством примеров из накопленного опыта решения уникальных задач, с которыми научный коллектив кафедры сталкивался на протяжении более чем 70 лет. В частности используются примеры, из следующих выполненных проектов:

  • Космическое телевидение
    • фокальная плоскость телескопа MAGIS;
    • ТВ камеры UV диапазона;
    • ТВ камеры для звездного датчика и системы стыковки космических аппаратов;
    • телевизионная система для наблюдения за лабораторными животными на спутнике БИОН;
    • система машинного зрения для мобильного робота на МКС;
    • система обнаружения космического мусора.
  • Медицина / Биология
    • система для анализа генома человека;
    • видеоэндоскоп и видеолапароскоп;
    • высокоточные сканеры отпечатка пальца.
  • Системы специального назначения 
    • высокоскоростная система записи быстропротекающих процессов;
    • сверхвысокочувствительные системы.

Траектория посвящена автоматической обработке и анализу видеоданных и изображений для видеокомпьютерных систем. Основное внимание при обучении направлено на методы и алгоритмы  цифровой обработки изображений, машинного обучения и анализа видеоданных, глубокого обучения, видеоаналитики, а также смарт-технологии визуализации. Главная цель – это изучение теоретических основ и получение практических навыков создания интеллектуальных видеокомпьютерных систем.

Дисциплины  траектории

Лекционный материал посвящен методам и алгоритмам видеоаналитики, цифровой фильтрации изображений, созданию панорамных изображений, вопросам машинного обучения, синтезу изображений с учетом персональных особенностей пользователей. Закрепляются полученные в бакалавриате и расширяются для специфики решаемых задач знания в области теории оптимизации, линейной алгебры, обработки сигналов.

На практических занятиях, семинарах и во время самостоятельной работы студенты обучаются решать задачи и разрабатывать алгоритмы в сфере систем компьютерного зрения, получают хорошие навыки программирования (С++, Python) и использования специализированных библиотек (OpenCV, Keras, TensorFlow и т.д.).

Студенты, освоившие программу данной траектории, легко находят работу в ИТ-индустрии в области компьютерного зрения и прикладного программирования в видеоаналитике. Плюсами получаемого образования является его универсальность и востребованность.

По направлению «Компьютерное зрение: обработка и анализ данных» на кафедре проводятся совместные научно-исследовательские работы с современными лидерами отрасли, в частности компанией Huawei. Одним из важных направлений исследований является разработка систем поддержки принятия врачебных решений (Clinical Desicion Support System - CDSS) – интеллектуальных видеокомпьютерных медицинских систем.

C 2015 проводятся  совместные научные исследования в области интеллектуальных видеосистем медицинского назначения с Корейским электротехнологическим исследовательским институтом (отдел инновационных медицинских приборов),  компанией по выпуску инновационного медицинского  оборудования Co  Ltd «InTheSmart» (Сеул, Южная Корея), клиникой Сеульского Национального Университета (SNUH). 

Траектория реализуется на базовой кафедре «Видеоинформационные системы».

Базовая кафедра «Видеоинформационные системы» была создана в 2014 году с целью адресной подготовки специалистов по согласованным и дополнительным учебным программам для АО «НИИ Телевидения», являющегося стратегическим партнером СПбГЭТУ «ЛЭТИ».

АО «НИИ Телевидения» является одним из ведущих предприятий страны по созданию систем и средств телевизионной техники, основным разработчиком современных оптико-электронных и радиометрических систем стратегического и тактического назначения, видеоинформационных систем мониторинга, навигации и управления летательными объектами. Ключевыми направлениями деятельности предприятия являются разработка и изготовление наземных, морских и космических телевизионных комплексов.

Дисциплины траектории

При обучении на данной траектории студенты получают важнейшие практические навыки работы с узлами телевизионных камер, устройствами регистрации и цифровой обработки изображений, микроконтроллерами и другими актуальными техническими средствами, обеспечивающими работу средств получения и обработки аналоговых и цифровых видеосигналов, а также телевизионных камер и телевизионных комплексов, выпускаемых АО «НИИ Телевидения».

Все дисциплины не только привязаны, но и исходят из тематики деятельности предприятия, благодаря чему траектория обеспечивает подготовку квалифицированных специалистов, готовых к работе в АО «НИИ Телевидения» не только сразу после окончания учебной программы, но и в процессе обучения. Одновременно, дисциплины построены с учетом необходимости освоения студентами общих технических основ, что существенно расширяет потенциальную сферу деятельности выпускника данной траектории.


 Материально-техническое оснащение учебного процесса

Основное назначение материально-технической базы кафедры при подготовке магистров по направлению 11.04.01 «Радиотехника» заключается, во-первых, в обеспечении различных видов занятий в соответствии с принятой образовательной технологией, и, во-вторых, в приобретении студентами практических умений и навыков работы на разнообразном технологическом оборудовании (включая аппаратные и программные средства).

Для целей образовательной программы используются:

  1. высокотехнологичное оборудование для проведения лабораторных занятий;
  2. аппаратное и программное обеспечение для проведения лабораторных и практических занятий;
  3. проекционное оборудование для проведения лекций, докладов, презентаций и защит выпускных квалификационных работ;
  4. средства высокоскоростного доступа к корпоративной сети университета и глобальной сети интернет.

Все указанные технические и программные средства присутствуют на кафедре в необходимом количестве и в основном соответствуют современному уровню.

Кафедрой широко используются в учебном процессе современные образовательные технологии: проблемно-ориентированные практические занятия, интерактивно-дискуссионные семинары и др. В процессе обучения преподаватели кафедры активно используют технические средства – видеопроекционную аппаратуру, специализированные классы и лаборатории. При реализации учебного процесса используется информационно-методический центр факультета, оборудованный современным ПЭВМ (моложе 5 лет). В этом классе проводятся лабораторные и практические занятия по дисциплинам: «Цифровая связь» и «Цифровая обработка изображений». Учебные лаборатории кафедры оборудованы современным мультимедийным оборудованием для проведения лекционных, практических и семинарских занятий. Количество компьютерного оборудования в ИМЦ и учебных лабораториях обеспечивает проведение занятий индивидуально или в бригадах не более чем из 2 студентов.

Лабораторные установки и лабораторные стенды, имеющиеся на кафедре и в информационно-методический центре факультета, позволяют реализовать демонстрацию тех физических процессов, законов и явлений, которые излагаются в теоретической части курсов. Они соответствуют перечню лабораторных работ, которые предусмотрены рабочими программами учебных курсов.

Студенты имеют возможность самостоятельно работать с 9:00 до 19:00 на рабочих местах в учебно-исследовательских лабораториях, информационно-методическом центре факультета с предоставлением возможностей доступа в глобальную сеть Интернет, к базам данных электронных библиотек, корпоративной сети университета. Практически во всех рекреационных помещениях университета имеется доступ к WiFi. Для хранения результатов выполнения учебных заданий каждому студенту на сервере университета выделяется персональный сегмент с доступом по login и паролю.

Важную роль играет научно-техническая база предприятий – стратегических партнеров (АО НИИ телевидения, ОАО «НИИ «Вектор»), доступ к которой студенты получают при прохождении практик, а также при проведении занятий на базовых кафедрах.

Дополнительные возможности для обучающихся

Студенты магистратуры имеют возможность участвовать в научно-исследовательских работах кафедры и предприятий – партнеров, принять участие в ежегодных Международной научной конференции «Телевидение: передача и обработка изображений» и в Международной конференции «Современное образование: содержание, технологии, качество», материалы которых индексируются в РИНЦ.

Кафедра ТВ готовит аспирантов по специальности 05.12.04 «Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения». Защита диссертаций осуществляется в диссертационном совете Факультета радиотехники и телекоммуникаций.

Области применения полученных знаний, трудоустройство выпускников

Выпускники образовательной программы работают в таких областях, как космическое телевидение, подводное телевидение, медицинское приборостроение, вещательное телевидение, информационная безопасность, экологический мониторинг и др.

Основные предприятия, предлагающие рабочие места выпускникам программы:

  • АО «НИИ Телевидения»;
  • ФГУП «НИИ «Вектор»;
  • ОАО НПП «РАДАР ММС»;
  • Институт прикладной астрономии РАН;
  • ОАО «МАРТ» (Мощная аппаратура радиовещания и телевидения);
  • группа компаний «Иста»
  • ООО «Комин»;
  • компания «Боливар» и др.