Teorija informacij in izvorno kodiranje

Visokošolski učitelji: Levstek Andrej
Sodelavci: Pirc Matija

Opis predmeta

Pogoji za vključitev v delo oz. za opravljanje študijskih obveznosti:

• Vpis v letnik študija.

Vsebina:

Verjetnost, naključne spremenljivke (eksperimenti, dogodki, definicije verjetnosti, diskretna in zvezna naključna spremenljivka, porazdelitvene funkcije, momenti naključnih spremenljivk). Naključni procesi (vzorčna funkcija, statistična in časovna povprečja, avtokorelacija, stacionarnost, ergodičnost, gostota močnostnega spektra). Informacija (definicija informacije, informacijski izvori, entropija, redundanca). Kodiranje in stiskanje podatkov (teorem o izvornem kodiranju, izgubno in brezizgubno stiskanje, entropijsko kodiranje, Lempel-Zivovo kodiranje). Vzajemna entropija in kapaciteta kanala(vzajemna informacija, informacijski kanal, vzajemna entropija diskretnih virov, kapaciteta kanala, diferencialna entropija, kapaciteta Gaussovega kanala). Kodiranje analognih signalov - formatiranje signala (vzorčenje, idealno in regularno vzorčenje, teorem o vzorčenju in rekonstrukciji, vzorčenje ozkopasovnih signalov; kvantizacija, zrnato in prekoračitveno popačenje, dinamično območje). Zvokovni signali (zvok in sluh, značilnosti avdio signala, psihoakustične značilnost sluha, frekvenčno maskiranje , redundanca in irelevanca avdio signala; značilnosti govornega signala, model govornega trakta, redundanca in irelevanca govora). Kodiranje govora (logaritemsko stiskanje z neenakomerno kvantizacijo, A-zakon, prediktivno kodiranje; skalarna kvantizacija (DPCM, ADPCM), vektorska kvantizacija(CELP) . Kodiranje avdio signala (standardizirano kodiranje brez stiskanja: CD, DVD-avdio, DSD; stiskanje signala z izločanjem irelevance, MP2, MP3, AAC).

Cilji in kompetence:

Spoznavanje osnovnih principov informiranja in pojmov vezanih na prenos informacije. Osnove stiskanja podatkov in njihove teoretične meje. Spoznavanje lastnosti analognih informacijskih signalov, ki so pomembni za postopke kodiranja. Razlikovanje med redundanco in irelevanco ter z njima povezanimi postopki stiskanja podatkov. Spoznavanje različnih načinov kodiranja govornih signalov. Specifičnosti kodiranja avdio signalov in standardni postopki stiskanja.

Predvideni študijski rezultati:

Poznavanje in razumevanje osnovnih pojmov teorije informacij, kodiranja izvorov informacije in stiskanja podatkov. Poznavanje lastnosti analognih informacijskih signalov in postopkov njihovega kodiranja, predvsem s stališča degradacij, ki jih vnašajo v dekodirani in rekonstruirani signal.

Metode poučevanja in učenja:

• predavanja,
• laboratorijske vaje,
• domače naloge

Gradiva

1. S. Tomažič, Osnove telekomunikacij I, Založba FE in FRI, 2002
2. N. Pavešič, Informacija in kodi, Založba FE in FRI, 2010
3. J.R. Deller, J.G. Proakis, J.H. Hansen, Discrete-time processing of speech signals, MacMillan, New York, 1993
4. N. Moreau, Tools for signal compression, ISTE Ltd. and John Wiley & Sons, Inc., 2009