Cyfrowe przetwarzanie i kompresja danych - opis przedmiotu

Informacje ogólne

Nazwa przedmiotu	Cyfrowe przetwarzanie i kompresja danych
Kod przedmiotu	11.3-WI-INFD-CPKD
Wydział	Wydział Nauk Inżynieryjno-Technicznych
Kierunek	Informatyka
Profil	ogólnoakademicki
Rodzaj studiów	drugiego stopnia z tyt. magistra inżyniera
Semestr rozpoczęcia	semestr zimowy 2021/2022

Informacje o przedmiocie

Semestr	2
Liczba punktów ECTS do zdobycia	5
Typ przedmiotu	obowiązkowy
Język nauczania	polski
Sylabus opracował	dr hab. inż. Andrzej Janczak, prof. UZ

Formy zajęć

Forma zajęć	Liczba godzin w semestrze (stacjonarne)	Liczba godzin w tygodniu (stacjonarne)	Liczba godzin w semestrze (niestacjonarne)	Liczba godzin w tygodniu (niestacjonarne)	Forma zaliczenia
Wykład	30	2	18	1,2	Egzamin
Laboratorium	30	2	18	1,2	Zaliczenie na ocenę

Cel przedmiotu

Zapoznanie z podstawową wiedzą z zakresu dyskretnych systemów liniowych, analizy widmowej i filtracji sygnałów dyskretnych. Ukształtowanie umiejętności projektowania filtrów SOI i NOI. Zapoznanie z podstawowymi metodami kompresji bezstratnej i kompresji stratnej, ich właściwościami i zastosowaniami.

Wymagania wstępne

Analiza matematyczna

Zakres tematyczny

Reprezentacja matematyczna sygnałów ciągłych i dyskretnych. Przyczynowe, czaso-niezmiennicze systemy liniowe. Próbkowanie i kwantyzacja amplitudowa sygnałów, twierdzenie Nyquista-Shannona. Dyskretna transformata Fouriera (DFT) i szybka transformata Fouriera (FFT). Analiza częstotliwościowa sygnałów z zastosowaniem DFT. Przekształcenie Z, transmitancja dyskretna.

Filtry cyfrowe, filtry o skończonej odpowiedzi impulsowej (SOI) i filtry o nieskończonej odpowiedzi impulsowej (NOI). Metody projektowania filtrów SOI i NOI. Efekty skończonej długości rejestrów w cyfrowym przetwarzaniu sygnałów.

Kompresja bezstratna. Matematyczne podstawy kompresji bezstratnej. Kodowanie Huffmana, kodowanie arytmetyczne, słownikowe metody kodowania, kodowanie predykcyjne. Zastosowania kompresji bezstratnej w zadaniach kompresji tekstu, dźwięku i obrazów.

Kompresja stratna. Matematyczne podstawy kompresji stratnej. Kwantyzacja skalarna, kwantyzacja wektorowa, kodowanie różnicowe. Kodowanie transformacyjne, przekształcenie Karhunena-Loevego, dyskretna transformata kosinusowa, dyskretne przekształcenie Walsha-Hadamarda. Kodowanie podpasmowe, kompresja falkowa. Zastosowania kompresji stratnej w zadaniach kompresji dźwięku i obrazów.

Metody kształcenia

Wykład: wykład konwencjonalny
Laboratorium: ćwiczenia laboratoryjne

Efekty uczenia się i metody weryfikacji osiągania efektów uczenia się

Opis efektu	Symbole efektów	Metody weryfikacji	Forma zajęć

Warunki zaliczenia

Wykład - warunkiem zaliczenia jest uzyskanie pozytywnej oceny z egzaminu przeprowadzonego w formie pisemnej
lub ustnej

Laboratorium - warunkiem zaliczenia jest uzyskanie pozytywnych ocen ze wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych, przewidzianych do realizacji w ramach programu laboratorium.

Składowe oceny końcowej = wykład: 50% + laboratorium: 50%

Literatura podstawowa

1. Domański M.: Obraz cyfrowy. Reprezentacja, kompresja, podstawy przetwarzania. Standardy JPEG i MPEG. WKiŁ, Warszawa 2010.

2. Sayood K.: Komresja danych. Wprowadzenie, Wydawnictwo RM, Warszawa 2002.

3. Zieliński T. P.: Od teorii do cyfrowego przetwarzania sygnałów. Wydzaił EAIiE AGH, Kraków 2002.

4. Zieliński T. P.: Cyfrowe przetwarzanie sygnałów. Od teorii do zastosowań, WKiŁ, Warszawa 2007.

Literatura uzupełniająca

1. Domański M.: Zaawansowane techniki kompresji obrazów i sekwencji wizyjnych. Wyd. Pol. Poznańskiej. Poznań, 1998.

Uwagi

Zmodyfikowane przez prof. dr hab. inż. Andrzej Obuchowicz (ostatnia modyfikacja: 20-04-2021 08:48)