Kódovanie a prenos multimediálnych údajov - ÚINF/KMÚ


Na tomto mieste nájdete počas semestra informácie a dôležité odkazy k predmetu KMÚ.
Prednášky budú v tomto semestri v stredu 14:25 v P12, cvičenia vo štvrtok 11:40 v P04.

Doporučená literatúra a ďalšie zdroje informácií.
Pravidlá hodnotenia
Cvičenia

  Prebraté a plánované témy prednášok
21.9.2022
15:20

28.9.2022
15:20
Formálny model kódovania a prenosu informácie.
Stratové a bezstratové kódovanie, kompresný pomer.
Kódovanie RLE a Rice-Golombove kódy.
Zdrojová, kódová abeceda, kódové slová, kód, prenosový kanál, šum.
Jednoznačne dekódovateľné kódy, nerovnaké dĺžky kódových slov.
Zisťovanie jednoznačnej dekódovateľnosti. Blokové a prefixové kódy.
Kraft-McMillanova nerovnosť
Salomon, Motta: Handbook of Data Compression kap. 1.1-1.4
Data Compression - kapitoly 1 a 2
29.9.2022
11:40
Kódovanie so známym rozdelením pravdepodobností výskytu vstupných znakov.
Huffmanova konštrukcia kódu - vzťah strednej dĺžky kódového slova a entropie.
Optimálnosť Huffmanovej konštrukcie. Viacznakové Huffmanovo kódovanie.
Kódové stromy, sibling property. Adaptívne Huffmanovo kódovanie (FGK a Vitter)
Handbook kap. 2.1-2.5, kap. 5.2, 5.3.
Data Compression - kapitola 3
30.9.2019
15:20
Rice-Golombove kódy, Tunstallovo kódovanie.
Aritmetické kódovanie - princíp.
Celočíselné aritmetické kódovanie. Adaptívna verzia.
Binárne aritmetické kódovanie - Q, QM metóda.
Výhody a nevýhody štatistických kódov.
7.10.2019
15:20
Aritmetické kódovanie s kontextom.
Bi-level postupy, JBIG štandard.
JPEG-LS štandardy, štandardy pre prenos faxu (CCITT Group 3,4)
Bezstratové metódy kompresie s predikciou
Predikcia s čiastočnou zhodou - PPM algoritmus.
slajdy z prednášok
Handbook - kap. 5.7, 5.11, 5.14.
Data Compression - kapitola 6 a 7
Úlohy na precvičenie - séria B (doc, pdf) - odovzdať do 21.10.2019, 15:20
14.10.2019
15:20
Slovníkové techniky kompresie. Statické slovníkové metódy.
LZ77 a LZSS algoritmus. LZ78 a LZW algoritmus.
Výhody a využitie transformačných metód.
Burrows-Wheelerova transformácia (BWT) + Move-to-Front kódovanie.
slajdy z prednášok
Handbook - kap. 6 dostupné v intranete.
Data Compression - kapitola 5
28.10.2015
10:45 P10
Polsemestrálny test
21.10.2019
15:20 P10
Stratová kompresia - princípy.
RD funkcia - vzťahy medzi kompresným pomerom a skreslením.
Pravdepodobnostné modely, fyziologické modely pre efektívnu kompresiu.
Skalárna kvantizácia. Uniformná kvantizácia pre rovnomernú pravdepodobnosť zdroja.
Adaptívna uniformná kvantizácia - forward, backward metóda, Jayantova kvantizácia.
Neuniformná kvantizácia - princíp.
Optimalizácia neuniformnej kvantizácie podľa distribučnej funkcie.
Lloyd-Maxov algoritmus. Využitie kompresorov a expandérov.
Vektorová kvantizácia. Linde-Buzo-Grayov algoritmus (animácia), - využitie pri kompresii zvuku a obrazu.
Slajdy z prednášky.
Data Compression - kapitola 8 a 9
Úlohy na precvičenie - séria C (doc, pdf) - odovzdať do 28.10.2019, 15:20

Doporučená literatúra :

D. Salomon, G. Motta : Handbook of Data Compression, Springer, 2010, dostupná v intranete.
Z. Li, M.S. Drew, J. Liu: Fundamentals of Multimedia, Springer, 2014, dostupná v intranete.
K. Sayood: Introduction to Data Compression, Morgan Kaufmann, 2006 (stud verzia)
D. MacKay: Information Theory, Inference, and Learning Algorithms, CUP, 2003 (downloadable)
S.W. Smith: The Scientist and Engineer's Guide to Digital Signal Processing, CalTech Pub., 1997 (downloadable)
J. Adámek: Foundations of Coding: Theory and Applications of Error-Correcting Codes with an Introduction to Cryptography and Information Theory, Wiley, 1991
D. Hankerson, G.A. Harris, P.D. Johnson: Introduction to Information Theory and Data Compression, CRC Press, 1998
A. Moffat, A. Turpin: Compression and Coding Algorithms, Kluwer, 2002
J. Adámek: Kódování a teorie informace, ČVUT Praha, 1991


Ďalšie zdroje na Sieti :

Data-Compression website
C.E. Shannon: A Mathemtatical Theory of Communication
R.W. Hamming: Error detecting and error correcting codes
Data Compression (D.A. Lelewer, D.S. Hirschberg)
.ZIP File Format Specification
JPEG a JBIG štandardy JPEG 2000 draft
MPEG home page MPEG resources
SMART project - algebra v spracovaní signálov - rýchle algoritmy
NIST - Dictionary of Algorithms
Hutter prize za bezstratovú komprimáciu 100 MB textu (súčasný stav)



Kritériá hodnotenia - bodované aktivity:

Celkove je možné získať spolu cca 140 bodov. Na absolvovanie so ziskom kreditov teda potrebujete aspoň 70 bodov. Stupňom D budem hodnotiť zisk aspoň 80 bodov, C aspoň 90 bodov, B aspoň 100 bodov a A aspoň 110 bodov.

Problémy a otázky môžete konzultovať s cvičiacim (podľa konzultačných hodín), s prednášajúcim po prednáške resp. elektronickou poštou na adrese jirasek at upjs.sk. Konzultácie je možné dohodnúť aj individuálne, no len v priebehu semestra. V skúškovom období konzultácie nebudú.