456-0336/01 – Zpracování multimediálních dat (ZMD)

Garantující katedraKatedra informatikyKredity7
Garant předmětuprof. Ing. Karel Vlček, CSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Karel Vlček, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostvolitelný odborný
Ročník2Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2003/2004Rok zrušení2009/2010
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiamagisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
MIL051 Ing. Martin Milata
VLC25 prof. Ing. Karel Vlček, CSc.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+3
kombinovaná Zápočet a zkouška 4+6

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Vytvoření základní představy o požadavcích zpracování informací, které mají multimediální charakter. Absolvent získá přehled o současné technologii zpracování multimediálních dat a orientaci v perspektivních metodách zpracování dat. Obvodová řešení jednotlivých metodik jsou předkládána jako bloková i obvodová schémata a modely.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)
Projekt

Anotace

Teoretické základy disciplíny "Zpracování multimediálních dat" jsou formulovány ve dvou Shannonových větách. První věta o kódování bez přítomnosti rušení formuluje podmínky komprese dat. Klíčovou veličinou je entropie zdroje zpráv nebo jinak také množství redundance ve zprávě či datovém souboru. Zvláštní kapitolu na závěr kursu přehledu nejpoužívanějších kódových ochran tvoří uvedení tzv. turbo kódů, které jsou používány při radiovém přenosu dat a tvoří nový trend u výrobců mobilních prostředků třetí generace označovaných zkratkou UMTS. V přehledu jsou uvedeny základní způsoby šifrování dat.

Povinná literatura:

Adámek, J.: Kódování a teorie informace. Vydavatelství ČVUT, Praha (1989). Hlavička, J., Racek, S., Golan, P., Blažek, T.: Číslicové systémy odolné proti poruchám. Vydavatelství ČVUT, Praha (1991). Vlček, K.: Komprese a kódová zabezpečení v digitálních komunikacích. Vydavatelství BEN, Praha (2000), ISBN 80-86056-68-6. Surahmanian, V., S.: Principles of Multimedia Database Systems. Morgan Kaufmann Publisher, San Francisco, ISBN 1-55860-466-9

Doporučená literatura:

Vlček, K.: Turbo kódy a radiový přenos dat. Sdělovací technika 8/2000, str. 24-26. Vlček, K.: Turbo Codes and Implementation, Proc. of Internat. Conf. EDS'Y2K, ISBN 80-214-1780-3.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: Shannonovy věty o kódování. Komprimační a bezpečnostní kódy. Lineární kódy. Hammingovy kódy. Golayovy kódy. Reedovy - Müllerovy kódy. Dekódování Reedových - Müllerových kódů. Cyklické kódy. Konečná tělesa a polynomy. BCH - kódy pro dvojnásobné a trojnásobné opravy chyb. Konvoluční kódy, turbo kódy Reedovy - Solomonovy kódy. kódů.Eukleidův algoritmus dekódování BCH - kódů. Šifrování. Šifrování veřejně přístupným klíčem. Multidimenzionální datové struktury. Obrazové databáze a jejich operace. Databáze s videosekvencemi, organizace a vyhledávání. Databáze s audiodaty. Multidimenzionální databáze, architektura, dotazovací jazyky. Exkurse. Cvičení: Shannonovy věty o kódování. Komprimační a bezpečnostní kódy. Lineární kódy. Golayovy kódy. Reedovy - Müllerovy kódy. Dekódování Reedových - Müllerových kódů. Konečná tělesa a polynomy. BCH - kódy pro dvojnásobné a trojnásobné opravy chyb. Konvoluční kódy, turbo kódy Šifrování. Projekty: Návrh řetězce jednotek a algoritmů zpracování multimediálních dat. Počítačové laboratoře: Informační kódové složky, konstrukce bezpečnostních kódů, kodéry a dekodéry. Seznámení se simulačním systémem jazyka VHDL. Konstrukce a simulace základních hradel OR, AND, NOR a NAND. Binární lineární kódy, kódová vzdálenost, tělesa, generující matice, kontrolní matice, detekce a lokalizace chyb. Simulace složených logických funkcí EX-OR, konstrukce a simulace činnosti kodéru a dekodéru paritního kódu. Konstrukce Hammingových kódů, opravy jednoduchých chyb, konstrukce kodérů a dekodérů Hammingových kódů. Simulace modelu kodéru Hammingova kódu. Vlastnosti kódů G23 a G24; postup opravy trojnásobných chyb. Opreace s kódy G23 a G24 a jejich využití. Konstrukce a simulace bloků Hammingova dekodéru. Zadání semestrální práce: Konstrukce a simulace dekodéru Hammingova kódu Boolovské funkce, logické operace, Boolovské polynomy. Samostatná práce na semestrálním projektu. Simulace šumového kanálu pomocí modelu VHDL. Opakovací kódy, R-M-kódy prvního řádu, Obecné R-M-kódy. Postup výpočtu při dekódování R-M-kódů. Návrh algoritmu dekodéru R-M-kódů. Operace s polynomy, sčítání, násobení a dělení binárních polynomů. Zbytek po dělení. Generující polynom. Kontrolní polynom. Simulace LFSR. Kořeny polynomů, řád a primitivní prvky, charakteristika tělesa, minimální polynomy, konečná tělesa. Polosemestrální písemná zkouška. Maticová metoda dekódování, určení syndromu, součet a násobení geometrické řady. Určení lokátoru chyb. Postup při provádění oprav. Linearita, časová invariance a kausalita konvolučních kódů. Volná kódová vzdálenost, sekvenční dekódování, úrovňové dekódování, Viterbiho algoritmus, implementace Viterbiho algoritmu pomocí DSP a ASIC obvodů. Kód s plánovanou vzdáleností d. BCH - kód délky q-1. Vytváření dobrých binárních kódů. Simulace bloků dekodéru R-S kódu pomocí funkčních modelů VHDL. Určení největšího společného dělitele. Předpoklady dekódování BCH - kódu. Lokátor a evaluátor chyb, provádění oprav. Vnější a vnitřní kódy a jejich vazby. Šifrování pomocí jednorázového klíče, použití simplexového kódu, šifrování použitím pseudonáhodných slov. Simulace šifrátoru a dešifrátoru při použití šifrování pseudonáhodnými slovy. Reedův - Müllerův kód R(1,3). Metoda velkých prvočísel; provádění metody. Metoda založená na zavazadlovém problému. DES - algoritmus a jeho použití v bankovnictví. Zápočtová písemka. Odevzdání semestrálních prací.

Podmínky absolvování předmětu

Kombinovaná forma (platnost od: 1960/1961 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (145) 51
        Zkouška Zkouška 100  0
        Zápočet Zápočet 45  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2009/2010 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (N2646) Informační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2008/2009 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2008/2009 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2008/2009 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2008/2009 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2008/2009 (N2646) Informační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2007/2008 (N2646) Informační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2007/2008 (N2646) Informační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2007/2008 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2007/2008 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2007/2008 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2007/2008 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2006/2007 (N2646) Informační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2006/2007 (N2646) Informační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2006/2007 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2006/2007 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2006/2007 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2006/2007 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2005/2006 (N2646) Informační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2005/2006 (N2646) Informační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2004/2005 (N2646) Informační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (N2646) Informační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (N2646) Informační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (N2646) Informační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku