Opis predmeta
Predmet poda osnovna matematična orodja in pojme teorije informacij, na podlagi katerih definiramo količino informacije, preneseno informacijo, kapaciteto kanala in druga merila, ki jih uporabljamo pri vrednotenju in načrtovanju komunikacijskih poti.
Spoznamo poglavitne zahteve in lastnosti kodiranja in pokažemo nekaj značilnih primerov brezizgubnega kodiranja, kot so enakomerna koda, Huffmanova koda, aritmetično kodiranje in Lempel-Zivovo kodiranje.
Opišemo prenos analognih signalov preko digitalnih komunikacijskih poti, preučimo posledice časovne diskretizacije analognega signala in vpliv kvantizacije na kvaliteto signala.
V zadnjem delu predstavimo različne načine stiskanja zvočnih signalov, od logaritemskega stiskanja (A- in μ-zakon) in diferencialnega kodiranja (DPCM in ADPCM), do stiskanja z upoštevanjem psihoakustičnih značilnosti sluha, značilnega za formate MP2, MP3, AAC, ipd. in osnov izvornega kodiranja govora (LPC, CELP).
Predmet učimo na programih
Elektrotehnika 1. stopnja
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.
Metode poučevanja in učenja
Predavanja, laboratorijske vaje, domače naloge
Predvideni študijski rezultati
Po uspešno opravljenem izpitu naj bi bili študenti zmožni:
– razložiti razliko med irelevanco in redundanco v procesu informiranja,
– pojasniti ozadje za izračun količine informacije simbola informacijskega vira,
– izpeljati matematično utemeljitev za maksimalno entropijo diskretnega vira brez spomina,
– izračunati matriko pogojnih verjetnosti za prenos večnivojskih simbolov v prisotnosti aditivnega Gaussovega šuma,
– primerjati diferencialno entropijo zvezne naključne spremenljivke z entropijo diskretnega vira,
– opisati osnovne postopke, ki so nujno potrebni pri kodiranju analognih signalov,
– določiti potrebno minimalno število bitov A/D pretvornika v odvisnosti od želenega razmerja S/N in dinamičnega območja avdio signala.
Temeljni viri in literatura
- S. Tomažič, Osnove telekomunikacij I, Založba FE in FRI, 2002
- N. Pavešič, Informacija in kodi, Založba FE in FRI, 2010
- J.R. Deller, J.G. Proakis, J.H. Hansen, Discrete-time processing of speech signals, MacMillan, New York, 1993
- N. Moreau, Tools for signal compression, ISTE Ltd. and John Wiley & Sons, Inc., 2011
Bodi na tekočem
Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, Tržaška cesta 25, 1000 Ljubljana