Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku
Ukončeno v akademickém roce 2009/2010

Zpracování multimediálních dat

Typ studia magisterské
Jazyk výuky čeština
Kód 456-0336/01
Zkratka ZMD
Název předmětu česky Zpracování multimediálních dat
Název předmětu anglicky Multimedia Data Processing
Kreditů 7
Garantující katedra Katedra informatiky
Garant předmětu prof. Ing. Karel Vlček, CSc.

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.

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 .