Identifying Data 2020/21
Subject (*) Information Theory Code 614G02018
Study programme
Grao en Ciencia e Enxeñaría de Datos
Descriptors Cycle Period Year Type Credits
Graduate 2nd four-month period
 Second Obligatory 6
Language
Spanish
Galician
Teaching method Hybrid
Prerequisites
Department Enxeñaría de Computadores
Coordinador
Escudero Cascon, Carlos Jose
 E-mail
carlos.jose.escudero.cascon@udc.es
Lecturers
Escudero Cascon, Carlos Jose
García Naya, José Antonio
 E-mail
carlos.jose.escudero.cascon@udc.es
jose.garcia.naya@udc.es
Web http://https://estudos.udc.es/gl/subject/614G02V01/614G02018/2020
General description Nesta materia aprenderase a analizar e procesar a información contida en diversos tipos de sinais dixitais: voz, audio, imaxe e vídeo. Para iso, estudaranse as diferentes formas de representación dos sinais e a transformación a través de sistemas, tanto no dominio temporal/espacial como no dominio frecuencial.
Contingency plan 1. Modificacións nos contidos
Non se realizarán cambios

2. Metodoloxías
*Metodoloxías docentes que se manteñen
- Sesión maxistral
- Solución de problemas
- Obradoiro
- Prácticas a través de TIC
- Proba mixta
- Atención personalizada

*Metodoloxías docentes que se modifican
Ningunha.

3. Mecanismos de atención personalizada ao alumnado
Moodle. Utilizarase diariamente a través dos foros do alumnado, onde se moderarán os debates que xurdan sobre a materia.
Microsoft Teams. Abriranse salas de videoconferencia para titorías individuais e grupais, e no caso da docencia non presencial. As titorías gravaranse como medida para evitar situacións de fenda dixital.
Correo electrónico. Utilizarase como medida para notificar avisos que reforcen calquera circunstancia que poida non chegar a todo o alumnado a través de Moodle ou Microsoft Teams.

4. Modificacións na avaliación
Non se realizarán cambios.

*Observacións de avaliación:
As probas mixtas realizaranse a través de Teams/Moodle.

5. Modificacións da bibliografía ou webgrafía
Proporcionarase ao alumnado material alternativo a través de Moodle que substitúa as referencias bibliográficas ás que non se poida acceder.

Study programme competencies
Code Study programme competences
A22 CE22 - Coñecemento de esquemas prácticos de representación dixital dunha fonte, con especial atención ás fontes de audio, imaxe e vídeo
B2 CB2 - Que os estudantes saiban aplicar os seus coñecementos ao seu traballo ou vocación dunha forma profesional e posúan as competencias que adoitan demostrarse por medio da elaboración e defensa de argumentos e a resolución de problemas dentro da súa área de estudo
B3 CB3 - Que os estudantes teñan a capacidade de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro da súa área de estudo) para emitir xuízos que inclúan unha reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica ou ética
B7 CG2 - Elaborar adecuadamente e con certa orixinalidade composicións escritas ou argumentos motivados, redactar plans, proxectos de traballo, artigos científicos e formular hipóteses razoables.
B8 CG3 - Ser capaz de manter e estender formulacións teóricas fundadas para permitir a introdución e explotación de tecnoloxías novas e avanzadas no campo.
B9 CG4 - Capacidade para abordar con éxito todas as etapas dun proxecto de datos: exploración previa dos datos, preprocesado, análise, visualización e comunicación de resultados.
B10 CG5 - Ser capaz de traballar en equipo, especialmente de carácter multidisciplinar, e ser hábiles na xestión do tempo, persoas e toma de decisións.
C1 CT1 - Utilizar as ferramentas básicas das tecnoloxías da información e as comunicacións (TIC) necesarias para o exercicio da súa profesión e para a aprendizaxe ao longo da súa vida.

Learning aims
Learning outcomes Study programme competences
Aprender a medir a cantidade de información dunha fonte, os conceptos de entropía e redundancia, e o teorema de codificación de fonte. A22
 B3
B8
B9
 C1
Coñecer algúns algoritmos prácticos de codificación de fontes discretas A22
 B3
B8
 C1
Familiarizarse co problema da representación dixital de fontes continuas e a operación de cuantificación. A22
 B2
B8
B10
 C1
Aprender os fundamentos da codificación de fontes continuas e a súa aplicación ás fontes de audio, imaxe e vídeo. A22
 B2
B3
B7
B8
 C1

Contents
Topic Sub-topic
Cuantificación e codificación de fontes continuas. Niveis de cuantificación.
Salto de cuantificación.
Erro de cuantificación. Relación sinal a ruído de cuantificación.
Cuantificación lineal vs non lineal.
Codificación: Pulse Code Modulation (PCM); PCM diferencial (DPCM); DPCM adaptativa (ADPCM).
Codificación de fontes discretas. Concepto de información.
Entropía dunha fonte dixital.
Teorema de codificación de fonte
Codificación entrópica. Algoritmo de Huffman.
Codificación de textos. Algoritmo Lempel- Ziv- Welch.
Códigos detectores e correctores. Códigos de Hamming.
Filtrado dixital. Sistemas FIR e IIR.
Segmentación e enventanado.
Filtros dixitais.
Transformada de Fourier discreta.
Transformada Z. Función sistema: polos e ceros.
Voz. Fundamentos do sinal de voz: Aparello bucal, fonemas e tipos de son.
Codificación do sinal de voz. LPC
Estándares de codificación de voz.
Audio. Psicoacústica: curvas de sonoridade, apreciación frecuencial, enmascaramiento, bandas críticas.
Codificación e compresión do sinal de audio.
Estándares de codificación de audio.
Imaxe. Luz, cor e as súas propiedades. Modelos de cor.
Fundamentos da representación dixital de imaxes: redundancia, predicción, filtrado.
Transformadas 2D: Fourier, DCT, Hadamard, Enteira, etc.
Codificación e compresión de imaxes. Métricas. Estándares.
Vídeo. Fundamentos de representación e codificación dixital do vídeo: redundancia, predicción, compensación de movimiento, transformadas, filtrado.
Estándares de codificación y compresión de vídeo.

Planning
Methodologies / tests Competencies Ordinary class hours Student’s personal work hours Total hours
Guest lecture / keynote speech A22 B8 25 25 50
Problem solving B8 B3 7 8 15
Workshop B3 B9 B10 C1 15 7 22
ICT practicals B2 B7 10 20 30
Mixed objective/subjective test B3 B7 B8 3 20 23
 
Personalized attention 10 0 10
 
(*)The information in the planning table is for guidance only and does not take into account the heterogeneity of the students.

Methodologies
Methodologies Description
Guest lecture / keynote speech Exposición dos contidos teóricos da materia dacordo co temario da mesma.
Problem solving Resolución de coleccións de problemas presentados para comprender o contido teórico.
Workshop Talleres previos ás prácticas de laboratorio para definir obxectivos, preparar o material necesario e orientar ao alumnado.

Consistirán en pequenos desenvolvementos que permitan aprender o manexo das ferramentas dispoñibles e a comprensión das técnicas de análise e procesado de sinais e sistemas.
ICT practicals As prácticas consistirán en traballos prácticos sobre casos reais de sinais de voz, audio, imaxe e vídeo. Estes traballos terán que ser entregados nun prazo limitado de tempo.

As prácticas non serán necesariamente presenciais, facilitando así a súa realización para o alumnado que non poida asistir ás sesións presenciais ou que o faga de xeito parcial mediante a modalidade de matriculación a tempo parcial.
Mixed objective/subjective test Proba obxectiva con preguntas de teoría e de solución de problemas dacordo cos contidos da materia.

Personalized attention
Methodologies
Workshop
ICT practicals
Problem solving
Description
Resolución de dúbidas do alumnado suscitadas tanto nas sesións maxistrais como nas sesións de solución de problemas e de prácticas.

As titorías realizaranse a través de Teams.

Seguimento da aprendizaxe evolutiva do alumnado e da súa participación activa na dinámica da aula.

Assessment
Methodologies Competencies Description Qualification
Workshop B3 B9 B10 C1 Avaliación continua do traballo do alumno con probas semanais dos avances obtidos na semana previa. 25
ICT practicals B2 B7 A avaliación realizarase mediante o seguimento da entrega das prácticas e unha proba obxetiva. 25
Mixed objective/subjective test B3 B7 B8 Os conceptos teóricos expostos nas clases maxistrais e a capacidade do alumno para a solución de problemas vanse a avaliar na proba mixta final. 50
 
Assessment comments

A suma das cualificacións correspondentes ao obradoiro, as prácticas a través de TIC, e a proba mixta debe ser maior ou igual a 5 sobre 10.

Esixirase unha nota mínima de 4 puntos sobre 10 na proba mixta. No caso de non acadar a dita nota, a cualificación final do estudante vaise calcular como a suma da nota obtida nesta proba e o resultado de dividir por 2 a suma da nota obtida nos obradoiros e prácticas a través de TIC.

Na segunda oportunidade poderanse avaliar soamente a proba mixta e a de prácticas, optando cada estudante por unha destas ou as dúas. Os resultados acadados na solución de problemas e nos obradoiros serán os que o alumnado obtivera na primeira oportunidade dacordo coa avaliación continua descrita nesta guía.

Alumnado matriculado a tempo parcial: non se realizará a avaliación dos talleres nin da avaliación continua das prácticas (aínda que a entrega das prácticas será obrigatoria). Nestes casos, esas partes avaliaranse mediante unha proba que se realizará o mesmo día que a proba mixta.

A proba mixta poderase dividir en dúas partes, cunha proba parcial no medio do cuadrimestre.

Sources of information
Basic Rafael C. Gonzalez (2019). Digital Image Processing. Pearson India
Thomas M. Cover (2006). Elements of Information Theory. Wiley
Hwei P. Hsu (2020). Schaum's Outline of Signals and Systems 2020. McGraw-Hill
Ian Vince McLoughlin (2016). Speech and Audio Processing: A Matlab-Based Approach. Cambridge University Press
John G. Proakis & Dimitris G. Manolakis (2007). Tratamiento digital de señales. Pearson Education

Complementary


Recommendations
Subjects that it is recommended to have taken before
Signals and Systems/614G02014

Subjects that are recommended to be taken simultaneously

Subjects that continue the syllabus

Other comments


(*)The teaching guide is the document in which the URV publishes the information about all its courses. It is a public document and cannot be modified. Only in exceptional cases can it be revised by the competent agent or duly revised so that it is in line with current legislation.