Identifying Data 2021/22
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 Face-to-face
Prerequisites
Department Enxeñaría de Computadores
Coordinador
García Naya, José Antonio
 E-mail
jose.garcia.naya@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://estudos.udc.es/es/subject/614G02V01/614G02018
General description Nesta materia aprenderase a analizar e procesar a información contida en diversos tipos de sinais dixitais, como por exemplo o audio, a imaxe e o 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
- Campus Virtual. 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 poderanse gravar 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
1. 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); Modulación delta
2. Codificación de fontes discretas. - Concepto de información.
- Entropía dunha fonte dixital.
- Teorema de codificación de fonte.
- Capacidade de canle.
- Codificación entrópica. Algoritmo de Huffman.
- Codificación de textos. Algoritmo Lempel-Ziv-Welch.
- Códigos detectores e correctores. Códigos de Hamming.
3. Procesado dixital de sinal en 1D. - Sistemas FIR e IIR.
- Segmentación e enventanado.
- DFT e STFT
- Transformada Z. Función sistema: polos e ceros.
- Filtros dixitais
4. Procesado dixital de sinal en 2D. - Operacións e transformacións no dominio espacial.
- Filtrado espacial. Kernels. Convolución e convolución circular en 2D.
- Teorema de mostraxe en 2D. Aliasing temporal e espacial.
- DFT en 2D. Periodicidade.
- Espectro en 2D. Enventanado.
- Filtrado en frecuencia.
5. Representación e codificación dixital de imaxe e vídeo. - Percepción visual humana.
- Fundamentos da luz, a cor e as súas propiedades. Modelos de cor.
- Información e redundancia en imaxes.
- Outras transformadas 2D: DCT, Hadamard, Enteira, etc.
- Codificación e compresión de imaxes. Métricas. Estándares.
- Fundamentos da representación e codificación de vídeo. Compensación de movemento. Estándares.
6. Representación e codificación dixital de audio. - O oído humano.
- Psicoacústica: curvas de sonoridade, apreciación frecuencial, enmascaramento, bandas críticas.
- Codificación e compresión de audio. Estándares.

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 B3 B8 7 8 15
ICT practicals B2 B3 B7 B9 B10 C1 25 27 52
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.
ICT practicals Consistirán en desenvolvementos que permitan aprender o manexo das ferramentas dispoñibles e a comprensión das técnicas de análise e procesado de sinais e sistemas.
Mixed objective/subjective test Proba obxectiva con preguntas de teoría e de solución de problemas dacordo cos contidos da materia.

Personalized attention
Methodologies
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
ICT practicals B2 B3 B7 B9 B10 C1 A avaliación realizarase mediante o seguimento continuado da entrega das prácticas e probas obxectivas. 40
Mixed objective/subjective test B3 B7 B8 Os conceptos teóricos expostos nas clases maxistrais e a capacidade do estudante para a solución de problemas avalíase na proba mixta final. 60
 
Assessment comments

A cualificación final obtense como a suma das notas das prácticas a través de TIC e da proba mixta.

Para aprobar a materia esíxense dúas condicións:

  1. A cualificación final debe ser maior ou igual a 5 sobre 10.
  2. A cualificación da proba mixta debe ser de polo menos 3 puntos sobre 10. En caso de non acadar a dita cualificación, a cualificación final dividirase por 2.

Na segunda oportunidade e na oportunidade adiantada poderase avaliar a proba mixta e/ou as prácticas a través de TIC.

Plaxio
na realización de probas ou actividades: A realización fraudulenta das probas ou actividades de avaliación, unha vez comprobada, implicará directamente a cualificación de suspenso '0' na materia na oportunidade correspondente.

Alumnado matriculado a tempo parcial e con dispensa académica de exención de asistencia: non se esixirá a asistencia ás prácticas e permitirase a súa avaliación mediante unha prueba mixta que se realizará na data fixada polo centro no calendario de exames.

.

Sources of information
Basic Ian Vince McLoughlin (2009). Applied Speech and Audio Processing with Matlab Examples. Cambridge University Press
Paul Hill (2018). Audio and Speech Processing with MATLAB. CRC Press
Rafael C. Gonzalez (2019). Digital Image Processing. Pearson India
James V. Stone (2015). Information Theory: A Tutorial Introduction?. Sebtel Press
Universitat Politècnica de València (2019). MOOC Codificación de audio: Más allá del MP3. https://youtube.com/playlist?list=PL6kQim6ljTJtncTmERURsq9wDM9hUeRa3
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
Linear Algebra/614G02001
Fundamentals of Programming I/614G02004

Subjects that are recommended to be taken simultaneously

Subjects that continue the syllabus
Audiovisual Data Analysis and Interpretation/614G02039
Image, Video and Audio Processing/614G02028

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.