389.162 Quellencodierung (Source Coding)
Diese Lehrveranstaltung ist in allen zugeordneten Curricula Teil der STEOP.
Diese Lehrveranstaltung ist in mindestens einem zugeordneten Curriculum Teil der STEOP.

2020W, VO, 2.0h, 3.0EC

Merkmale

  • Semesterwochenstunden: 2.0
  • ECTS: 3.0
  • Typ: VO Vorlesung
  • Format der Abhaltung: Distance Learning

Lernergebnisse

Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage die in den Lehrinhalten beschriebenen Methoden zu verstehen und anzuwenden, z.B. für das Design von Vektorquantisierern oder modelbasierten Quellencodierern, wie sie in jedem Mobiltelefon verwendet werden.

Inhalt der Lehrveranstaltung

Quellencodierung ist eine Schlüsseltechnologie für Mobiltelefonie, MP3, JPG und Video Übertragung. Wir beschäftigen uns mit den theoretischen Grundlagen der verlustbehafteten Quellcodierung (Rate-Distortion-Theorie und asymptotische Quantisierungstheorie), sowie mit praktischen Codierverfahren, einschließlich Vektor-Quantisierung. Für praktisch wichtige korrelierte Quellensignale wird die Theorie weiterentwickelt und ebenfalls für praktische Systeme diskutiert, welche strukturell auf Konzepten aus der Informationstheorie basieren. Dies umfasst prädiktive Codierung, die z.B. bei der Sprachübertragung im Mobilfunk verwendet wird, sowie Teilband-Codierung, welche Bestandteil von MP3-Audio ist.

Methoden

Die Veranstaltung wird online abgehalten. Es werden Folien präsentiert die unter dem Link

https://www.nt.tuwien.ac.at/wp-content/uploads/2020/08/SourceCodingLec.pdf

verfügbar sind. Von den Studierenden wird erwartet, dass sie vor den Vorlesungsterminen die Folien durcharbeiten; Details zur Planung sind in den Folien angegeben.

Zusätzliche Übungsaufgaben sind hier verfügbar

https://www.nt.tuwien.ac.at/wp-content/uploads/2020/11/SourceCoding_Problems_20_21-1.pdf

und hier sind die Lösungen:

https://www.nt.tuwien.ac.at/wp-content/uploads/2020/11/SourceCoding_Solutions_20_21-1.pdf

Eine Zusatzfolie zur lokalen Optimalität des LBG-Algorithmus ist hier verfügbar:

https://www.nt.tuwien.ac.at/wp-content/uploads/2020/11/LBG_localopt.pdf

As an every-day application, in the last lecture will will dive into some details of Adaptive Multirate Speech Coding (AMR):

The AMR-Codec is standardized for mobile radio in Europe (and beyond). We look at release 12, that is 3GPP TS 26.090 V12.0.0 (2014-09) which is available here. One has to look at the "Specifications", and the "Technical Specifications", select "26-Codecs" search, and find the number 26.090 in the pop-up list. Then klick the "goggles"-symbol to the right and pick version 12: here we are. This is pretty tedious, but it should give an impression how complex (and large) the world of 3GPP standards is. We have just found the written specification.

The C-Code for this AMR-Codec is also available: same website, same procedure, but now for the numer 26.073.

In this tgz-archive the pdfs, the source code and a variety of audiosamples are available for download (password in the lecture). The audio samples are converted to wav while the codec software requires raw data of signed integers at 16bits per sample (8kHz sampling rate).

The lecture slides are here.

 

Prüfungsmodus

Mündlich

Weitere Informationen

Die Vorlesung findet online per Goto-Meeting und geblockt Dienstags ab 14:00 statt.

Der GoTo-Link (computer, tablet or smartphone) zur Online-Vorlesung lautet

https://global.gotomeeting.com/join/207378781

Vorlesungstermine, 14:00--16:30

13. Okt.,  20. Okt.,  3. Nov,  17. Nov.,  1. Dez., 15. Dez.

Die Vorlesungsfolien sind unter dem Link

https://www.nt.tuwien.ac.at/wp-content/uploads/2020/08/SourceCodingLec.pdf

verfügbar.

Vortragende Personen

Institut

Leistungsnachweis

Mündliche Prüfung, Termin nach Vereinbarung

LVA-Anmeldung

Nicht erforderlich

Curricula

StudienkennzahlSemesterAnm.Bed.Info
066 507 Telecommunications
066 938 Technische Informatik

Literatur

Es wird kein Skriptum zur Lehrveranstaltung angeboten.

Vorkenntnisse

Wünschenswerte Vorkenntnisse: Stoff der Vorlesung Signale und System 2, Grundlagen der Informationstheorie

Es gibt keine formalen Vorbedingungen.

Sprache

Englisch