Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

Nazwa modułu:
Percepcyjne kodowanie dźwięku
Rok akademicki:
Wydział:
Kierunek:
2016/2017
Kod: RIA-2-208-DH-s
Punkty ECTS:
2
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Inżynieria Akustyczna
Poziom studiów:
Specjalność:
Studia II stopnia
Język wykładowy: Polski
Drgania i Hałas w Technice i Środowisku
Forma i tryb studiów:
Profil kształcenia:
Stacjonarne
Ogólnoakademicki (A)
Semestr: 2
Strona www: http://home.agh.edu.pl/~kwant/wordpress/dydaktyka/percepcyjne-kodowaniedzwieku/
Osoba odpowiedzialna:
Zieliński Tomasz ([email protected])
Osoby prowadzące: Bułat Jarosław ([email protected])
Zieliński Tomasz ([email protected])
Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM
Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi
Powiązania z
EKK
Sposób weryfikacji
efektów kształcenia
(forma zaliczeń)
M_W001
Zna i rozumie podstawy kodowania dźwięku
IA2A_W04,
IA2A_W05
Kolokwium
M_W002
Zna i rozumie metody percepcyjnego kodowania
dźwięku
IA2A_W04,
IA2A_W05
Kolokwium
M_W003
Zna standardy percepcyjnego kodowania dźwięku
IA2A_W04,
IA2A_W05
Kolokwium
M_U001
Potrafi stosować poznane metody i algorytmy
kodowania dźwięku do analizy i przetwarzania
sygnałów dźwiękowych
IA2A_U12
Wykonanie ćwiczeń
laboratoryjnych
M_U002
Potrafi implementować podstawowe algorytmy
kodowania dźwięku w języku Matlab
IA2A_U12
Kolokwium
M_U003
Potrafi ocenić złożoność obliczeniową
wykorzystywanych algorytmów kodowania sygnałów
dźwiękowych
IA2A_U12
Wykonanie ćwiczeń
laboratoryjnych
Wiedza
Umiejętności
Kompetencje społeczne
1/5
Karta modułu - Percepcyjne kodowanie dźwięku
M_K001
Rozumie potrzebę ciągłego dokształcania się i
podnoszenia kwalifikacji zawodowych
IA2A_K07
Udział w dyskusji
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Konwersatori
um
Zajęcia
seminaryjne
Zajęcia
praktyczne
Zajęcia
terenowe
Zajęcia
warsztatowe
Zna i rozumie podstawy
kodowania dźwięku
+
-
+
-
-
-
-
-
-
-
-
M_W002
Zna i rozumie metody
percepcyjnego kodowania
dźwięku
+
-
+
-
-
-
-
-
-
-
-
M_W003
Zna standardy percepcyjnego
kodowania dźwięku
+
-
+
-
-
-
-
-
-
-
-
M_U001
Potrafi stosować poznane
metody i algorytmy
kodowania dźwięku do analizy
i przetwarzania sygnałów
dźwiękowych
+
-
+
-
-
-
-
-
-
-
-
M_U002
Potrafi implementować
podstawowe algorytmy
kodowania dźwięku w języku
Matlab
+
-
+
-
-
-
-
-
-
-
-
M_U003
Potrafi ocenić złożoność
obliczeniową
wykorzystywanych
algorytmów kodowania
sygnałów dźwiękowych
+
-
+
-
-
-
-
-
-
-
-
+
-
+
-
-
-
-
-
-
-
-
E-learning
Ćwiczenia
projektowe
M_W001
Inne
Ćwiczenia
laboratoryjne
Forma zajęć
Ćwiczenia
audytoryjne
Student, który zaliczył moduł
zajęć wie/umie/potrafi
Wykład
Kod EKM
Wiedza
Umiejętności
Kompetencje społeczne
M_K001
Rozumie potrzebę ciągłego
dokształcania się i
podnoszenia kwalifikacji
zawodowych
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład
Percepcyjne kodowanie dźwięku. Perceptual coding of audio.
WYKŁADY (14 godz)
1. Podstawy bezstratnego (Huffmana) i stratnego (ADPCM) kodowania sygnałów.
Introduction to lossless (Huffman) and lossy (ADPCM) audio coding. (2g)
2/5
Karta modułu - Percepcyjne kodowanie dźwięku
2. Percepcyjne właściwości ludzkiego słuchu. Modele psychoakustyczne 1 i 2 MPEG
audio. Perceptual features of human hearing system. Psychoacoustic models of MPEG
audio standard. (2g)
3. Zestawy filtrów: dekompozycja sygnału dźwiękowego w standardach MP2 i MP3.
Filter banks: sub-band analysis and synthesis of audio in MP2 and MP3 standard. (2g)
4. Algorytm MP2 standardu MPEG-2 audio: alokacja bitów, formowanie ramki.
Algorithm MP2 of MPEG-2 audio standard: bit allocation, bit-stream forming. (2g)
5. Algorytmy MP3 i AAC standardu kompresji MPEG-2 audio. Algorithms MP3 and AAC
of MPEG-2 audio standard. (2g)
6. Algorytmy kodowania dźwięku standardu MPEG-4. Audio coding algorithms of
MPEG-4 standard. (2g)
7. Algorytm AC3. Kodowanie dźwięku wielokanałowego. Bezstratne kodowanie
dźwięku. Algorithm AC3. Multichannel audio coding. Lossless audio coding. (1g)
8. Kierunki rozwoju kodowania percepcyjnego dźwięku. Evolution directions of
perceptual audio coding. (1g)
Ćwiczenia laboratoryjne
Percepcyjne kodowanie dźwięku. Perceptual coding of audio.
ĆWICZENIA LABORATORYJNE (14 godz)
W module prowadzone są zajęcia laboratoryjne (komputerowe) w języku Matlab, które
ugruntowują i rozszerzają wiedzę przekazywaną podczas wykładów.
1. Bezstratne kodowanie Huffmana. Lossless Huffman coding. (2g)
2. Stratne kodowanie ADPCM. Lossy ADPCM coding. (2g)
3. Modele psychoakustyczne 1 i 2 standardu MPEG-2 audio.
Psychoacoustic models 1 and 2 of MPEG-2 audio standard. (2g)
4. Zespół filtrów poziomu MP2 standardu MPEG audio. Filter bank of MP2 compression
algorithm of MPEG-2 audio standard. (2g)
5. Alokacja bitów i formowanie ramki w standardzie MP2 standardu MPEG audio. Bit
allocation and bitstream forming in MP2 algorithm of MPEG-2 audio standard. (2g)
6. Zespół filtrów poziomu MP3 standardu MPEG-2 audio. Filter bank in MP3 layer of
MPEG-2 audio standard. (2g)
7. Kodowanie dźwięku wielokanałowego. Bezstratne kodowanie dźwięku. Multichannel
audio coding. Lossless audio coding. (2g)
Sposób obliczania oceny końcowej
1. Aby uzyskać pozytywną ocenę końcową niezbędne jest uzyskanie pozytywnej oceny z ćwiczeń
laboratoryjnych oraz kolokwium z wykładu.
2. Obliczamy średnią arytmetyczną z ocen zaliczenia i kolokwium uzyskanych we wszystkich terminach.
3. Wyznaczmy ocenę końcową na podstawie zależności:
if sr>4.75 then OK:=5.0 else
if sr>4.25 then OK:=4.5 else
if sr>3.75 then OK:=4.0 else
if sr>3.25 then OK:=3.5 else OK:=3
4.Jeżeli pozytywną ocenę z ćwiczeń i kolokwium z wykładu uzyskano w pierwszym terminie oraz ocena
końcowa jest mniejsza niż 5.0 to ocena końcowa jest podnoszona o 0.5
Wymagania wstępne i dodatkowe
Znajomość podstaw cyfrowego przetwarzania sygnałów
Zalecana literatura i pomoce naukowe
1. Zieliński T.: Cyfrowe przetwarzanie sygnałów. Od teorii do zastosowań: WKŁ, Warszawa 2005, 2007,
2009.
3/5
Karta modułu - Percepcyjne kodowanie dźwięku
2. Czyżewski A.: Dźwięk cyfrowy: Wybrane zagadnienia teoretyczne, technologia, zastosowania.
Warszawa, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT 1998.
3. Bosi M.: Introduction to digital audio coding and standards: Springer 2002.
4. Spanias A. Painter T.: Audio signal processing and coding: Wiley 2007.
5. Painter T., Spanias A.: Perceptual coding of digital audio: Proc. IEEE, vol. 88, no. 6, str. 451-513, April
2000
7.ISO/IEC IS11172-3: Coding of moving pictures and associated audio for digital storage media up to 1.5
Mbit/s, Part 3: Audio, Annex D, ISO/IEC JTCI, 1992.
Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu
1.Zieliński T.P.: „Od teorii do cyfrowego przetwarzania sygnałów”, 576 str. Wydział EAIiE-AGH, Kraków
2002, 2004.
2.Zieliński T.P.: „Cyfrowe przetwarzanie sygnałów. Od teorii do zastosowań”, 832 str., Wydaw-nictwa
Komunikacji i Łączności, Warszawa 2005, 2007, 2009, 2014.
3.Szyper M., Zielinski T.P., Sroka R.: “Spectral Analysis of Nonstationary Signals in the System with Wide
Phase Modulation”, IEEE Trans. on Instrumentation and Measurement, vol. 41, no. 6, pp. 919-920,
IF=1.79 (2014), 1992.
4.Zielinski T.P.: “Joint Time-Frequency Resolution of Signal Analysis with Gabor Transform“, IEEE Trans.
on Instrumentation and Measurement, vol. 50, no. 5, pp.1436-1444, IF=1.79 (2014), 2001.
5.Wielgat R., Zieliński T.P., Woźniak T., Grabias S., Król D.: “Automatic Recognition of Pathological
Phoneme Production“, Folia Phoniatrica et Logopedica, vol. 2008, no. 6, str. 323-331, IF=0.655 (2006),
IF=1.439 (2007), 2008.
6.Bułat J., Duda K., Socha M., Turcza P., Zieliński T.P., Duplaga M.: “Computational Tasks in ComputerAssisted Transbronchial Biopsy”, Future Generation Computer Systems (Elsevier), vol. 26, iss. 3, str.
455–461, IF 2.229, 2010.
7.K. Duda, L. B. Magalas, M. Majewski, T. P. Zieliński: “DFT based Estimation of Damped Oscillation’s
Parameters in Low–frequency Mechanical Spectroscopy”, IEEE Trans. on Instrumentation and
Measurement, str. 3608-3618, IF 0.978 (2011), IF 1.382 (5-cio letni), 2011.
8.Skalski A., Socha M., Zieliński T.P., Duplaga M.: „Virtual colonoscopy – technical aspects”, pp. 271-290
in „Colonoscopy” (ed. Paul Miskovitz), InTech, Rijeka 2011.
9.Zieliński T.P., Duda K.: “Frequency and Damping Estimation Methods – An Overview“, Metrology and
Measurement Systems: Quaterly of Polish Academy of Sciences, vol. 18, no. 4, str. 505–528, IF=0.587
(2010), IF=0.982 (2012), 2011.
10.Skalski A., Kos A., Zieliński T.P.: “Using ASM in CT data segmentation for prostate radiotherapy”, pp.
610-617 in “Computer Vision and Graphics” (ed. Bolc L.), Lecture Notes in Computer Science, Springer,
Berlin 2012.
11.Duda K., Zielinski T.P.: “Efficacy of the Frequency and Damping Estimation of a Real-Value Sinusoid“,
IEEE Instrumentation and Measurement Magazine, vol. 16, iss. 2, pp. 48-58, IF=0.556, (2012), IF=0.828
(5-cio letni), April 2013.
12.Zieliński T.P., Korohoda P., Rumian R. (redakcja całości): „Cyfrowe przetwarzanie sygnałów w
telekomunikacji: podstawy, multimedia, transmisja”, autorstwo 131 stron, współautorstwo 87 stron,
PWN, Warszawa 2014.
13.Wiśniewski M., Zieliński T.P.: „Joint Application of Audio Spectral Envelope and Tonality Index in an EAsthma Monitoring System”, IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics, vol. 19, no. 4, pp. 10091018, IF=2.072 (2013), 2015.
Informacje dodatkowe
Brak
4/5
Karta modułu - Percepcyjne kodowanie dźwięku
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta
Obciążenie
studenta
Udział w wykładach
14 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć
14 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych
14 godz
Przygotowanie do zajęć
14 godz
Sumaryczne obciążenie pracą studenta
56 godz
Punkty ECTS za moduł
2 ECTS
5/5