Правительство Российской Федерации
Нижегородский филиал Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики"
Факультет Бизнес-информатики и прикладной математики
Программа дисциплины Методы и алгоритмы кодирования и передачи телевизионного сигнала
для направления 010400.68 «Прикладная математика и информатика» подготовки магистра для магистерских программ Прикладная математика и информатика, Компьютерная лингвистика
Автор программы: Зворыкин И.Ю. старший преподаватель. Gaynulin@tecomgroup.ru
Одобрена на заседании кафедры «Теком» «___»____________ 2012 г Зав. кафедрой А.Г. Гайнулин
Рекомендована секцией УМС “Информатика” «___»____________ 2012 г Председатель А.Н.Визгунов
Утверждена УМС НИУ ВШЭ – Нижний Новгород «___»_____________2012 г. Председатель Н.С. Петрухин
Нижний Новгород, 2012
Настоящая программа не может быть использована другими подразделениями университета и другими вузами без разрешения кафедры-разработчика программы. ^ Настоящая программа учебной дисциплины устанавливает минимальные требования к знаниям и умениям студента и определяет содержание и виды учебных занятий и отчетности. Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки 010400.68 «Прикладная математика и информатика», обучающихся по магистерским программам «Прикладная математика и информатика», «Компьютерная лингвистика» и изучающих дисциплину «Методы и алгоритмы кодирования и передачи телевизионного сигнала». Программа разработана в соответствии с: Образовательным стандартом Федерального Государственного Автономного Образовательного Учреждения высшего профессионального образования «Национального Исследовательского Университета «Высшая школа экономики» по направлению подготовки 010400.68 «Прикладная математика и информатика». Уровень подготовки: Магистр. Рабочим учебным планом университета по направлению подготовки 010400.68 «Прикладная математика и информатика», утвержденным в 2012г. ^ Целью освоения дисциплины является получение необходимых для данного направления подготовки знаний умений и навыков по технологическим аспектам телевизионного производства, и практическое знакомство с соответствующей современной техникой и программным обеспечением, и их возможностями, получения базовых знаний по технической стороне и творческим приемам фото и видеосъемки
^ В результате освоения дисциплины студент должен: Знать Основные форматы представления аудио и видеоинформации Методы и принципы организации систем обработки и кодирования видео изображений и аудиоинформации Основные протоколы, используемые для хранения и передачи цифровых видео/аудио потоков данных Методы и принципы организации систем и сетей доставки и распространения телевизионного и радиовещания Методики организации и проведения измерений на сетях доставки и распространения Методы и принципы организации систем мониторинга и управления сетями телерадиовещания Уметь Выбирать технологии и оборудование для организации систем телерадиовещания Определять требования к количественным показателям систем и сетей формирования и доставки телевизионных и радиосигналов Диагностировать и квалифицировать возникающие проблемные ситуации Консультировать по совершенствованию существующих систем телерадиовещания Иметь навыки (приобрести опыт) Подбора оборудования Определения требований к формированию сигнала
В результате освоения дисциплины студент осваивает следующие компетенции: Компетенция | Код по НИУ | Дескрипторы – основные признаки освоения (показатели достижения результата) | Формы и методы обучения, способствующие формированию и развитию компетенции | Способен анализировать, верифицировать, оценивать полноту информации в ходе профессиональной деятельности, при необходимости восполнять и синтезировать недостающую информацию.
| СК-М6
| Самостоятельно анализирует полученную информацию на корректность и полноту, в случае необходимости осуществляет поиск необходимой информации | лекции, практические занятия, семинары, изучение научной литературы. | Способен публично представлять результаты профессиональной деятельности (в том числе с использованием информационных технологий).
| ИК-М2.5
| Демонстрирует навыки проведения анализа предметной области и представления результатов для аудитории. | лекции, практические занятия, семинары, изучение научной литературы. | Способен в составе научно-исследовательского и производственного коллектива решать задачи профессиональной деятельности в соответствии с профилем подготовки, общаться с экспертами в других предметных областях.
| ИК-М7.4пми
| Умеет работать в коллективе, обладает навыками организации коллективной работы. | лекции, практические занятия, семинары, изучение научной литературы. | Способен применять в исследовательской и прикладной деятельности современные языки программирования и языки манипулирования данными, операционные системы, электронные библиотеки и пакеты программ, сетевые технологии и т.п.
| ИК-М7.5пми
| Умеет использовать профессиональное программное обеспечение для решения задач. Имеет навыки настройки необходимых программных комплексов | лекции, практические занятия, семинары, изучение программных продуктов. |
^ Настоящая дисциплина относится к вариативной части цикла дисциплин программы и блоку дисциплин, обеспечивающих подготовку магистра.
Изучение данной дисциплины базируется на следующих дисциплинах: Теория цепей и сигналов Математический анализ Цифровая обработка сигналов Теория электрической связи ТФКП Дискретная математика Для освоения учебной дисциплины, студенты должны владеть следующими знаниями и компетенциями: Временное представление сигналов в виде функций Понятие спектра (АЧС и ФЧС сигнала), спектральной плотности мощности Фильтрация, линейное и нелинейное преобразование спектра Преобразование Фурье (прямое и обратное) Матричное счисление, дискретно-косинусное преобразование. Дискретизация и квантование, теорема Котельникова Фильтрация (БИХ и КИХ фильтры) Виды и типы модуляции Шумы и помехи Модель канала связи по Гауссу и Райсу Скорость передачи информации – теорема Шеннона.
Основные положения дисциплины должны быть использованы в дальнейшем при написании курсовых работ, ВКР, при прохождении научно-исследовательской практики. ^
№ | Название раздела | Всего часов | Аудиторные часы | Самостоятельная работа | Лекции | Семинары | Практические занятия | 1 | Технологии и алгоритмы кодирования | 45 | 10 | | 10 | 25 | 2 | Технологии и доставки, передачи (модуляции, инкапсуляции, мультиплексирования) сигналов в эфирных, кабельных, спутниковых и IP сетях | 54 | 10 | | 10 | 34 | 3 | Методы контроля и измерений | 45 | 10 | | 10 | 25 | Итого | 144 | 30 | | 30 | 84 |
Формы контроля знаний студентов Тип контроля | Форма контроля | 1 год | Параметры | 3 | 4 | Текущий (неделя) | Домашнее задание | 6 | | Разработка приложения реализующего один из методов кодирования | Реферат | | 6 | Детальный анализ одного из методов кодирования | Итоговый | Экзамен | | * | Устный экзамен |
^ Оценки по всем формам текущего контроля выставляются по 10-ти балльной шкале.
При выполнении письменных работ, а также при ответе на экзамене студент должен продемонстрировать знание теоретического материала полученного на лекциях и изученного самостоятельное, уметь правильно применять его к решению конкретных задач, соблюдать логику решения задачи и грамотно формулировать ответ.
^ Преподаватель оценивает работу студентов на семинарских и практических занятиях: активность в дискуссиях, качество и креативность предлагаемых решений, полноту ответов. Оценки за работу на семинарских и практических занятиях преподаватель выставляет в рабочую ведомость. Накопленная оценка по 10-ти балльной шкале за работу на семинарских и практических занятиях определяется перед промежуточным или итоговым контролем - Оаудиторная. Преподаватель оценивает самостоятельную работу студентов: правильность выполнения, соответствие работы заданию, полнота рассмотрения проблемы. Оценки за самостоятельную работу студента преподаватель выставляет в рабочую ведомость. Накопленная оценка по 10-ти балльной шкале за самостоятельную работу определяется перед промежуточным или итоговым контролем – Осам. работа.
Накопленная оценка за текущий контроль учитывает результаты студента по текущему контролю следующим образом: Онакопленная= 0,6* Отекущий + 0,2* Оауд + 0,2* Осам.работа где Отекущий рассчитывается как взвешенная сумма всех форм текущего контроля, предусмотренных в РУП Отекущий = 0,6*Одз + 0,4*Ореф; Способ округления накопленной оценки текущего контроля: арифметический
Результирующая оценка за дисциплину рассчитывается следующим образом: Дисциплина преподается один модуль: Орезульт = 0,6* Онакопл + 0,4 *Оэкз Способ округления накопленной оценки итогового контроля в форме экзамена: арифметический. На пересдаче студенту не предоставляется возможность получить дополнительный балл для компенсации оценки за текущий контроль.
^ Раздел 1 • Технологии и алгоритмы кодирования Основные форматы представления аудио и видеоинформации Методы и принципы организации систем обработки и кодирования видео изображений и аудиоинформации Количество часов аудиторной работы – 20 часов. Общий объем самостоятельной работы – 25 часов. Подготовка к семинарским занятиям, изучение литературы ^ John F. Arnold, Michael R. Frater, Mark R. Pickering Digital Television: Technology and Standards. John Wiley & Sons, 2007 Krzysztof Wesolowski Introduction to Digital Communication Systems. John Wiley & Sons, 31 июля 2009 Мамчев Г.В.Основы радиосвязи и телевидения-М.,Горячая линия 2007 Ян Ричардсон. Видеокодирование. H.264 и MPEG-4 - стандарты нового поколения. - М, Техносфера 2005
Дополнительная литература Бадялик В. П. Основы телевизионного вещания со спутников. – М.: Горячая линия – Телеком, 2004 Быков Р.Е. Основы телевидения и видеотехники. -М.,Горячая линия-телеком 2006 Телевидение Под ред. В.Е. Джаконии - М., Горячая линия - Телеком 2007. Джакония В. Е., Коганер С. Э. Основы цифрового телевидения. Методическое пособие к изучению дисциплины 2004 Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение, 2-е издание. : Пер. с англ. – М.: Изд. дом “Вильямс”, 2003. – 1104 с. Прокис Дж. Цифровая связь. Пер. с англ. / Под ред. Д.Д. Кловского. – М: Радио и связь, 2000. – 800 с.
Семинарские занятия проходят в форме решения задач и рассмотрения кейсов
Раздел 2. • Технологии доставки и передачи (модуляции, инкапсуляции, мультиплексирова-ния) сигналов в эфирных, кабельных, спутниковых и IP сетях Основные протоколы, используемые для хранения и передачи цифровых видео/аудио потоков данных Методы и принципы организации систем и сетей доставки и распространения телевизионного и радиовещания Количество часов аудиторной работы – 20 часов. Общий объем самостоятельной работы – 34 часов. Подготовка к семинарским занятиям, изучение литературы, подготовка домашнего задания ^ Krzysztof Wesolowski Introduction to Digital Communication Systems. John Wiley & Sons, 31 июля 2009 Быков Р.Е. Основы телевидения и видеотехники. -М.,Горячая линия-телеком 2006 Мамчев Г.В.Основы радиосвязи и телевидения-М.,Горячая линия 2007 Ян Ричардсон. Видеокодирование. H.264 и MPEG-4 - стандарты нового поколения. - М, Техносфера 2005
Дополнительная литература Бадялик В. П. Основы телевизионного вещания со спутников. – М.: Горячая линия – Телеком, 2004 Быков Р.Е. Основы телевидения и видеотехники. -М.,Горячая линия-телеком 2006 Телевидение Под ред. В.Е. Джаконии - М., Горячая линия - Телеком 2007. Джакония В. Е., Коганер С. Э. Основы цифрового телевидения. Методическое пособие к изучению дисциплины 2004 Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение, 2-е издание. : Пер. с англ. – М.: Изд. дом “Вильямс”, 2003. – 1104 с. Прокис Дж. Цифровая связь. Пер. с англ. / Под ред. Д.Д. Кловского. – М: Радио и связь, 2000. – 800 с. Раздел 3. • Методы контроля и измерений Методики организации и проведения измерений на сетях доставки и распространения Методы и принципы организации систем мониторинга и управления сетями телерадиовещания
Количество часов аудиторной работы – 20 часов. Общий объем самостоятельной работы – 25 часов. Подготовка к семинарским занятиям, подготовка к экзамену ^ John F. Arnold, Michael R. Frater, Mark R. Pickering Digital Television: Technology and Standards. John Wiley & Sons, 2007 Мамчев Г.В.Основы радиосвязи и телевидения-М.,Горячая линия 2007 Ян Ричардсон. Видеокодирование. H.264 и MPEG-4 - стандарты нового поколения. - М, Техносфера 2005
Дополнительная литература Бадялик В. П. Основы телевизионного вещания со спутников. – М.: Горячая линия – Телеком, 2004 Быков Р.Е. Основы телевидения и видеотехники. -М.,Горячая линия-телеком 2006 Телевидение Под ред. В.Е. Джаконии - М., Горячая линия - Телеком 2007. Джакония В. Е., Коганер С. Э. Основы цифрового телевидения. Методическое пособие к изучению дисциплины 2004 Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение, 2-е издание. : Пер. с англ. – М.: Изд. дом “Вильямс”, 2003. – 1104 с. Прокис Дж. Цифровая связь. Пер. с англ. / Под ред. Д.Д. Кловского. – М: Радио и связь, 2000. – 800 с.
^ В рамках курса используются интерактивные формы проведения занятий (ролевые игры), разбор практических задач и кейсов.
8Оценочные средства для текущего контроля и аттестации студента 8.1Тематика заданий текущего контроля Примерные вопросы/ задания для домашнего задания: Реализация простейшего кодека для видео сигнала Реализация простейшего зонда мониторинга качества видео сигнала ^ Примерный перечень вопросов к зачету (экзамену) по всему курсу или к каждому промежуточному и итоговому контролю для самопроверки студентов. Понятие сигнала, частотные и временные способы представления Дискретизация и квантование, принципы работы ЦАП и АЦП, теорема Котельникова КИХ и БИХ фильтры PCM кодирование звука Особенности восприятия звука человеческим ухом – принципы, лежащие в основе сжатия звуковой информации MPEG l2 и l3 кодеки GSM и G.723 кодеки ТВ сигнал – основные компоненты ЦАП и АЦП для видеосигналов, цветовые пространства, яркость Особенности восприятия видео человеческим глазом – принципы, лежащие в основе сжатия видеоинформации Дискретно-косинусное преобразование MPEG кодирование Intra и GOP кодирование Особенности декодирования видео и аудио сигналов, буферизация Контейнеры для передачи аудио и видео информации Понятие потоковой передачи, кодеки, адаптированные к потоковой передаче Помехоустойчивость, борьба с потерями.
^ John F. Arnold, Michael R. Frater, Mark R. Pickering Digital Television: Technology and Standards. John Wiley & Sons, 2007 Krzysztof Wesolowski Introduction to Digital Communication Systems. John Wiley & Sons, 31 июля 2009 Мамчев Г.В.Основы радиосвязи и телевидения-М.,Горячая линия 2007 9.2Дополнительнаялитература Бадялик В. П. Основы телевизионного вещания со спутников. – М.: Горячая линия – Телеком, 2004 Быков Р.Е. Основы телевидения и видеотехники. -М.,Горячая линия-телеком 2006 Телевидение Под ред. В.Е. Джаконии - М., Горячая линия - Телеком 2007. Ян Ричардсон. Видеокодирование. H.264 и MPEG-4 - стандарты нового поколения. - М, Техносфера 2005 Джакония В. Е., Коганер С. Э. Основы цифрового телевидения. Методическое пособие к изучению дисциплины 2004 Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение, 2-е издание. : Пер. с англ. – М.: Изд. дом “Вильямс”, 2003. – 1104 с. Прокис Дж. Цифровая связь. Пер. с англ. / Под ред. Д.Д. Кловского. – М: Радио и связь, 2000. – 800 с. ^ Для успешного освоения дисциплины, студент использует следующие программные средства: Adobe Premiere, Apple Final Cut, Windows Movie maker или другие аналогичные продукты нелинейного монтажа, Системы автоматизированного эфирного вещания Harris H-Class, системы автоматизированного регионального вещания softLab forward 10Материально-техническое обеспечение дисциплины Перечень необходимых технических средств обучения, используемых в курсе и способы их применения: Необходимое обеспечение Техническое обеспечение аудитории проектор экран доступ в интернет
Автор программы И.Ю.Зворыкин
|