|
KOmpresja DAnych (KODA) |
||
Wykład dotyczy zagadnienia kompresji danych, w tym całego procesu opracowania efektywnego algorytmu kompresji: od przesłanek teoretycznych i charakterystyki źródła informacji poprzez koncepcje, modele, kody, algorytmy, po praktyczne realizacje i eksperymenty weryfikujące użyteczność. Prezentowana jest krótka charakterystyka wybranych elementów teorii informacji oraz zniekształceń źródeł informacji, analizy funkcjonalnej, metod przetwarzania obrazów i teorii aproksymacji. Podstawy teoretyczne uzupełnia analiza współczesnych formatów i standardów kompresji z uwzględnieniem potencjalnych obszarów zastosowań. Istotnym elementem jest dedykowany zdobyciu umiejętności oceny przydatności różnego typu narzędzi w kontekście wybranych zastosowań oraz zdolności konstruowania prostych, ale efektywnych algorytmów kompresji. Tematyka dotyczy wybranych zagadnień kompresji bezstratnej i stratnej ze szczególnym uwzględnieniem danych obrazowych. W szczególności: Wprowadzenie: przegląd różnego typu danych i zbiorów danych oraz formatów ich zapisu, występujących w systemach informatycznych (głównie pliki tekstowe i graficzne, obrazy naturalne, medyczne, czarno-białe, wideo); podstawowe pojęcia z dziedziny kompresji, rozwój nowoczesnych metod kompresji; Elementy teorii informacji: informacja i nadmiarowość, modele źródeł informacji (m.in. źródło Markowa), entropijne miary ilości informacji, twierdzenia o kodowaniu źródeł, reguły i ograniczenia efektywnego kodowania danych, kody (przedrostkowe, drzew binarnych, symboli, strumieniowe); Podstawowe metody bezstratnej kompresji danych: schematy ogólne bezstratnych metod kompresji, kody długości serii, Shannona-Fano, Huffmana, Golomba, przekształcenie BWT, algorytmy adaptacyjne; Efektywne metody bezstratnej kompresji danych: kodowanie arytmetyczne (w tym kodery binarne), słownikowe (m.in. archiwizery rodziny ZIP), metody predykcyjne (DPCM, nieliniowe, w przestrzeni obrazu), przegląd dostępnych bibliotek (m.in. ZLIB, QccPack); Techniki i standardy odwracalnej kompresji obrazów: predykcja 2-D (HINT, CALIC), modelowanie i kwantyzacja kontekstu (CALIC, JPEG-LS), standardy GIF, PNG, JPEG-LS, JBIG; Podstawy stratnej kompresji danych: teoria zniekształceń źródeł informacji, optymalizacja R-D, metody kwantyzacji, miary jakości, cechy koderów (elastyczność, interakcyjność, progresja, odwracalność); Efektywne metody kompresji nieodwracalnej: stratna predykcja (JPEG-LS), wektorowa kwantyzacja, kodowanie transformacyjne z DCT (standard JPEG), z analizą wielorozdzielczą (JPEG2000, DjVu), kompresja map bitowych (JBIG); Optymalizacja kodeka obrazów: metoda SPIHT, rozszerzenia standardu JPEG2000 (do transmisji bezprzewodowej, danych 3W, sekwencji obrazów), najnowsze koncepcje zaawansowanych koderów obrazów; Przykłady zastosowań, głównie medycznych i internetowych: archiwizacja z kompresją i indeksowaniem, interakcyjne protokoły transmisji obrazów (JPIP) oraz porządkowanie informacji do celów telediagnostyki. |
|||
Materiały (tylko do celów
dydaktycznych i naukowych):
Prezentacje:
wprowadzenie
informacja
kody symboli
kod arytmetyczny
metody słownikowe
metody predykcyjne, bezstratna kompresja obrazów
metody wektorowej kwantyzacji
metody transformacyjne
metody falkowe
Przykładowe zadania egzaminacyjne
LABKO -
laboratorium kompresji (narzędzia z sieci oraz własne)
Kompresja bezstratna
Kompresja stratna
Kompresja falkowa
Biblioteki
Mitsuharu ARIMURA's Bookmarks on Source Coding/Data Compression
Narzędzia
Standardy
Ocena efektywności
Image Communications Lab:
PSNR Results
Więcej
Literatura:
Termin ostatniej modyfikacji:
20.10.2005