Інформація про курс

Затверджено на засіданні кафедри

______Захисту інформації_____________

(найменування кафедри)

Протокол №____ від _________________ р.

1.     Загальна інформація

Назва дисципліни

«Сучасні методи перетворення та стиснення інформації»,

ППВВ 02, обов’язкова

Рівень вищої освіти

другий (магістерський) рівень

Викладач

Романенко Сергій Миколайович, к.ф.-м.н., доцент кафедри Захисту інформації

Контактна інформація викладача

Кафедра: 7698491, телефон викладача: 7698597,

E-mail викладача: romanenko3@gmail.com

Час і місце проведення навчальної дисципліни

Предметна аудиторія кафедри: ауд. 46, 30

Обсяг дисципліни

3 кредиту ЄКТС, 90 годин теоретичні та практичні заняття, лекції 14 годин, лабораторні роботи 14 годин, самостійна робота 62 години.

Семестр вивчення навчальної дисципліни: 10 семестр.

Вид контролю: залік в кінці 10 семестру.

Консультації

Згідно з графіком консультацій

2.     Пререквізіти і постреквізіти навчальної дисципліни

Пререквізіти: Вища математика, Лінійна алгебра, Теорія інформації та кодування, Системи передачи інформації, ряди Фур’є й розклад функцій за ортогональними базисами, чисельні методи.

Постреквізіти: Внаслідок вивчення дисципліни студенти повинні:

Знати основні поняття перетворення Фур’є, фрактальної геометрії та теорії вейвлетов, методи кодування та перетворення інформації, сучасні методи стиснення зображень, методи стиснення на основі фрактального та вейвлетного перетворень.

3.     Характеристика навчальної дисципліни

Дисципліна «Сучасні методи перетворення та стиснення інформації» є базовою у підготовці фахівця з інформаційної безпеки. При вивченні цієї дисципліни студент набуває такі компетентності:

Загальні компетентності

КЗ 1. Здатність застосовувати знання в практичних ситуаціях.

КЗ 2. Знання та розуміння предметної області та розуміння професії.

КЗ 3. Здатність професійно спілкуватися державною та іноземною мовами як усно, так і письмово.

КЗ 4 Вміти виявляти, ставити та вирішувати проблеми за професійним спрямуванням, здійснювати професійну діяльність на основі техніко-економічного аналізу.

КЗ 5 Здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації.

КЗ 8. Здатність використовувати знання базових розділів фізики і математики в обсязі, необхідному для засвоєння фахових дисциплін.

Фахові компетентності

КФ 1. Здатність до використання програмних та програмно-апаратних комплексів засобів захисту інформації в інформаційно-телекомунікаційних (автоматизованих) системах

КФ 3. Здатність до використання інформаційно-комунікаційних технологій, сучасних методів і моделей інформаційної та/або кібербезпеки.

КФ 4. Здатність до забезпечення безпеки Web- ресурсів, відновлення їх штатного функціонування в результаті збоїв та відмов різних класів і походження.

КФ 5. Здатність до забезпечення безпеки мережевих ресурсів та криптографічного захисту інформації в системах інформаційної та/або кібербезпеки.

КФ 6. Здатність до використання програмних та програмно-апаратних комплексів засобів захисту інформації в інформаційно-телекомунікаційних (автоматизованих) системах

КФ 7. Здатність відновлювати штатне функціонування інформаційних, інформаційно-телекомунікаційних (автоматизованих) систем після реалізації загроз, здійснення кібератак, збоїв та відмов різних класів та походження.

Результати навчання

ПРН 2. Організовувати власну професійну діяльність, обирати оптимальні методи та способи розв’язування складних спеціалізованих задач та практичних проблем у професійній діяльності, оцінювати їхню ефективність.

ПРН 4. Використовувати результати самостійного пошуку, аналізу та синтезу інформації з різних джерел для ефективного рішення спеціалізованих задач професійної діяльності.

ПРН 5. Аналізувати, аргументувати, приймати рішення при розв’язанні складних спеціалізованих задач та практичних проблем у професійній діяльності, які характеризуються комплексністю та неповною визначеністю умов, відповідати за прийняті рішення.

ПРН 6. Критично осмислювати основні теорії, принципи, методи і поняття у навчанні та професійній діяльності, що базуються на культурно-історичних, світоглядних та державницьких аспектах.

ПРН 8. Використовувати знання про фізичні явища та володіти математичним апаратом для моделювання об’єктів інформаційної діяльності

ПРН 15. Використовувати сучасне програмно-апаратне забезпечення інформаційно-комунікаційних технологій.

4.     Мета вивчення навчальної дисципліни

Метою викладання дисципліни є надання теоретичних та практичних знань щодо існуючих стандартних математичних методів перетворення та стиснення зображень, а також нових методів на основі фрактального та вейвлетного підходів.

5.      Завдання вивчення дисципліни

Основним завданням навчальної дисципліни є формування у студентів системних знань і компетенностей для моделювання методів перетворення та стиснення зображень на основі фрактального та вейвлетного підходів та використання цих методів в інформаційних і телекомунікаційних системах.

6.     Зміст навчальної дисципліни

Змістовий модуль 1.

Тема 1. Формати зображень.

Тема 2. Стандарти для стиснення зображень.

Змістовий модуль 2.

Тема 3. Стиснення зображень на основі вейвлетної фільтрації.

Тема 4. Стиснення зображень на основі фрактальної фільтрації.

7.     План вивчення навчальної дисципліни

№ тижня

Назва теми

Кількість годин

1-3

Формати зображень. Стиснення зображень без втрати якості. Стиснення з втратою якості.

Лабораторна робота: Дослідження

форматів зображень.

лк

лб

сам. роб.

2

4

15

4-7

Стандарти для стиснення зображень.

Кодування кодом Хаффмана, арифметичне кодування, кодування на основі алгоритмів Зива-Лемпела.

Лабораторна робота: Дослідження стиснення зображень без втрати якості.

лк

лб

сам. роб.

4

4

15

Рубіжний контроль.

8-11

Стиснення зображень на основі вейвлетної фільтрації. Bейвлеті Хаара, вейвлеті Добеши. Кратно масштабний аналіз.

Лабораторна робота: Дослідження вейвлетів Хаара та Добеши.

лк

лб

сам. роб.

4

2

15

12-15

Стиснення зображень на основі фракталів.

Дрібна розмірність. Крива фон Кох. Tрикутник Серпинского. Компактні множини і простір Хаусдорфа. Фрактальне кодування зображень у градаціях сірого.

Лабораторна робота: Приклади фрактального стиснення зображень.

Підготовка до семестрового контролю.

лк

лб

сам. роб.

4

4

17

Разом

90

Рубіжний контроль. Підсумковий семестровий контроль - залік.

8. Самостійна робота

Самостійна робота включає в себе: вивчення теоретичного матеріалу, підготовку до лабораторних робіт, підготовку до рубіжного та підсумкового контролю.

№ тижня

Назва теми

Кількість годин

1-3

Скалярне та векторне квантування. Методи перетворення. Сірі та кольорові зображення. Сучасні JPEG технології стиснення зображень.

Підготовка до лабораторних занять.

Консультації.

15

4-7

Методи стиснення, засновані на кодуванні коефіцієнтів різних перетворень (дискретне перетворення Фур'є, дискретне косинусне перетворення, вейвлетна фільтрація і т.д.), методи стиснення в часовій області (диференціальне кодування).

Підготовка до лабораторних занять.

Консультації.

Підготовка до рубіжного контролю. Рубіжний контроль.

15

8-11

Вейвлет-перетворення. Зворотне вейвлет-перетворення. Спрощена схема вейвлет-стиснення зображень. Ступінь спотворення. Швидкість кодування.

Підготовка до лабораторних занять.

Консультації.

15

12-15

Фрактальне кодування зображень у градаціях сірого. Декодування зображень. Шляхи прискорення фрактального кодування.

Підготовка до лабораторних занять.

Консультації.

Підготовка до рубіжного контролю. Рубіжний контроль.

17

Разом

62

9. Система та критерії оцінювання курсу

Поточний, рубіжний, семестровий контроль (з урахуванням відвідування занять, виконання лабораторних робіт, тестування при здачі модулів та заліку).

Форма проведення контролю: усна, письмова, комбінована, а також шляхом тестування з використанням програмно-технічних засобів.

Шкала оцінювання: національна та ECTS

10. Політика курсу

Викладач пояснює студентам систему організації навчального процесу та правил поведінки на заняттях. Усі завдання, передбачені програмою, мають бути виконані у встановлені терміни. Успішність засвоєння навчального матеріалу визначається числом балів, отриманих при контрольних заходах. Максимальне число балів за змістовий модуль дорівнює 100: 40 балів за результатами тестування з теоретичного матеріалу, 60 балів за виконання лабораторних робіт. Максимальне число балів підсумкового семестрового контролю дорівнює 100 і складаються: з суми балів змістових модулів, помноженої на коефіцієнт 0,4 - разом 80 балів, і додаткових 20 балів при опитуванні під час заліку. Студенти, які отримали при змістовому модульному контролі менше 60 балів до підсумкового семестрового контролю не допускаються.

Під час навчання студенти зобов'язані дотримуватися академічної доброчесності:

- самостійно виконувати навчальні завдання, завдання поточного та підсумкового контролю;

- дотримуватися норм законодавства про авторське право;

- приймати активну участь у навчальному процесі;

- не запізнюватися на заняття, не пропускати заняття без поважних причин;

- самостійно і своєчасно вивчити матеріал пропущеного заняття;

- давати достовірну інформацію про результати власної навчальної  діяльності.

- бути терпимим і доброзичливим до однокурсників та викладачів.

Інформаційні ресурси:

https://zp.edu.ua

http://library.zp.edu.ua:8081/lib2web/DocSearchForm

http://e-library.zp.edu.ua

https://zp.edu.ua/kafedra-zahistu-informaciyi