Detail předmětu

Cílem předmětu je poskytnout souvislý výklad základní teorie číslicového zpracování signálu s důrazem na aplikace v mikroprocesorové technice. Zvláště jsou zdůrazněny postupy spektrální analýzy a číslicové lineární a nelineární filtrace. Předmět je uzavřen diskusí o kvantovacích vlivech a realizaci algoritmů v mikroprocesorech a signálových procesorech.

Student bude rozumět algoritmům číslicového zpracování signálu, bude je umět samostatně aplikovat a modelovat pomocí Matlabu. Bude mít představu o realizaci algoritmů na mikroprocesorech a signálových procesorech se všemi problémy, které s realizací souvisí.

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia.

Jednorozměrné a dvojrozměrné diskrétní signály a systémy. Transformace z. Diskrétní Fourierova transformace, FFT. Stavové kanonické struktury, sériová a paralelní forma. Návrh číslicových filtrů typu FIR a IIR. Homomorfní zpracování signálů. Komplexní a reálné kepstrum. Aplikace kepster při zpracování řeči a obrazu. Kvantování signálu v diskrétních systémech. Realizace číslicových filtrů a FFT v signálových procesorech.

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

1. Diskrétní signály - základní diskrétní signály, klasifikace jednorozměrných diskrétních signálů.
2. Diskrétní signály - vícerozměrné diskrétní signály, korelace diskrétních signálů.
3. Diskrétní systémy - počáteční podmínky, reprezentace diskrétních systémů pomocí blokových diagramů a grafů signálových toků.
4. Diskrétní systémy - klasifikace diskrétních systémů, lineární časově invariantní diskrétní systém (LTI), spojování dílčích diskrétních LTI systémů, kauzalita a stabilita LTI diskrétního systému, diskrétní LTI systémy typu FIR a IIR.
5. Stavový popis lineárního časově invariantního diskrétního systému.
6. Transformace Z a její použití.
7. Kmitočtová analýza diskrétních signálů - časově diskrétní Fourierova řada, spektrální výkon periodických signálů, FT časově diskrétního aperiodického signálu, vlastnosti FT časově diskrétních signálů, vztah mezi FT jednorázového diskrétního signálu a dvojstrannou transformací Z, kepstrum.
8. Kmitočtové charakteristiky lineárního časově invariantního diskrétního systému.
Lineární časově invariantní diskrétní systém jako kmitočový filtr - DP, HP, číslicový rezonátor, PP, vrubový filtr, PZ, hřebenový filtr, fázovací článek.
9 .Diskrétní Fourierova transformace - definice DFT, vlastnosti DFT, vektorový zápis DFT, vztah mezi DFT a transformací Z.
10. Inverzní systémy a dekonvoluce - inverzibilita diskrétního systému, geometrická interpretace kmitočtové charakteristiky, lineární časově invariantní diskrétní systém a minimální, maximální a smíšenou fází, homomorfní dekonvoluce.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

MITRA,S.K., Digital Signal Processing-A Computer-Based Approach. The McGraw-Hill Companies, Inc. New York 1998
OPPENHEIM, A.L., SCHAFER, R.W., Digital Signal Processing, Prentice-Hall, Inc. New Jersey, 1995.
SMÉKAL,Z., VÍCH,R., Zpracování signálů pomocí signálových procesorů. Radix spol.s.r.o., Praha 1998.
MIŠUREC,J., SMÉKAL,Z. Číslicové zpracování signálů. Skriptum FEKT VUT v Brně, 2012.