Detail předmětu

Multitaktní systémy

FEKT-MMUTAk. rok: 2011/2012

Systémy pro konverzi vzorkovacího kmitočtu. Vícetaktní číslicové filtry a velmi rychlé algoritmy filtrace. Časově-frekvenční transformace, vlnková transformace (WT). WT se souvislým časem (CTWT), s diskrétním časem (DTWT), dyadická DTWT, paketová DTWT. Realizace DTWT bankami filtrů, požadavky na rozkladové a rekonstrukční banky filtrů. Ortogonální a biortogonální DTWT. Metoda lifting. Použití DTWT při filtraci signálů, metody prahování. Komplexní WT (CWT), její realizace a využití. Využití DTWT při kompresi signálových dat. 2D DTWT separabilní i neseparabilní (qiuncunx). Komprese a filtrace obrazových dat. Standardy MPEG a JPEG2000.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Jiří Kozumplík, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav biomedicínského inženýrství (UBMI)

Výsledky učení předmětu

Návrhy a realizace konvertorů vzorkovacího kmitočtu a velmi rychlých multitaktních číslicových filtrů a bank filtrů. Návrhy a realizace vlnkových transformací, jejich využití při filtraci, kompresi a analýze signálů a obrazů.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

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

Způsob a kritéria hodnocení

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

Učební cíle

Předmět je zaměřen zejména na: principy a realizace konverze vzorkovacího kmitočtu; principy, návrhy a realizace multitaktních algoritmů číslicové filtrace; principy, realizace a aplikace časově-frekvenčních (vlnkových) transformací, zejména filtrace a komprese 1D a 2D dat.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

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

Základní literatura

Proakis,J.G., Manolakis,D.G.: Digital Signal Processing. Principles, Algorithms and Applications. (Second Edition). Macmillan, 1992. (EN)
Strang,G., Nguyen,T.: Wavelets and Filter Banks. Wellesley-Cambridge Press, 1996. (EN)
Vaidyanathan, P.P.: Multirate Systems and Filter Banks. Prentice-Hall, 1993. (EN)
Fliege, N.J.: Multirate Digital Signal Processing: Multirate Systems, Filter Banks, Wavelets. John Wiley & Sons, 1994. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-M magisterský navazující

    obor M-BEI , 1. ročník, letní semestr, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jiří Kozumplík, CSc.

Osnova

Decimace signálu s celočíselným faktorem D, interpolace signálu s celočíselným faktorem I, spektrální a obrazová reprezentace decimovaných a interpolovaných signálů.
Konverze vzorkovacího kmitočtu s faktorem I/D, vícestupňová konverze vzorkovacího kmitočtu. Konverze vzorkovacího kmitočtu s libovolným faktorem.
Přímá realizace decimátorů a interpolátorů a realizace s polyfázovými filtry.
Podstata velmi rychlých algoritmů číslicové filtrace. Realizace filtrů s konverzí vzorkovacího kmitočtu. Realizace bank filtrů.
Časově-frekvenční transformace. Podstata vlnkové transformace (WT). WT se souvislým časem (CTWT).
Diskrétní WT (DWT) a WT s diskrétním časem (DTWT), dyadická (rychlá) DTWT, paketová DTWT. Realizační struktury.
Realizace DTWT bankami filtrů, požadavky na rozkladové a rekonstrukční banky filtrů s eliminovaným vlivem aliasingu.
Kvadraturní zrcadlové filtry a filtry s polovičním pásmem (half-band), využití pro realizaci DTWT. Ortogonální a biortogonální DTWT. Metoda lifting.
Použití DTWT (s decimací i bez decimace) při filtraci signálů, Metody prahování.
Komplexní WT (CWT), její realizace a využití.
Využití DTWT při kompresi signálových dat. Struktury kompresních algoritmů.
2D DTWT separabilní i neseparabilní (qiuncunx). Komprese a filtrace obrazových dat.
Standardy MPEG a JPEG2000.

Cvičení na počítači

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jiří Kozumplík, CSc.

Osnova

Konverze vzorkovacího kmitočtu diskrétního signálu ve frekvenční a v časové oblasti.
Návrhy a realizace systémů pro konverzi vzorkovací frekvence (individuální projekty).
Návrhy a realizace systémů pro konverzi vzorkovací frekvence (dokončení projektů).
Multitaktní číslicové filtry.
Návrhy a realizace multitaktních číslicových filtrů (individuální projekty).
Návrhy a realizace multitaktních číslicových filtrů (dokončení projektů).
Realizace přímé a zpětné DTWT bankami filtrů.
Návrhy a realizace přímé a zpětné DTWT (dyadické I paketové) s ortogonálními a biortogonálními filtry (individuální projekty).
Návrhy a realizace přímé a zpětné DTWT (dyadické I paketové) s ortogonálními a biortogonálními filtry (dokončení projektů).
Knihovna MATLAB - Wavelet Toolbox. WT se souvislým časem.
Návrhy a realizace filtrace a komprese signálů s využitím knihovny MATLAB - Wavelet Toolbox (individuální projekty).
Návrhy a realizace filtrace a komprese signálů s využitím knihovny MATLAB - Wavelet Toolbox (dokončení projektů).
Separabilní a neseparabilní DTWT obrazů.