Detail předmětu

Číslicové zpracování akustických signálů

FEKT-MPC-CASAk. rok: 2019/2020

Akustický signál a jeho základní vlastnosti, maskování zvuku, přístupy k implementaci diskrétního a číslicového systému pro zpracování zvuku, základní a pokročilé metody a struktury pro zpracování signálu, časově invariantní a variantní systémy a jejich optimální simulace a realizace, implementace často používaných nástrojů pro úpravu zvuku a hudebních efektů, nelineární systémy pro zpracování zvuku a jejich implementace, systémy pro panoramování zvuku, simulace šíření zvukových vln v uzavřeném prostoru a způsoby její implementace, restaurování poškozených zvukových záznamů.

Výsledky učení předmětu

Studenti získají podrobný přehled o postupech analýzy a zpracování zvukových signálů. Získají zkušenosti se simulací diskrétních a číslicových systémů prostřednictvím moderních simulačních prostředků. Budou schopni navrhovat a simulovat algoritmy pro zpracování akustických signálů, které jsou určeny přímo pro CPU počítačového systému nebo pro signálový procesor.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia

Doporučená nebo povinná literatura

Ifeachor, E.C. Jervis, B.W. Digital Signal Processing - A practical Approach, 2nd ed. USA: Pearson Education Limited, 2002, ISBN 0201596199. (CS)
Zolzer, U. DAFX - Digital Audio Effects. Chichester: John Willey & Sons Ltd., 2005, ISBN 0471490784. (CS)
Kahrs, M. Brandenburg, K. Applications of Digital Signal Processing to Audio and Acoustics. USA: Kluwer Academic Publishers, 1998, ISBN 0792381300. (CS)
Pohlmann, K.C. Principles of Digital Audio. 6th ed. USA: McGRAW-HILL Companies, Inc. , 2010, ISBN 0071663460. (CS)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány ve Studijním a zkušebního řádu VUT.
Přednášky mají charakter výkladu základních principů, metodologie, problémů a jejich vzorových řešení.
Počítačová cvičení podporují praktické ovládnutí látky vyložené na přednáškách za aktivní účasti studentů.
Účast na přednáškách je doporučená, účast na počítačových cvičeních je kontrolovaná.
Předmět využívá e-learning (Moodle).

Způsob a kritéria hodnocení

Hodnocení se řídí Studijním a zkušebním řádem VUT a příslušnou vnitřní normou FEKT. Za každý ze dvou testů z počítačových cvičeníc lze získat až 20 bodů. Závěrečná písemná zkouška je hodnocena maximem 60 bodů.

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

1. Zvuk, akustický signál a jeho základní vlastnosti, vnímání zvuku člověkem, maskování zvuku,
2. Diskrétní signály a systémy, přístupy k realizaci diskrétního a číslicového systému, zvukové signály a jejich zpracování,
3. Základní prostředky, metody a struktury pro realizaci DSP systémů,
4. Pokročilé zpožďovací struktury, zpožďovací sítě,
5. Časově invariantní a variantní kmitočtové filtry a hudební efekty,
6. Systémy FIR, optimalizované algoritmy implementace FIR systému,
7. Systémy IIR s variantní délkou zpožďovacího zásobníku, detektor špičkové a efektivní hodnoty, diskrétní integrátor signálu,
8. Systémy pro úpravu dynamiky signálu, systém DRC, maximizer,
9. Model nelineárního diskrétního systému, popis základních nelinearit a nelineárních systémů, kmitočtově závislé nelineární systémy,
10. Panoramování zvukových signálů, vektorové panoramování, ambisonické panoramování, multikanálové panoramování, panoramování odražených zvukových vln.
11. Simulace šíření zvukových vln, fyzikální, smyslový a aproximační přístup, kmitočtově závislá absorpce zvukových vln,
12. Echogram, prvotní odrazy, následné odrazy a mnohonásobné odrazy, struktury pro simulaci poslechového prostoru,
13. Restaurace akustických signálů, potlačování širokopásmového šumu, potlačování impulsního rušení v akustickém signálu.

Cíl

Cílem předmětu je seznámit studenty se základními a pokročilými metodami simulace a postupy implementace v oblasti číslicového zpracování zvuku. Značná pozornost je věnována současným vývojovým trendům v oblasti obecného zvukového signálu se zaměřením na signál hudební.

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

Pro udělení zápočtu je nutné absolvovat všechna počítačová cvičení a testy. Další formy kontrolované výuky stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPC-AUD magisterský navazující

    specializace AUDM-TECH , 2. ročník, zimní semestr, 6 kreditů, povinně volitelný
    specializace AUDM-ZVUK , 2. ročník, zimní semestr, 6 kreditů, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Cvičení na poč.

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor