Detail předmětu

Číslicové zpracování signálů (v angličtině)

FIT-CZSaAk. rok: 2020/2021

Úvod do číslicového zpracování signálů, vzorkování a kvantování, Frekvenční analýza číslicových signálů, Principy číslicových filtrů, Návrh číslicových filtrů, Praktická implementace číslicových filtrů, Zpracování signálů ve frekvenční oblasti, Zpracování v pod-pásmech, změny vzorkovací frekvence, Vlnková analýza a syntéza, Náhodné signály, Reprezentace ve stavovém prostoru, Identifikace systémů, Wienerovo a Kalmanovo filtrování, Zpracování vektorových signálů.

Garant předmětu

doc. Dr. Ing. Otto Fučík

Zajišťuje ústav

Ústav počítačových systémů (UPSY)

Nabízen zahradničním studentům

Všech fakult

Doporučená nebo povinná literatura

Oppenheim A.V., Wilski A.S.: Signals and systems, Prentice Hall, 1997.
Jan J., Číslicová filtrace, analýza a restaurace signálů, VUT v Brně, VUTIUM, 2002, ISBN 80-214-1558-4.
Mallat S, A Wavelet Tour of Signal Processing (Third Edition), Academic Press, 2009, ISBN 9780123743701

Způsob a kritéria hodnocení

  • vyřešení a odevzdání dvou domácích úkolů během semestru (po 7b, celkem 14b) 
  • půlsemestrální zkouška (15b)  
  • odevzdání a presentace projektu (20b) 
  • semestrální zkouška 51b, nutno absolvovat nejméně na 17b.

Jazyk výuky

angličtina

Cíl

Občerstvit základní znalosti signálů a systémů a seznámit studenty s pokročilejšími tématy souvisejícími s umělou inteligencí, kyberfyzikálními systémy, zpracováním zvuku a řeči, a dalšími oblastmi. Poskytnout studentům vhled do matematického formalismu umožňujícího porozumění časopiseckým a konferenčním článkům o zpracování signálů a usnadňujícího samostatnou práci ve zpracování signálů. Poskytnout studentům dostatečné praktické znalosti pro implementaci a integraci algoritmů zpracování signálů.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program IT-MGR-2 magisterský navazující

    obor MIN , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinně volitelný

  • Program IT-MGR-2 magisterský navazující

    obor MGMe , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinně volitelný

  • Program MITAI magisterský navazující

    specializace NBIO , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NISD , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NISY , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NIDE , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NCPS , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinný
    specializace NSEC , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NMAT , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NGRI , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NNET , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NVIZ , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NSEN , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NMAL , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NHPC , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NVER , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NEMB , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NADE , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NSPE , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinný

  • Program IT-MGR-1H magisterský navazující

    obor MGH , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, doporučený

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Dr. Ing. Otto Fučík
M.Sc. Johan Andréas Rohdin, Ph.D.

Osnova

  1. Úvod do číslicového zpracování signálů, vzorkování a kvantování
  2. Frekvenční analýza číslicových signálů - DTFT, DFT and FFT.
  3. Principy číslicových filtrů.
  4. Návrh číslicových filtrů
  5. Praktická implementace číslicových filtrů.
  6. Zpracování signálů ve frekvenční oblasti.
  7. Zpracování v pod-pásmech, změny vzorkovací frekvence.
  8. Vlnková analýza a syntéza.
  9. Náhodné signály - korelace a spektrální hustota výkonu.
  10. Reprezentace ve stavovém prostoru.
  11. Identifikace systémů.
  12. Wienerovo a Kalmanovo filtrování.
  13. Zpracování vektorových signálů.

Cvičení odborného základu

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. David Bařina, Ph.D.
Ing. Ladislav Mošner
Ing. Milan Prustoměrský
Ing. Jan Vlk
Ing. Kateřina Žmolíková

Osnova

Demonstrační cvičení (1h týdně) navazují na přednášku a demonstrují studentům přednášené techniky na reálném kódu, především v pythonu a Matlabu/Octave. Kód je k disposici studentům. Na demonstrační cvičení navazují dva domácí úkoly řešené v průběhu semestru.

Projekt

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. David Bařina, Ph.D.
Ing. Ladislav Mošner
Ing. Milan Prustoměrský
Ing. Jan Vlk
Ing. Kateřina Žmolíková

Osnova

Projekt je zadán v kombinaci s dalším povinným kursem v Mgr. studiu (např. Ve zpracování řeči nebo kyberfyzikálních systémech), je řešen ve skupinkách max. 5 studentů, je vyžadována zpráva k projektu a presentace. K projektu jsou k disposici data, nebo budou pořízena studenty. Příklady projektů:

  1. Jednoduché zpracování signálů z mikrofonního pole.  
  2. Odhad přenosové funkce mechanického systému. 
  3. Změna vlastností zvuku pomocí časové-frekvenčního zpracování. 
  4. Kódování audia v kmitočtových pod-pásmech.