Číslicové zpracování signálů

Předmět je náhradou za:

Číslicové zpracování signálů (X31CZS)

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra teorie obvodů

Anotace:

Vysvětlení principů a metod číslicového zpracování jednorozměrných reálných signálů s vybranými aplikacemi analýzy např. řečových a biologických signálů. Tento předmět volně navazuje na výběrový předmět UCZ oboru ESD. Cvičení jsou zaměřena na praktické zvládnutí základních metod zpracování signálů a vypracování semestrální práce.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1. Popis a vlastnosti číslicových systémů v časové a frekvenční oblasti

2. Vztahy mezi transformacemi, vlastnosti a jejich důsledky pro ČZS

3. Typy rychlých algoritmů pro výpočet DFT, jejich vlastnosti a realizace

4. Filtrace ve frekvenční oblasti, filtry s frekvenčním výběrem, Lynnovy filtry

5. Rekurentní Fourierova transformace, Goertzelův algorimus

6. Decimace a interpolace, převzorkování signálu, použití v bankách filtrů

7. Důsledky kvantování v číslicových systémech, možnosti analýzy a simulace

8. Základy kepstrální analýzy, detekce a potlačení odrazů

9. Základní parametry signálů, jejich odhad a použití, segmentace signálů

10. Korelační analýza a vybrané aplikace: detekce periodicity, měření zpoždění

11. Moderní metody spektrální analýzy: klasické a parametrické metody

12. Metody realizace frekvenční lupy (ZOOM) ve spektrální analýze, vlastnosti

13. Adaptivní vrubový filtr, algoritmy jeho řízení a některé aplikace

14. Využití spektrální analýzy pro analýzu řeči, vibrací, hluků a biologických signálů

Osnova cvičení:

1. Shrnutí potřebných informací k používání nástrojů a dat ve cvičeních

2. Funkce pro realizaci filtrace a analýzy číslicových soustav v MATLABu

3. Realizace a využití lineární a cyklické konvoluce

4. Vybrané vlastnosti DFT, interpolace, rozlišení, modifikované posloupnosti

5. Rekurentní realizace filtrace, hřebenový filtr, komplexní rezonátor

6. Realizace Goertzelova algoritmu, porovnání s DFT

7. Realizace decimace a interpolace a jejich kombinace

8. Možnosti simulace kvantizačních jevů v MATLABu

9. Výpočet reálného a komplexního kepstra a jejich vlastnosti

10. Odhad základních charakteristik signálů, interpretace výsledků, odhad přesnosti

11. Využití funkce „Spectrum“ pro krátkodobou spektrální analýzu

12. Dvě realizace frekvenční lupy, vlastnosti

13. Simulace adaptivního vrubového filtru, měření frekvence, separace signálů

14. Předvedení semestrálních prací, diskuse

Cíle studia:

Studijní materiály:

1. Uhlíř, J., Sovka, P.: Číslicové zpracování signálů. Monografie ČVUT, Praha, 1995

2. Jan, J.: Číslicová filtrace, analýza a restaurace signálů. VUT, Brno, 1997

3. Davídek, V., Sovka, P.: Číslicové zpracování signálů a implementace. Skripta ČVUT, Praha, 1996

4. Rabiner, L.R., Schafer, F.W.: Digital Processing of Speech Signals. Prentice-Hall, Inc., New York, 1978

5. Openheim, A.V., Shafer, R.W.: Discrete-Time Signal Processing. Prentice-Hall, Inc., New Jersey, 1990

6. Bendal, J., Piersol, A.: Random Data: Analysis Measurement Procedures. John Wiley & Sons, Ins., New York, 1971

Poznámka:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 19+4

Typ cvičení: c, t

Tento předmět je nabízen také v anglické verzi.

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Elektronika-inženýrský blok (povinný předmět)
• Elektronika-inženýrský blok (povinný předmět)