Číslicové zpracování signálů

Předmět je náhradou za:

Číslicové zpracování signálů (D31CZS)

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra teorie obvodů

Anotace:

Vysvětlení principů a metod číslicového zpracování jednorozměrných reálných signálů s vybranými aplikacemi, např. zpracování řečových a biologických signálů. Typy rychlých algoritmů pro výpočet DFT, jejich vlastnosti a realizaceStručný přehled metod návrhu číslicových filtrů, filtrace v časové oblasti, filtrace ve frekvenční oblasti, filtry s frekvenčním výběrem. Rekurentní Fourierova transformace, decimace a interpolace, převzorkování signálu. Cvičení jsou zaměřena na praktické zvládnutí základních metod zpracování signálů a vypracování zvolené semestrální práce.

Požadavky:

Podmínkou udělení zápočtu je vypracování a prezentace jedné úlohy buď ze cvičení, nebo dle vlastního výběru.

Osnova přednášek:

1. Vybrané vlastnosti číslicových systémů, řešení diferenčních rovnic

2. Popis číslicových systémů v časové a frekvenční oblasti

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

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

5. Stručný přehled metod návrhu číslicových filtrů, filtrace v časové oblasti

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

7. Rekurentní Fourierova transformace, Goertzelův algorimus

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

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

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

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

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

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

14. Základní myšlenky metod ztrátové komprese signálů a jejich některé aplikace

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. Návrhy filtrů, implementace základních struktur v MATLABu

6. Rekurentní realizace filtrace, hřebenový filtr, komplexní rezonátor

7. Realizace Goertzelova algoritmu, porovnání s DFT

8. Realizace decimace a interpolace a jejich kombinace

9. Možnosti simulace kvantizačních jevů v MATLABu

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

11. Dvě realizace frekvenční lupy, vlastnosti

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

13. Využití funkce „Spectrum“ pro krátkodobou spektrální analýzu

14. Předvedení semestrálních prací, diskuze

Cíle studia:

Studijní materiály:

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

2. Jan, J.: Číslicová filtrace, analýza a restaurace signálů. Vysoké učení technické v Brně, 1997

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

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Elektronika - elektronické systémy- strukturované studium (povinný předmět)