Logo ČVUT
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE
STUDIJNÍ PLÁNY
2020/2021

Základy zpracování signálů

Přihlášení do KOSu pro zápis předmětu Zobrazit rozvrh
Kód Zakončení Kredity Rozsah Jazyk výuky
BAB31ZZS KZ 4 2P+2C česky
Předmět nesmí být zapsán současně s:
Základy zpracování signálů (A0B31ZZS)
Přednášející:
Radek Janča, Lenka Svobodová
Cvičící:
Radek Janča, Lenka Svobodová
Předmět zajišťuje:
katedra teorie obvodů
Anotace:

Úvodní předmět ke studiu číslicového zpracování signálů (DSP). Předmět představuje základní teorii signálů s důrazem na praktické využití a analýzu zejména reálných časových řad ale i obrazů z různých vědních oborů (měření, řeč, akustika, elektrofyziologie a biomedicína). Cvičení jsou postavena pro postupné osvojování si programového systému MATLAB, který poskytuje příjemné a snadno ovladatelné uživatelské prostředí s grafickým i zvukovým výstupem. Získané znalosti uplatníte v dalších předmětech, projektech, závěrečných pracích a zejména v široké technické praxi.

Požadavky:
Osnova přednášek:

1. Úvod do prostředí MATLAB

2. Jedno- a N-rozměrné signály, základní dělení, kvantování, vzorkování

3. Fourierova transformace (obecná, řady, disktrétní), periodizace, aliasing

4. Výkonová spektrální hustota, zahuštění, prosakování, spektrogram, odhad spektra

5. Lineární časově invariantní systémy (LTI), přenosová funkce, impulzní odezva, cyklická konvoluce, křížová korelace

6. Filtry s konečnou impulzní odezvou (FIR), ideální dolní propust, realizace dolní/pásmové/horní propusti, mřížková struktura, z-transformace a membránový model

7. Filtry s nekonečnou impulzní odezvou (IIR), mřížková struktura, Butterworthova, Chebyshevova a eliptická aproximace, filtrace bez posunu fáze, autoregresní modelování (LPC)

8. Převzorkování, Hilbertova transformace, obálka signálu

9. Nelineární operace a parametrizace signálů (energetická, frekvenční, stochastická), časová segmentace, prahování, morfologické operace

10. Obrazy 1: jasové a geometrické transformace

11. Obrazy 2: 2D-filtrace, 2D-korelace

Osnova cvičení:

1. Úvod do MATLAB, operace s vektory a maticemi, skriptování, řešení soustavy rovnic, vlastní funkce

2. Geneze signálů, harmonický signál, vzorkovací teorém, kvantizační šum

3. Rychlá Fourierova transformace (FFT), spektrum, aliasing, filtrace ve spektru

4. Spektrogram, prosakování, zahuštění, důsledky segmentace na časové/frekvenční rozlišení, formantová analýza samohlásek

5. Identifikace LTI systému, časové zpoždění mezi signály

6. FIR filtry, návrh metodou oken sinc(), hřebenový filtr, MA-filtr, detekce náběžných hran

7. IIR filtry, návrh filtru, filtrace bez posunu fáze, LPC, kriteriální podmínky odhadu řádu modelu

8. Převzorkování, decimace, interpolace, filtrace extrémně pomalých složek, detekce srdečního cyklu

9. Parametrizace signálu, analýza svalové kontrakce v EMG, detekce R-špiček v EKG

10. Jasové a geometrické transformace obrazu

11. Hledání vzorců v obraze (OCR Morseovy abecedy)

Cíle studia:

Osvojení si základních programovacích technik, postupů a principů analýzy nejen biologických signálů a dat

Studijní materiály:

1. Čmejla, R., Sovka, P.: Úvod do číslicového zpracování signálů - cvičení. ČVUT Praha 2005.

2. Uhlíř, J., Sovka, P., Čmejla, R.: Úvod do číslicového zpracování signálů. ČVUT Praha 2003.

3. Zaplatílek, K., Doňar, B.: MATLAB - začínáme se signály. BEN 2006.

4. McClellan, J.H, Schafer, R.W., Yoder, M.A..: DSP First, A multimedia Approach, Prentice-Hall, Inc., New Jersey, 1998

5. Openheim, A.V., Schafer, R.W.: Discrete-Time Signal Processing. Prentice-Hall, Inc., New Jersey, 1998

6. Ambardar, A., Borghesani, C.: Mastering DSP Concepts using MATLAB. Prentice-Hall, Inc., New Jersey, 1998

7.Vejražka, F.; Hrdina, Z.: Signály a soustavy. [Skriptum.] Praha, ČVUT 1997

Poznámka:
Další informace:
moodle.fel.cvut.cz
Rozvrh na zimní semestr 2020/2021:
06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po
místnost T2:C3-132
Janča R.
12:45–14:15
(přednášková par. 1)
Dejvice
T2:C3-132
místnost T2:A3-413a
Svobodová L.
14:30–16:00
(přednášková par. 1
paralelka 101)

Dejvice
Laborator K413A
místnost T2:A3-413a
Svobodová L.
16:15–17:45
(přednášková par. 1
paralelka 102)

Dejvice
Laborator K413A
místnost T2:A3-413a
Janča R.
18:00–19:30
(přednášková par. 1
paralelka 103)

Dejvice
Laborator K413A
Út
St
Čt

Rozvrh na letní semestr 2020/2021:
Rozvrh není připraven
Předmět je součástí následujících studijních plánů:
Platnost dat k 25. 10. 2020
Aktualizace výše uvedených informací naleznete na adrese http://bilakniha.cvut.cz/cs/predmet6293506.html