Komunikace a měření v multimediální technice

Přednášející:

Karel Fliegel, Petr Honzík (gar.), Karel Ulovec

Cvičící:

Karel Fliegel, Petr Honzík (gar.), Karel Ulovec

Předmět zajišťuje:

katedra radioelektroniky

Anotace:

Cílem předmětu je rozšířit znalosti a zejména posílit praktickou aplikovatelnost těchto znalostí z oblasti zvuku, obrazu a komunikace v multimediálních systémech. V oblasti zvuku je stěžejní zaměření na elektroakustické měniče používané v moderních elektronických a komunikačních zařízeních, jejich praktické použití a zejména propojení s digitálními částmi těchto systémů. V oblasti obrazu se jedná zejména o praktické aspekty získání a zpracování obrazové informace na moderním dostupném hardware, včetně úvodu do pokročilých metod, jako je strojové učení. Část zaměřená na komunikaci v multimediálních systémech pokrývá měření na vybraných analogových a digitálních blocích komunikačního řetězce.

Předmět je určen pro studenty závěrečného ročníku bakalářského studia. Přidanou hodnotou je rozšíření a zejména praktické ukotvení získaných znalostí vedoucí k jejich snadné aplikaci ať už v projektech v praxi nebo v dalším studiu.

Požadavky:

Pro udělení zápočtu je nutné absolvovat měření laboratorních úloh, výsledky měření zpracovat a předložit ke kontrole.

Osnova přednášek:

1.Úvod do předmětu, základní veličiny zvukového pole, akustický tlak jako signál, základní zpracování

2.Úvod do MEMS mikrofonů, elektroakustický převod, AD převod v digitálních mikrofonech, formát přenosu digitálních dat PDM

3.Parametry elektroakustických systémů, frekvenční charakteristika, přenosová funkce, směrovost, formát přenosu digitálních dat I2S

4. Lineární mikrofonní pole – principy a vlastnosti, další druhy mikrofonních polí, formát přenosu digitálních dat TDM

5. Akustické zdroje, vyzařování, nelineární zkreslení, řízená směrovost

6. Ultrazvukové měniče, vlastnosti, použití

7. Základní parametry obrazového signálu

8. Přehled operací nad obrazovým signálem

9. Využití metod strojového učení ve zpracování obrazu

10. Radiokomunikační řetězec, stavební bloky multimediálních bezdrátových systémů

11. Modulace, ochranné kanálové kódování v multimediálních bezdrátových systémech

12. Rádiové rozhraní systému pro digitální přenos rozhlasu

13. Rádiové rozhraní systému bezdrátové datové komunikace

Osnova cvičení:

1.Úvod, implementace základního zpracování akustických signálů

2.Zpracování signálu z mikrofonu s PDM výstupem

3.Zpracování signálu z mikrofonu s I2S výstupem, měření přenosové funkce

4.Zpracování signálu z mikrofonu s TDM výstupem, směrový systém

5.Měření na miniaturních reproduktorech, nelineární zkreslení

6.Měření na ultrazvukových měničích, měření vzdálenosti.

7.Připojení kamery, obslužný program, komprese videa, záznam a streamování videa

8.Základní operace nad obrazem v reálném čase

9.Základní úloha na rozpoznání se strojovým učením, použití dostupných knihoven

10.Úvod do měření v multimediálních bezdrátových systémech, časová, frekvenční a signálová doména

11.Měření na analogových obvodech, filtrech, oscilátorech

12.Měření na systému digitálního rozhlasu

13.Měření na systému bezdrátové datové komunikace

14.Zápočet

Cíle studia:

Studijní materiály:

Vzhledem k šíři předmětu není určena povinná literatura, pouze doporučená:

1. Škvor, Z., Elektroakustika a akustika, ČVUT 2012

2. L. L. Beranek, T. J. Mellow, Acoustics, Sound Fields and Transducers, Elsevier, Oxford, 2012

3. Matthias Geier, Play and Record Sound with Python, https://python-sounddevice.readthedocs.io/ , MIT, 2021

4. https://docs.opencv.org/4.x/d6/d00/tutorial_py_root.html

5. Dobeš, J., Žalud, V.: Moderní radiotechnika. BEN, 2006, ISBN 80-7300-132-2.

6. Molloy, D. Exploring Raspberry Pi : Interfacing to the Real World with Embedded Linux, John Wiley & Sons, Incorporated, 2016. (https://ebookcentral.proquest.com/lib/cvut/detail.action?docID=4556245)

7. Kulkarni, S. A., Gurupur, V. P., & Fernandes, S. L. Introduction to IoT with Machine Learning and Image Processing using Raspberry Pi, Chapman and Hall/CRC, 2020. (https://doi.org/10.1201/9781351006668)

Poznámka:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 14p+6l

Další informace:

https://moodle.fel.cvut.cz/courses/A2B37KMM

Rozvrh na zimní semestr 2022/2023:

	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
Út
St	místnost T2:C3-436 Honzík P. Ulovec K. 11:00–11:45 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratořmístnost T2:C3-436 Honzík P. Ulovec K. 11:45–14:15 (přednášková par. 1) Dejvice Laboratoř
Čt
Pá

Rozvrh na letní semestr 2022/2023:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů: