Detail předmětu
Číslicové zpracování signálů (v angličtině)
CZSa Ak. rok 2023/2024 zimní semestr 5 kreditů
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
Koordinátor předmětu
Jazyk výuky
Zakončení
Rozsah
- 26 hod. přednášky
- 13 hod. cvičení
- 13 hod. projekty
Bodové hodnocení
- 51 bodů závěrečná zkouška (písemná část)
- 15 bodů půlsemestrální test (písemná část)
- 14 bodů numerická cvičení
- 20 bodů projekty
Zajišťuje ústav
Přednášející
Cvičící
Cíle předmětu
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.
Technické vybavení
volně dostupné
- Python, Octave
Osnova přednášek
- Úvod do číslicového zpracování signálů, vzorkování a kvantování
- Frekvenční analýza číslicových signálů - DTFT, DFT and FFT.
- 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 - korelace a spektrální hustota výkonu.
- Reprezentace ve stavovém prostoru.
- Identifikace systémů.
- Wienerovo a Kalmanovo filtrování.
- Zpracování vektorových signálů.
Osnova numerických cvičení
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.
Osnova ostatní - projekty, práce
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:
- Jednoduché zpracování signálů z mikrofonního pole.
- Odhad přenosové funkce mechanického systému.
- Změna vlastností zvuku pomocí časové-frekvenčního zpracování.
- Kódování audia v kmitočtových pod-pásmech.
Průběžná kontrola studia
- 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.
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program IT-MGR-2, obor MIN, libovolný ročník, povinně volitelný skupina C
- Program IT-MGR-2 (anglicky), obor MGMe, libovolný ročník, povinně volitelný skupina C
- Program MIT-EN (anglicky), libovolný ročník, volitelný
- Program MITAI, obor NADE, NBIO, NEMB, NEMB do 2021/22, NGRI, NHPC, NIDE, NISD, NISY, NISY do 2020/21, NMAL, NMAT, NNET, NSEC, NSEN, NVER, NVIZ, libovolný ročník, volitelný
- Program MITAI, obor NCPS, NSPE, libovolný ročník, povinný