Course detail
Digital Audio Signal Processing
FEKT-MCASAcad. year: 2012/2013
Not applicable.
Language of instruction
Czech
Number of ECTS credits
6
Mode of study
Not applicable.
Guarantor
Department
Learning outcomes of the course unit
Students get a detailed overview about digital signal processing of musical and speech signals. They wil be able to design algorithms for acoustic signal processing, which are directly designed for CPU of computer system or for signal processor. They get accustomed to working in the mixing or mastering digital musical studio.
Prerequisites
The subject knowledge on the Bachelor´s degree level is requested.
Co-requisites
Not applicable.
Planned learning activities and teaching methods
Teaching methods depend on the type of course unit as specified in the BUT Rules for Studies and Examinations.
Assesment methods and criteria linked to learning outcomes
Requirements for completion of a course are specified by a regulation issued by the lecturer responsible for the course and updated for every academic year.
Course curriculum
Not applicable.
Work placements
Not applicable.
Aims
To provide students with information about essential methods and procedures in the area of digital audio signal processing. Considerable attention is devoted to the present trends in the area of both musical and speech signals.
Specification of controlled education, way of implementation and compensation for absences
The content and forms of instruction in the evaluated course are specified by a regulation issued by the lecturer responsible for the course and updated for every academic year.
Recommended optional programme components
Not applicable.
Prerequisites and corequisites
Not applicable.
Basic literature
E. Ifeachor, B. Lervis:Digital Signal Processing,Addison Wesley
U. Zolzer: Digital Audio Signal Processing, Technical University of Hamburg-Harburg, Germany
U. Zolzer: Digital Audio Signal Processing, Technical University of Hamburg-Harburg, Germany
Recommended reading
Not applicable.
Classification of course in study plans
- Programme EEKR-M Master's
branch M-TIT , 2 year of study, winter semester, elective specialised
branch M-EST , 1 year of study, winter semester, elective interdisciplinary - Programme EEKR-M Master's
branch M-TIT , 2 year of study, winter semester, elective specialised
branch M-EST , 1 year of study, winter semester, elective interdisciplinary - Programme EEKR-CZV lifelong learning
branch EE-FLE , 1 year of study, winter semester, elective specialised
Type of course unit
Lecture
26 hod., optionally
Teacher / Lecturer
Syllabus
1. Zvuk, akustický signál a jeho základní vlastnosti, vnímání zvuku člověkem, maskování zvuku,
2. Diskrétní signály a systémy, přístupy k realizaci diskrétního a číslicového systému, zvukové signály a jejich zpracování,
3. Základní prostředky, metody a struktury pro realizaci DSP systémů,
4. Pokročilé zpožďovací struktury, zpožďovací sítě,
5. Časově invariantní a variantní kmitočtové filtry a hudební efekty,
6. Systémy FIR, optimalizované algoritmy implementace FIR systému,
7. Systémy IIR s variantní délkou zpožďovacího zásobníku, detektor špičkové a efektivní hodnoty, diskrétní integrátor signálu,
8. Systémy pro úpravu dynamiky signálu, systém DRC, maximizer,
9. Model nelineárního diskrétního systému, popis základních nelinearit a nelineárních systémů, kmitočtově závislé nelineární systémy,
10. Panoramování zvukových signálů, vektorové panoramování, ambisonické panoramování, multikanálové panoramování, panoramování odražených zvukových vln.
11. Simulace šíření zvukových vln, fyzikální, smyslový a aproximační přístup, kmitočtově závislá absorpce zvukových vln,
12. Echogram, prvotní odrazy, následné odrazy a mnohonásobné odrazy, struktury pro simulaci poslechového prostoru,
13. Restaurace akustických signálů, potlačování širokopásmového šumu, potlačování impulsního rušení v akustickém signálu.
2. Diskrétní signály a systémy, přístupy k realizaci diskrétního a číslicového systému, zvukové signály a jejich zpracování,
3. Základní prostředky, metody a struktury pro realizaci DSP systémů,
4. Pokročilé zpožďovací struktury, zpožďovací sítě,
5. Časově invariantní a variantní kmitočtové filtry a hudební efekty,
6. Systémy FIR, optimalizované algoritmy implementace FIR systému,
7. Systémy IIR s variantní délkou zpožďovacího zásobníku, detektor špičkové a efektivní hodnoty, diskrétní integrátor signálu,
8. Systémy pro úpravu dynamiky signálu, systém DRC, maximizer,
9. Model nelineárního diskrétního systému, popis základních nelinearit a nelineárních systémů, kmitočtově závislé nelineární systémy,
10. Panoramování zvukových signálů, vektorové panoramování, ambisonické panoramování, multikanálové panoramování, panoramování odražených zvukových vln.
11. Simulace šíření zvukových vln, fyzikální, smyslový a aproximační přístup, kmitočtově závislá absorpce zvukových vln,
12. Echogram, prvotní odrazy, následné odrazy a mnohonásobné odrazy, struktury pro simulaci poslechového prostoru,
13. Restaurace akustických signálů, potlačování širokopásmového šumu, potlačování impulsního rušení v akustickém signálu.
Laboratory exercise
39 hod., compulsory
Teacher / Lecturer
Syllabus
1. Opakování základů Matlabu, způsoby zobrazování výsledků analýz v Matlabu, časová analýza signálu,
2. Kmitočtová analýza periodických a aperiodických signálů pomocí DFT a FFT,
3. Implementace IIR a FIR systémů v časové oblasti přímou formou a pomocí kanonických forem,
4. Kombinace systémů a základních struktur, pokročilé zpožďovací struktury,
5. Časově invariantní parametrické IIR filtry, realizace v Matlabu pomocí kombinace systémů,
6. Úvod k pokročilým simulacím systému v Simulinku, procesy na popředí a pozadí, první test z počítačových cvičení,
7. Přechod od časově invariantních k variantním systémům, způsoby jejich analýzy v Matlabu a Simulinku, generátory LFO v Simulinku,
8. Časově variantní systém se změnou středního nebo mezního kmitočtu (WahWah), se změnou dopředných a zpětných vazeb (All-pass Phaser),
9. Časově variantní systém se změnou délky zpožďovacího zásobníku (Chorus, Flanger, Phaser), detektor špičkové a efektivní hodnoty, diskrétní integrátor signálu,
10. Optimalizovaná implementace FIR systému vyššího řádu, optimalizovaná implementace současné filtrace dvou signálů, implementace časově variantního FIR systému,
11. Systémy pro úpravu dynamiky signálu, systém DRC, maximizer,
12. Základních nelinearity a nelineární systémy, kmitočtově závislé nelineární systémy (Exciter), obecný kmitočtově závislý zkreslovač (Enhancer),
13. Struktury pro simulaci poslechového prostoru, simulace prvotních odrazů, násobných odrazů a mnohonásobných odrazů v uzavřeném akustickém prostoru, druhý test z počítačových cvičení.
2. Kmitočtová analýza periodických a aperiodických signálů pomocí DFT a FFT,
3. Implementace IIR a FIR systémů v časové oblasti přímou formou a pomocí kanonických forem,
4. Kombinace systémů a základních struktur, pokročilé zpožďovací struktury,
5. Časově invariantní parametrické IIR filtry, realizace v Matlabu pomocí kombinace systémů,
6. Úvod k pokročilým simulacím systému v Simulinku, procesy na popředí a pozadí, první test z počítačových cvičení,
7. Přechod od časově invariantních k variantním systémům, způsoby jejich analýzy v Matlabu a Simulinku, generátory LFO v Simulinku,
8. Časově variantní systém se změnou středního nebo mezního kmitočtu (WahWah), se změnou dopředných a zpětných vazeb (All-pass Phaser),
9. Časově variantní systém se změnou délky zpožďovacího zásobníku (Chorus, Flanger, Phaser), detektor špičkové a efektivní hodnoty, diskrétní integrátor signálu,
10. Optimalizovaná implementace FIR systému vyššího řádu, optimalizovaná implementace současné filtrace dvou signálů, implementace časově variantního FIR systému,
11. Systémy pro úpravu dynamiky signálu, systém DRC, maximizer,
12. Základních nelinearity a nelineární systémy, kmitočtově závislé nelineární systémy (Exciter), obecný kmitočtově závislý zkreslovač (Enhancer),
13. Struktury pro simulaci poslechového prostoru, simulace prvotních odrazů, násobných odrazů a mnohonásobných odrazů v uzavřeném akustickém prostoru, druhý test z počítačových cvičení.