Course detail

Číslicové zpracování signálů (v angličtině)

FIT-CZSaAcad. year: 2021/2022

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.

Language of instruction

angličtina

Number of ECTS credits

5

Mode of study

Not applicable.

Guarantor

doc. Dr. Ing. Otto Fučík

Department

Ústav počítačových systémů (UPSY)

Offered to foreign students

Of all faculties

Learning outcomes of the course unit

Not applicable.

Prerequisites

Not applicable.

Co-requisites

Not applicable.

Planned learning activities and teaching methods

Not applicable.

Způsob a kritéria hodnocení

  • 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.

Course curriculum

Not applicable.

Work placements

Not applicable.

Učební cíle

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.

Specification of controlled education, way of implementation and compensation for absences

Not applicable.

Recommended optional programme components

Not applicable.

Prerequisites and corequisites

Not applicable.

Basic literature

Not applicable.

Recommended reading

Oppenheim A.V., Wilski A.S.: Signals and systems, Prentice Hall, 1997.
Jan J., Číslicová filtrace, analýza a restaurace signálů, VUT v Brně, VUTIUM, 2002, ISBN 80-214-1558-4.
Mallat S, A Wavelet Tour of Signal Processing (Third Edition), Academic Press, 2009, ISBN 9780123743701

Classification of course in study plans

  • Programme IT-MGR-2 magisterský navazující

    branch MIN , 0 year of study, zimní semester, povinně volitelný

  • Programme MITAI magisterský navazující

    specialization NADE , 0 year of study, zimní semester, volitelný
    specialization NBIO , 0 year of study, zimní semester, volitelný
    specialization NCPS , 0 year of study, zimní semester, povinný
    specialization NEMB , 0 year of study, zimní semester, volitelný
    specialization NGRI , 0 year of study, zimní semester, volitelný
    specialization NHPC , 0 year of study, zimní semester, volitelný
    specialization NIDE , 0 year of study, zimní semester, volitelný
    specialization NISD , 0 year of study, zimní semester, volitelný
    specialization NMAL , 0 year of study, zimní semester, volitelný
    specialization NMAT , 0 year of study, zimní semester, volitelný
    specialization NNET , 0 year of study, zimní semester, volitelný
    specialization NSEC , 0 year of study, zimní semester, volitelný
    specialization NSEN , 0 year of study, zimní semester, volitelný
    specialization NSPE , 0 year of study, zimní semester, povinný
    specialization NVER , 0 year of study, zimní semester, volitelný
    specialization NVIZ , 0 year of study, zimní semester, volitelný

  • Programme IT-MGR-1H magisterský navazující

    branch MGH , 0 year of study, zimní semester, doporučený kurs

  • Programme IT-MGR-2 magisterský navazující

    branch MGMe , 0 year of study, zimní semester, povinně volitelný

  • Programme MITAI magisterský navazující

    specialization NISY do 2020/21 , 0 year of study, zimní semester, volitelný
    specialization NISY , 0 year of study, zimní semester, volitelný

Type of course unit

 

Přednáška

26 hod., optionally

Teacher / Lecturer

doc. Dr. Ing. Otto Fučík
M.Sc. Johan Andréas Rohdin, Ph.D.

Syllabus

  1. Úvod do číslicového zpracování signálů, vzorkování a kvantování
  2. Frekvenční analýza číslicových signálů - DTFT, DFT and FFT.
  3. Principy číslicových filtrů.
  4. Návrh číslicových filtrů
  5. Praktická implementace číslicových filtrů.
  6. Zpracování signálů ve frekvenční oblasti.
  7. Zpracování v pod-pásmech, změny vzorkovací frekvence.
  8. Vlnková analýza a syntéza.
  9. Náhodné signály - korelace a spektrální hustota výkonu.
  10. Reprezentace ve stavovém prostoru.
  11. Identifikace systémů.
  12. Wienerovo a Kalmanovo filtrování.
  13. Zpracování vektorových signálů.

Cvičení odborného základu

13 hod., compulsory

Teacher / Lecturer

Ing. David Bařina, Ph.D.
Ing. Jan Vlk, Ph.D.
Ing. Kateřina Žmolíková, Ph.D.
Ing. Milan Prustoměrský
Ing. Ladislav Mošner

Syllabus

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.

Projekt

13 hod., compulsory

Teacher / Lecturer

Ing. Kateřina Žmolíková, Ph.D.
Ing. Ladislav Mošner
Ing. Jan Vlk, Ph.D.
Ing. Milan Prustoměrský
Ing. David Bařina, Ph.D.

Syllabus

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:
  1. Jednoduché zpracování signálů z mikrofonního pole.  
  2. Odhad přenosové funkce mechanického systému. 
  3. Změna vlastností zvuku pomocí časové-frekvenčního zpracování. 
  4. Kódování audia v kmitočtových pod-pásmech.