Detail předmětu
Číslicové zpracování signálů
FEKT-BKC-CZSAk. rok: 2022/2023
Jednorozměrné a dvojrozměrné diskrétní signály a systémy. Popis systémů, diferenční rovnice. Transformace Z, řešení systémů, přenosové funkce, impulsní odezva, vlastnosti systémů. Diskrétní Fourierova transformace, FFT. Základní návrh číslicových filtrů typu FIR a IIR. Komplexní a reálné kepstrum. Aplikace kepster při zpracování řeči a obrazu. Kvantování signálu v diskrétních systémech. Realizace číslicových filtrů a FFT v signálových procesorech.
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
- Diskrétní signály a jejich popis
- Diskrétní systémy a jejich popis
- Stavový popis systému
- Transformace Z a její použití při řešení číslicových systémů
- Kmitočtová analýza diskrétních signálů
- Diskrétní systém jako kmitočtově selektivní filtr
- Diskrétní Fourierova transformace
- Technické prostředky číslicového zpracování signálů
Prerekvizity
Literatura
OPPENHEIM, A.L., SCHAFER, R.W., Digital Signal Processing, Prentice-Hall, Inc. New Jersey, 1995. (EN)
SMÉKAL,Z., VÍCH,R., Zpracování signálů pomocí signálových procesorů. Radix spol.s.r.o., Praha 1998. (CS)
MIŠUREC,J., SMÉKAL,Z. Číslicové zpracování signálů. Skriptum FEKT VUT v Brně, 2012. (CS)
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Způsob a kritéria hodnocení
0-10 bodů za test ve cvičeních s využitím počítače a programových prostředků, (nepovinná složka).
0-70 bodů písemná zkouška, povinná část pro absolvování předmětu.
Zkouška je zaměřena na ověření orientace v základní problematice číslicového zpracování, jejich popisu, výpočtových metod, popisu vlastností systémů, analýzy a syntézy číslicových systémů.
Jazyk výuky
Osnovy výuky
2. Kmitočtová analýza diskrétních signálů – definice DFT, vlastnosti DFT, vektorový zápis DFT, rychlý algoritmus výpočtu FFT.
3. Diskrétní systémy - počáteční podmínky, reprezentace diskrétních systémů pomocí blokových diagramů a grafů signálových toků.
4. Transformace Z a její použití pro řešení diskrétních systémů, vztah mezi FT jednorázového diskrétního signálu a dvojstrannou transformací Z.
5. Diskrétní systémy - klasifikace diskrétních systémů, lineární časově invariantní diskrétní systém (LTI), spojování dílčích diskrétních LTI systémů, kauzalita a stabilita LTI diskrétního systému, diskrétní LTI systémy typu FIR a IIR.
6. Stavový popis lineárního časově invariantního diskrétního systému, struktury implementace.
7. Kmitočtové charakteristiky lineárního časově invariantního diskrétního systému. Lineární časově invariantní diskrétní systém jako kmitočový filtr - DP, HP, číslicový rezonátor, PP, vrubový filtr, PZ, hřebenový filtr, fázovací článek.
8. Základní metody návrhu diskrétního systému podle kmitočtové charakteristiky.
9. Inverzní systémy a dekonvoluce - inverzibilita diskrétního systému, geometrická interpretace kmitočtové charakteristiky, lineární časově invariantní diskrétní systém s minimální, maximální a smíšenou fází, kepstrum, homomorfní dekonvoluce.
10. Vyjádření čísel s pevnou a plovoucí řádovou čárkou, vliv na stabilitu a další vlastnosti diskrétního LTI systému.
11. Úpravy přenosové funkce s ohledem na kvantovací vlivy, rozdělení na dílčí sekce.
12. Implementace číslicového zpracování signálů pomocí signálových procesorů.
13. Architektura signálových procesorů.
Cíl
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program BKC-MET bakalářský, 2. ročník, letní semestr, 5 kreditů, povinně volitelný