Základy zpracování signálů - A0B31ZZS

Kredity 4
Semestry zimní
Zakončení zápočet a zkouška
Jazyk výuky čeština
Rozsah výuky 2P+2C
Anotace
Úvodní předmět ke studiu číslicového zpracování signálů. Důraz je kladen na výklad a osvojení základních pojmů z DSP při použití praktických přístupů a reálných příkladů z různých vědních oborů (hudba, zpracování řeči, biomedicína, komunikační systémy).
Pro řešení úloh je používán programový systém MATLAB, který poskytuje příjemné a snadno ovladatelné uživatelské prostředí s grafickým i zvukovým výstupem a dovoluje zpracování signálů v různých formátech.
\\Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/AD0B31ZZS \\Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/A0B31ZZS
Cíle studia
The aim of the study is theoretical and practical knowledge in the fundamentals of digital signal processing.
Osnovy přednášek
1. Úvod do problematiky zpracování číslicových signálů
2. Harmonické signály a jejich generování
3. Signály ve frekvenční oblasti, harmonická syntéza a analýza
4. Aliasing, vzorkovací teorém, analýza reálných signálů v časové oblasti
5. Jednoduché číslicové filtry 1. řádu, diferenciátor, integrátor
6. Číslicové filtry 2. řádu - rezonátory
7. Audio aplikace s číslicovými filtry, umělé dozvuky, audio efekty
8. Vizualizace filtrace - zpracování obrazů pomocí 1-d filtrů
9. Diskrétní Fourierova transformace, váhování, spektrální analýza, rozlišení
10. Uživatelský návrh filtrů FIR a IIR vyšších řádů
11. Systémy s převzorkováním
12. Audio modulační syntézy
13. Aplikace z komunikací - tónová volba
14. Kvantování
Osnovy cvičení
1. Úvod do MATLABu, načtení, zobrazení a přehrání signálů, generování vektorů a matic
2. Generování hudební stupnice, tónové volby, Morseovy abecedy
3. Aditivní syntéza hudebních nástrojů, ptáků a samohlásek
4. Krátkodobé charakteristiky řeči, časové obálky, detekce počátků a konců slov
5. Filtrace řeči, detektory obálek, špičkový detektor EMG aktivity
6. Subtrakční syntéza větru a vln, úzkopásmové filtrace, potlačení šumů
7. Klouzavé průměry, hřebenové a fázovací filtry, Karplusův-Strongův algoritmus kytary
8. Obrazy, histogramy, filtrace, změna jasu a kontrastu, detekce hran 1-d filtry
9. Praktická spektrální analýza, periodogram, spektrogram, reliéf
10. Návrh FIR filtrů pro separaci EEG rytmů, pořizování biologických signálů
11. Tabulková (wavetable) syntéza banja, decimace, interpolace, převzorkování
12. Kruhová modulace, AM, FM, syntetické zvony, nástroje, každodenní zvuky
13. Návrh filtrů pro DTMF kodér a dekodér a jeho chování v přítomnosti šumu
14. Kvantizační chyby, kvantování koeficientů filtru, limitní cykly
Literatura
1. Čmejla, R., Sovka, P.: Úvod do číslicového zpracování signálů - cvičení. ČVUT Praha 2005.
2. Uhlíř, J., Sovka, P., Čmejla, R.: Úvod do číslicového zpracování signálů. ČVUT Praha 2003.
3. Zaplatílek, K., Doňar, B.: MATLAB - začínáme se signály. BEN 2006.
4. McClellan, J.H, Schafer, R.W., Yoder, M.A..: DSP First, A multimedia Approach, Prentice-Hall, Inc., New Jersey, 1998
5. Openheim, A.V., Schafer, R.W.: Discrete-Time Signal Processing. Prentice-Hall, Inc., New Jersey, 1998
6. Ambardar, A., Borghesani, C.: Mastering DSP Concepts using MATLAB. Prentice-Hall, Inc., New Jersey, 1998
Požadavky
Podmínkou udělení zápočtu je vypracování vybrané úlohy v MATLABu.