W KATEDRZE STEROWANIA i INŻYNIERII SYSTEMÓW w PRACOWNI UKŁADÓW ELEKTRONICZNYCH i PRZETWARZANIA SYGNAŁÓW

Transkrypt

1 INFORMACJA dotycząca możliwości wyboru prac dyplomowych (inżynierskich) do realizacji (z terminem ukończenia do 1 lutego 2007) W KATEDRZE STEROWANIA i INŻYNIERII SYSTEMÓW w PRACOWNI UKŁADÓW ELEKTRONICZNYCH i PRZETWARZANIA SYGNAŁÓW NA SPECJALNOŚCI: MULTIMEDIA PROMOTOR: prof. dr hab. inż. Adam Dąbrowski 1. Optymalizacja syntezera mowy typu text-to-speech z inteligentnym systemem podpowiedzi wyrazów 1 osoba: analiza, dobór i porównania komputerowego syntezera mowy działającego na podstawie znaków literowych wprowadzanych z klawiatury przez użytkownika, 2 osoba: opracowanie procedury inteligentnych podpowiedzi z uwzględnieniem częstości występowania słów, związków frazeologicznych, stylistyki i zwyczajów wypowiedzi użytkownika, a także wybranych sytuacji, 3 osoba: przygotowanie oprogramowania dla całego systemu. Praca o charakterze programistycznym, dotycząca zagadnień sztucznego syntezowania mowy na zasadzie text-to-speech. 1. J. Chojcan, J. Izydorczyk: Synteza mowy polskiej, SPETO R. Sproat, J. Olive: Text-to-speech synthesis. 2. Analiza parametryczna reprezentacji pseudoszeptu i pseudomowy pacjentów po operacjach chirurgicznych krtani 1 osoba: przygotowanie bazy nagrań próbek pseudoszeptu i pseudomowy, 2 osoba: opracowanie procedur przetwarzania pseudoszeptu do postaci parametrycznej,

2 3 osoba: analiza parametrycznych opisów pseudoszeptu i pseudomowy. Praca o charakterze programistycznym, dotycząca zagadnień sztucznego syntezowania mowy i szeroko pojętych technik cyfrowego przetwarzania sygnałów. 1. J. Chojcan, J. Izydorczyk: Synteza mowy polskiej, SPETO T. Zieliński: Projekt LPC Rozpoznawanie i wplatanie głosek w pseudoszepcie pacjentów po operacjach chirurgicznych krtani 1 osoba: wyznaczenie dystynktywnych cech artykulacji na podstawie analizy sygnałów z mikrofonu oraz z miniaturowej kamery, 2 osoba: opracowanie układu decyzyjnego generacji i wplatania głosek, 3 osoba: przygotowanie oprogramowania do wstawiania głosek. Praca ma charakter badawczy obejmuje zagadnienia związane z przetwarzaniem dźwięku i obrazów, i szeroko pojętymi technikami cyfrowego przetwarzania sygnałów. 1. M. Sondhi, J. Schroeter: Speech production models and their digital implementations. 2. A. Dąbrowski, P. Kardyś: System wspomagania mowy dla osób po operacjach chirurgicznych krtani, IX Symp. Nowości w technice audio i wideo, Warszawa Strona internetowa konferencji naukowej 1 osoba: projekt ogólny strony internetowej ze szczególnym uwzględnieniem grafiki, 2 osoba: projekt interaktywnej rejestracji uczestników konferencji oraz zbierania i wymiany danych, 3 osoba: projekt bazy danych o uczestnikach konferencji. Celem pracy jest przygotowanie kompleksowej, interaktywnej strony internetowej obsługującej konferencję naukową. 5. Opracowanie stanowiska laboratoryjnego do badania parametrów obrazów barwnych 1 osoba: opracowanie oprogramowania w środowisku MATLAB do ilustracji wybranych układów reprezentacji barw w obrazach, 2 osoba: badania porównawcze właściwości systemów współrzędnych reprezentujących barwy, 3 osoba: analiza błędów w reprezentacji barw w systemach telewizyjnych. Celem pracy jest przygotowanie stanowiska laboratoryjnego do badania obrazów barwnych. 6. Ślepa separacja obrazów Krótki opis zakresu pracy: Należy opracować oprogramowanie w środowisku MATLAB demonstrujące rozkład standardowych składowych obrazu na składowe główne i składowe niezależne (przy zastosowaniu sieci neuronowych). Ponadto należy opracować materiały ilustrujące zastosowanie opracowanego oprogramowania do: odszumiania i

3 poprawy jakości obrazu (student 1), kompresji danych (student 2), kryptografii (student 3). Praca ma charakter teoretyczno-eksperymantalnoprogramistyczny. Konieczne jest opracowanie oprogramowania oraz wykonanie niezbędnych eksperymentów. 7. Ślepa separacja sygnałów dźwiękowych Krótki opis zakresu pracy: Należy opracować oprogramowanie w środowisku MATLAB (student 1), Windows (kod źródłowy w języku C++ Visual C++ 6.0) (student 2) oraz w środowisku Linux (kod źródłowy w języku C++) (student 3) do obsługi rejestracji sygnałów dźwiękowych mikrofonem (mikrofonami), odtwarzania, a także ich separacji w oparciu o wskazane algorytmy rozkładu na składowe niezależne i główne. Praca ma charakter teoretyczno-eksperymantalnoprogramistyczny. Konieczne jest opracowanie oprogramowania oraz niezbędnych eksperymentów dotyczących rozpoznawania mowy. 8. Oprogramowanie do prezentacji algorytmów genetycznych Krótki opis zakresu pracy: Trzeba napisać program ilustrujący koncepcje i możliwości algorytmów genetycznych. Każda z trzech osób może tworzyć inny fragment kodu i będzie przygotowywać inny zestaw eksperymentów. Praca ma charakter teoretyczno-eksperymantalnoprogramistyczny. Konieczne jest opracowanie oprogramowania oraz niezbędnych eksperymentów dotyczących rozpoznawania mowy. 9. Oprogramowanie do prezentacji sieci neuronowych Krótki opis zakresu pracy: Należy opracować oprogramowanie w środowisku MATLAB oprogramowanie do prezentacji sieci neuronowych. Każda z trzech osób zajmie się innym typem sieci neuronowych. Praca ma charakter teoretyczno-eksperymantalnoprogramistyczny. Konieczne jest opracowanie oprogramowania oraz niezbędnych eksperymentów dotyczących zastosowań sieci neuronowych. 10. Badania obszarów martwych ślimaka ucha środkowego Krótki opis zakresu pracy: Praca będzie polegała na realizacji i porównaniu algorytmów generowania sterowanego szumu przestrajalnego metodami (kształtowania widma w dziedzinie częstotliwości i dziedzinie czasu (student 1). Student 2 zajmie się realizacją systemu czasu rzeczywistego za pomocą procesora sygnałowego. Eksperymenty będą wykonywane także za pomocą systemu Tucker Davis. Zadaniem 3- go studenta będzie opracowanie metod przetwarzania wyników (usunięcie zakłóceń) za pomocą filtracji cyfrowej w celu precyzyjnego wyznaczenia granic obszarów martwych. Praca ma charakter konstrukcyjno-eksperymantalnoprogramistyczny. Przewiduje się budowę systemu działającego w czasie rzeczywistym. 11. Stanowisko laboratoryjne do poprawy jakości obrazów Krótki opis zakresu pracy: Badanie metod decymacji i interpolacji obrazów (zmiana wymiarów obrazu), poprawa jakości zdjęć cyfrowych (student 1), przekształcenia punktowe, techniki pseudokoloru, przekształcenia geometryczne, wyrównywanie histogramu (student 2), filtracja dwuwymiarowa FIR oraz IIR, usuwanie zakłóceń za pomocą filtracji w dziedzinie widma (student 3)

4 Praca ma charakter eksperymantalno-programistyczny. 12. Stanowisko laboratoryjne do przedmiotu Systemy wizyjne Krótki opis zakresu pracy: Praca polega na analizie sceny i ekstakcji informacji z obrazu: wykrywanie krawędzi (student 1), segmentacja i wyznaczanie szkieletów (student 2), stereowizja (student 3). Praca ma charakter eksperymantalno-programistyczny. 13. Stanowisko laboratoryjne do przedmiotu Techniki Multimedialne Krótki opis zakresu pracy: Należy oprogramować wybrane metody bezstratne i stratne kompresji danych obrazowych. Każdy student zajmie się inna metodą i standardem kompresji. Praca ma charakter eksperymantalno-programistyczny. 14. Komputerowy system generacji sztucznej mowy (syntezowania sylab) na podstawie znaków literowych wprowadzanych z klawiatury Krótki opis zakresu pracy: opracowanie mechanizmu resyntezy słów ze zbioru sylab oraz generacji sztucznej mowy na ich podstawie; przygotowanie odpowiedniego interfejsu użytkownika, wspomagającego proces wpisywania wyrazów poprzez inteligentny system podpowiedzi. Praca ma charakter badawczy obejmuje zagadnienia związane z przetwarzaniem dźwięku (syntezą sztucznej mowy), wymaga też umiejętności programowania w środowisku Windows. PROMOTOR: dr inż. Irena Chmielewska 1. Technologia RFID aplikacje zorientowane na osoby niepełnosprawne Zadanie polega na zaprojektowaniu aplikacji wykorzystujących technologię RFID ( Radio Frequency Identity), które pomogą osobom niewidomym w lokalizacji wybranych typów obiektów. Praca obejmuje: A. projekt układu do lokalizacji obiektów z zastosowaniem seryjnie produkowanych elementów RFID (student 1) B. Oprogramowanie funkcjonalne układu (student 2) C. Oprogramowanie tagów (student 3) 2. Technologia RFID aplikacje zorientowane na kontrolę przemieszczeń aparatury i inwentaryzację obiektów Zadanie polega na zaprojektowaniu systemu do kontroli przemieszczeń aparatury między salami / budynkami. System ma się opierać na technologii RFID (Radio Frequency Identity). Praca obejmuje:: A. projekt układu do kontroli przemieszczeń aparatury między salami z zastosowaniem seryjnie produkowanych elementów RFID (student 1) B. Projekt układu do kontroli przemieszczeń aparatury między budynkami z zastosowaniem seryjnie produkowanych elementów RFID (student 2) C. Oprogramowanie funkcjonalne układów (student 3) 3. Budowa bazy danych audio dla potrzeb identyfikacji mówców

5 Zadanie polega na przygotowaniu bazy nagrań wypowiedzi o jakości a) studyjnej b) telefonicznej. Liczebność populacji 45 osób, populacja zróżnicowana wiekowo. Praca obejmuje: A.realizację nagrań (student 1) B. oprogramowanie do segmentacji nagrań wg zadanego algorytmu (student 2) C. oprogramowanie do filtracji nagrań wg zadanego algorytmu (student 3) 4. Budowa bazy danych audio na podstawie wypowiedzi radiowych Zadanie polega na przygotowaniu bazy nagrań wypowiedzi radiowych i TV zorientowanej na identyfikację głosu osoby mówiącej, z uwzględnieniem zróżnicowania czasowego. Praca obejmuje: A. realizację nagrań (student 1) B. budowę relacyjnej bazy danych nagrań ( student 2) C. oprogramowanie do segmentacji nagrań wg zadanego algorytmu (student 3) PROMOTOR: dr inż. Tomasz Marciniak 1. Optymalizacja projektowania filtrów cyfrowych realizowanych z wykorzystaniem arytmetyk stałoprzecinkowych Krótki opis zakresu pracy: Celem pracy jest analiza i opracowanie oprogramowania dobierającego optymalne reprezentacje arytmetyk filtrów FIR (1 osoba), IIR (2 osoba) oraz filtrów adaptacyjnych (3 osoba). Matlab Filter Design Toolbox User's Guide 2. Generator sygnałów DTMF o regulowanych parametrach Krótki opis zakresu pracy: Realizacja z wykorzystaniem mikrokontrolera PIC12F675. Rozbudowa układu elektronicznego (1 osoba), oprogramowanie układów we/wy generatora (2 osoba), oprogramowanie generatora (3 osoba). Oprogramowanie w asemblerze. Stanisław Pietraszak Mikrokontrolery PIC12Fxxx w praktyce, BTC, Analizator widma z wykorzystaniem procesora PIC Krótki opis zakresu pracy: Zastosowanie algorytmu Goertzela do analizy widmowej sygnałów pasma akustycznego. Realizacja z wykorzystaniem mikrokontrolera firmy Microchip. Rozbudowa układu elektronicznego (1 osoba), oprogramowanie w asemblerze (2 osoba), oprogramowanie do wizualizacji na PC (3 osoba). Stanisław Pietraszak Mikrokontrolery PIC12Fxxx w praktyce, BTC, Zastaw badawczy do analizy konwersji szybkości próbkowania Krótki opis zakresu pracy: Budowa układów elektronicznych realizującego konwersję szybkości próbkowania sygnałów audio. Wykorzystanie układów scalonych różnych producentów (każda z 3 osób inny układ). Zbigniew Kulka Czy oversampling różni się od upsamplingu, Radioelektronik nr 1,2 3/

6 5. Odszumianie sygnałów akustycznych z wykorzystaniem procesora sygnałowego Krótki opis zakresu pracy: Rozbudowa układu i opracowanie oprogramowania do odszumiania sygnałów akustycznych. Budowa układu we/wy (1 osoba), oprogramowanie na DSP (2 osoba), oprogramowanie sterujące na PC (3 osoba). Realizacja z wykorzystaniem modułu Starter Kit z procesorem sygnałowym. Tomasz P. Zieliński, Cyfrowe przetwarzanie sygnałów. Od teorii do zastosowań, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Rozpoznawanie obrazów z kamery internetowej Krótki opis zakresu pracy: Opracowanie oprogramowania do identyfikacji obrazów pobieranych za pomocą kamery internetowej. Każda z 3 osób inna metoda. PROMOTOR: dr inż. Andrzej Meyer 1. Stanowisko do badania parametrów środowiska akustycznego 1 osoba: projekt i budowa układu mocującego mikrofony, 2 osoba: projekt i realizacja obwodów elektronicznych regulowanych przedwzmacniaczy mikrofonowych, układu zasilania oraz interfejsu do karty dźwiękowej, 3 osoba: przygotowanie oprogramowania dla stanowiska pomiarowego. Celem pracy jest przygotowanie stanowiska laboratoryjnego do badania właściwości fal akustycznych. Badane będą m.in. takie parametry jak prędkość grupowa, czas pogłosu oraz współczynnik pochłaniania dźwięku. 1. Igielski L: Akustyka przestrzeni, Hi-Fi i M 10/2000, 2. Feszczuk M: Wzmacniacze elektroakustyczne, WKŁ Materiały katalogowe Analog Devices 2. Stanowisko do badania charakterystyk mikrofonów 1 osoba: projekt i budowa układu mocującego zestaw badany mikrofon głośnik, 2 osoba: projekt i realizacja obwodów elektronicznych regulowanych przedwzmacniaczy mikrofonowego współpracującego z różnymi typami mikrofonów, układu zasilania, sprzężenia zwrotnego głośnik - mikrofon odniesienia oraz interfejsu do karty dźwiękowej, 3 osoba: przygotowanie oprogramowania dla stanowiska pomiarowego. Celem pracy jest przygotowanie stanowiska laboratoryjnego do badania zależności skuteczności od częstotliwości oraz kierunku padania fali akustycznej dla różnych typów mikrofonów używanych w praktyce. Igielski L: Akustyka przestrzeni, Hi-Fi i M 10/2000, Feszczuk M: Wzmacniacze elektroakustyczne, WKŁ 1982 Materiały katalogowe Analog Devices

7 3. Stanowisko do badania parametrów słuchawek dynamicznych 1 osoba: projekt i budowa układu sprzęgu akustycznego 2 cm 3 słuchawka - mikrofon pomiarowy - sonometr, 2 osoba: projekt i realizacja interfejsu do sonometru - urządzenie do rejestracji dźwięku przez komputer, 3 osoba: przygotowanie oprogramowania dla stanowiska pomiarowego. Celem pracy jest przygotowanie stanowiska laboratoryjnego do badania charakterystyk słuchawek dynamicznych. Literatura Mieczysław Słaby, Piotr Kozłowski " Przetworniki elektroakustyczne budowa i zastosowanie PROMOTOR: dr inż. Marek Portalski 1. Analiza czasowo energetyczna ciągu słów izolowanych oraz wybranych dźwięków 1 osoba: program analizujący czasy wypowiedzi słów i dźwięków testowych, przerw między nimi, ilości słów oraz średniej szybkości wypowiedzi; 2 osoba: program analizujący energię poszczególnych dźwięków i jej zmiany w czasie; 3 osoba: procedury statystycznej oceny wyników z programów, prezentacja wyników. Praca o charakterze programistycznym, dotycząca zagadnień diagnostyki oraz oceny zdolności rytmicznych dla potrzeb dydaktyki muzycznej. Analizy dotyczą zmian szybkości i energii wypowiadanych identycznych słów testowych w czasie oraz wybranych dźwięków perkusyjnych. Szabatin J.: Podstawy teorii sygnałów. Warszawa, WKŁ 1982 Białasewicz J. T.: Falki i aproksymacje. WNT, Warszawa Analiza widmowa sygnałów akustycznych zgodna z systemem równomiernie temperowanym dwunastotonowym 1 osoba: program analizujący energię i jej pierwiastek w pasmach o regulowanej szerokości zgodnych z systemem równomiernie temperowanym 12-tonowym dla sygnału audio; 2 osoba: opracowanie metody analizy długich sygnałów audio w środowisku Matlab oraz podprogramu sumowania energii wybranych podpasm; 3 osoba: opracowanie grafiki 2D+ kolor oraz 3D dla całości. Praca o charakterze programistycznym, dotycząca zagadnień analizy dźwięku i szeroko pojętych technik cyfrowego przetwarzania sygnałów. 1. Meyer A., Portalska H., Portalski M., Dąbrowski A.: Analiza widmowa utworów muzycznych w interwałach stroju równomiernie temperowanego. Prace Naukowe Instytutu Telekomunikacji i Akustyki Politechniki Wrocławskiej Nr 84 / 2003, Wrocław Drobner M.: Akustyka muzyczna. PWM, Warszawa 1993

8 3. Metronom dla potrzeb terapii dźwiękiem 1 osoba: projekt części sterującej układu metronomu o zakresie częstotliwości znacznie niższym (okres rzędu dziesiątek sekund) od zakresu metronomu Mälzla, wykonanie części elektronicznej 2 osoba: opracowanie układu interfejsu urządzenie człowiek, wykonanie części mechanicznej (obudowa itp.) urządzenia Praca ma charakter konstrukcyjny obejmuje zagadnienia związane z projektowaniem i konstrukcją cyfrowych układów elektronicznych, w tym układów z diodami LED i wyświetlaczami LCD. Tietze U., Schenk Ch.: Układy półprzewodnikowe. WNT, Warszawa 1996 Podstawowa literatura dotycząca układów cyfrowych 4. Miernik mocy czynnej i pozornej sygnału elektrycznego w paśmie akustycznym 1 osoba: projekt i wykonanie analogowej części miernika łącznie z obwodami wejściowymi i zasilaczem, 2 osoba: projekt i wykonanie części cyfrowej miernika łącznie z układem prezentacji wyniku i obudową. Praca ma charakter konstrukcyjny obejmuje zagadnienia związane z projektowaniem i konstrukcją analogowo - cyfrowych układów pomiarowych, pomiarów mocy przebiegów odkształconych, zabezpieczeń układów pomiarowych. Chwaleba A., Poniński M., Siedlecki A: Metrologia elektryczna. WNT, Warszawa 2000 Tietze U., Schenk Ch.: Układy półprzewodnikowe. WNT, Warszawa 1996 Analog Devices materiały katalogowe 5. Miernik impedancji głośników 1 osoba: projekt i wykonanie analogowej części miernika łącznie z obwodami wejściowymi i zasilaczem, 2 osoba: projekt i wykonanie części cyfrowej miernika łącznie z układem prezentacji wyniku i obudową. Praca ma charakter konstrukcyjny obejmuje zagadnienia związane z projektowaniem i konstrukcją analogowo - cyfrowych układów pomiarowych, mostkowych i technicznych pomiarów impedancji, zabezpieczeń układów pomiarowych. Wykonany miernik ma umożliwiać pomiar impedancji elektrycznej głośnika w czasie jego pracy oraz wykrywać niewielkie jej zmiany związane ze zmianami sprzężenia akustycznego z otoczeniem. Chwaleba A., Poniński M., Siedlecki A: Metrologia elektryczna. WNT, Warszawa 2000 Tietze U., Schenk Ch.: Układy półprzewodnikowe. WNT, Warszawa 1996 Krajewski J.: Głośniki i zestawy głośnikowe. WKŁ, Warszawa 2003 Słaby M., Kozłowski P.: Przetworniki elektroakustyczne. WKŁ, Warszawa 1969 Żyszkowski Z.: Podstawy elektroakustyki. WNT, Warszawa 196 Materiały katalogowe scalonych wzmacniaczy mocy oraz produktów Analog Devices 6. Akustyczny wzmacniacz pomiarowy

9 1 osoba: projekt i wykonanie końcówki mocy; 2 osoba: projekt i wykonanie bloku zabezpieczeń energetycznych i termicznych; 3 osoba: projekt i wykonanie filtrów, obudowy i zasilacza. Praca o charakterze wybitnie konstruktorskim, dotycząca zagadnień projektowania i budowy akustycznych wzmacniaczy mocy. Dotyczy projektu i wykonania wzmacniacza pomiarowego charakteryzującego się szerokim pasmem przenoszenia (min. 10 Hz do 40 khz), odpornego na zwarcia i przeciążenia, pracującego stabilnie przy różnych typach obciążeń, np. R-C, R-L. Moc wzmacniacza wstępnie przyjęto jako 50 W na 8 Ω. Zasilanie 230 V ± 10% 50 Hz. Ponieważ praca ta ma zakończyć się wykonaniem działającego urządzenia od dyplomantów wymagana jest również pewna praktyka w zakresie konstrukcji układów elektronicznych. 1. FeszczukM.: Wzmacniacze elektroakustyczne. WKŁ 1982 i późniejsze publikacje tego autora. 2. Czasopisma z zakresu techniki audio Hi-Fi 3. Dane techniczne podobnych układów np. firmy Brüel&Kjær