Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

Transkrypt

1 Nazwa modułu: Teoria i przetwarzanie sygnałów Rok akademicki: 2013/2014 Kod: EEL s Punkty ECTS: 6 Wydział: Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej Kierunek: Elektrotechnika Specjalność: Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne Język wykładowy: Polski Profil kształcenia: Ogólnoakademicki (A) Semestr: 5 Strona www: Osoba odpowiedzialna: dr hab. inż. Duda Krzysztof (kduda@agh.edu.pl) Osoby prowadzące: dr hab. inż. Duda Krzysztof (kduda@agh.edu.pl) Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń) Wiedza M_W001 Wie, jakie są sposoby opisu układów i sygnałów ciągłych i dyskretnych w dziedzinie czasu i częstotliwości. M_W002 Wie, jakie są metody projektowania filtrów analogowych i dyskretnych. M_W003 Wie, jakie są metody analizy czasowej i czasowoczęstotliwościowej M_W004 Wie, na czym polega filtracja adaptacyjna i jak może być realizowana. M_W005 Wie jak działają stratne i bezstratne metody kompresji danych. M_W006 Wie, jakie są podstawowe metody przetwarzania obrazów cyfrowych. Umiejętności M_U001 Umie projektować układy przetwarzania i analizy EL1A_U07 M_U002 Umie zaimplementować algorytmy przetwarzania i analizy EL1A_U07 1 / 5

2 M_U003 Umie zdefiniować złożony problem z zakresu analizy i przetwarzania sygnałów oraz rozwiązać go z wykorzystaniem dostępnej wiedzy. EL1A_U01 Kompetencje społeczne M_K001 Potrafi samodzielnie doskonalić wiedzę i umiejętności w zakresie analizy i przetwarzania EL1A_K01 M_K002 Potrafi przedstawić wyniki studiów literaturowych (syntezy wiedzy) lub własnej pracy w formie raportu technicznego. EL1A_K06 Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć Wykład audytoryjne laboratoryjne projektowe Konwersatori um seminaryjne praktyczne Inne terenowe E-learning Wiedza M_W001 M_W002 M_W003 M_W004 M_W005 M_W006 Umiejętności M_U001 M_U002 Wie, jakie są sposoby opisu układów i sygnałów ciągłych i dyskretnych w dziedzinie czasu i częstotliwości. Wie, jakie są metody projektowania filtrów analogowych i dyskretnych. Wie, jakie są metody analizy czasowej i czasowoczęstotliwościowej Wie, na czym polega filtracja adaptacyjna i jak może być realizowana. Wie jak działają stratne i bezstratne metody kompresji danych. Wie, jakie są podstawowe metody przetwarzania obrazów cyfrowych. Umie projektować układy przetwarzania i analizy Umie zaimplementować algorytmy przetwarzania i analizy / 5

3 M_U003 Umie zdefiniować złożony problem z zakresu analizy i przetwarzania sygnałów oraz rozwiązać go z wykorzystaniem dostępnej wiedzy. Kompetencje społeczne M_K001 M_K002 Potrafi samodzielnie doskonalić wiedzę i umiejętności w zakresie analizy i przetwarzania Potrafi przedstawić wyniki studiów literaturowych (syntezy wiedzy) lub własnej pracy w formie raportu technicznego. Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć) Wykład Sygnały dyskretne - ciągi Ciągi deterministyczne; ciągi losowe; podstawowe operacje na ciągach. Układy dyskretne Układ liniowy, układ niezmienny względem przesunięcia; układ przyczynowy; stabilność; własności układów LTI; reprezentacja częstotliwościowa sygnałów i układów dyskretnych; reprezentacja Fouriera ciągów. Układy analogowe Transformacja Laplace a; transmitancja układu analogowego; stabilność. Transformacja Z Transmitancja układu dyskretnego; analiza własności układów LTI; charakterystyki częstotliwościowe układu dyskretnego; układy wszechprzepustowy i odwrotny; dekompozycja minimalnofazowo-wszechprzepustowa. Próbkowanie sygnałów Twierdzenie o próbkowaniu; rekonstrukcja sygnału ciągłego z reprezentacji dyskretnej; metoda niezmiennej odpowiedzi impulsowej; zmiana częstotliwości próbkowania; cyfrowy tor analizy i przetwarzania owanie filtrów analogowych Filtry Butterwortha, Czebyszewa i Filtr eliptyczny; transformacja częstotliwości filtry pasmowe. owanie filtrów cyfrowych Transformacja biliniowa; filtry FIR; układy LTI z liniową charakterystyką fazową; projektowanie filtrów FIR metodą okien; optymalny filtr FIR algorytm Parksa- McClellana; filtr Hilberta i dyskretny sygnał analityczny; dyskretne układy różniczkujące. Dyskretne przekształcenie Fouriera Dyskretny Szereg Fouriera; dyskretne przekształcenie Fouriera; splot kołowy; obliczanie splotu liniowego za pomocą splotu kołowego; splot sekcjonowany; algorytm 3 / 5

4 Goertzla; transformacja Chirp-Z; algorytmy FFT; DFT sygnałów o wartościach rzeczywistych. Analiza sygnałów z wykorzystaniem DFT Analiza DFT sygnałów sinusoidalnych; interpolowane DFT; krótkoczasowa transformacja Fouriera, spektrogram; analiza stacjonarnych sygnałów losowych periodogram. Aproksymacja sygnałów, filtry optymalne i filtry adaptacyjne Aproksymacja sygnałów w przestrzeni wielowymiarowej; filtracja optymalna w sensie najmniejszych kwadratów; filtry adaptacyjne RLS; estymacja w sensie minimum średnich kwadratów; filtry adaptacyjne LMS; zastosowania filtrów adaptacyjnych. Transformacja falkowa Ciągła transformacja falkowa; dyskretna transformacja falkowa; DWT w wersji predykcyjnej. Kodowanie entropijne Kodowanie Huffmana; kodowanie arytmetyczne; kodowanie słownikowe. Obrazy cyfrowe Filtracja 2D; filtry specjalne; transformacja Fouriera obrazów; projektowanie filtrów 2D metodą okien; DFT i DWT obrazów; zagadnienie tomografii komputerowej. Poprawa jakości obrazów cyfrowych Korekcja zniekształceń geometrycznych kamery; Usuwanie rozmycia; superrozdzielczość. Pomiary sygnałów sinusoidalnych Norma PN-EN ; programowa pętla PLL; parametryczne metody estymacji częstotliwości. laboratoryjne Generowanie sygnałów dyskretnych. Splot dyskretny i widmo sygnału dyskretnego. owanie filtrów analogowych. owanie rekursywnych filtrów cyfrowych IIR. owanie nierekursywnych filtrów cyfrowych FIR. Metody obliczania DFT. Filtracja sygnałów cyfrowych. Analiza częstotliwościowa z wykorzystaniem DFT. Zmiana częstotliwości próbkowania. Sygnał analityczny. Filtry adaptacyjne. Transformacja falkowa. Kompresja Filtracja obrazów. DFT i DWT obrazów. Transformacja Radona. 4 / 5

5 projektowe W ramach projektu rozwiązywane jest zadanie z szeroko pojętego zakresu analizy i przetwarzania realizowany jest indywidualnie, lub w grupach dwuosobowych z jednoznacznym wyróżnieniem pracy wykonanej przez każdą z osób. W ramach projektu należy: 1. Rozpoznać stan wiedzy dotyczącej realizowanego zadania (studia literaturowe). 2. W zależności od stopnia skomplikowania zadania, zaimplementować całość lub wybrany fragment rozwiązania. 3. Przetestować wykonaną implementację i ocenić uzyskane wyniki. Sposób obliczania oceny końcowej Ocena końcowa obliczana jest następującym algorytmem Ok=0.4 Oe+0.4 Ol+0.2 Op gdzie: Oe ocena z egzaminu Ol ocena z laboratorium Op ocena z projektu Wszystkie oceny składowe, tj. Oe, Ol i Op, muszą być pozytywne, tj. przynajmniej dostateczne. Wymagania wstępne i dodatkowe Znajomość matematyki Zalecana literatura i pomoce naukowe 1. Zieliński T.P., Cyfrowe przetwarzanie sygnałów, od teorii do zastosowań, WKŁ, Warszawa, Oppenheim A. V., Schafer R. W., Cyfrowe przetwarzanie sygnałów, WKŁ, Warszawa Lyons R.G., Wprowadzenie do cyfrowego przetwarzania sygnałów, WKŁ, Warszawa Duda K., Analiza sygnałów biomedycznych, Wydawnictwa AGH 2010 Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu Nie podano dodatkowych publikacji Informacje dodatkowe Brak Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS) Forma aktywności studenta Udział w wykładach Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych Udział w ćwiczeniach projektowych Przygotowanie do zajęć Samodzielne studiowanie tematyki zajęć Sumaryczne obciążenie pracą studenta Punkty ECTS za moduł Obciążenie studenta 28 godz 28 godz 14 godz 75 godz 5 godz 150 godz 6 ECTS 5 / 5