Nazwa przedmiotu: Kierunek: Informatyka Rodzaj przedmiotu: moduł specjalności obowiązkowy: Sieci komputerowe Rodzaj zajęć: wykład, laboratorium I KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE C1. Zapoznanie studentów z podstawowymi metodami i technikami cyfrowego sygnałów akustycznych i wizyjnych z wykorzystaniem wiedzy o teorii sygnałów i technice cyfrowej.. Nabycie przez studentów praktycznych umiejętności w zakresie rejestrowania, kodowania, kompresowania, konwersji, filtrowania, analizy i sygnałów akustycznych oraz wizyjnych, realizowanych dla systemów wykorzystujących informacje o dźwięku i obrazie. C3. Nabycie przez studentów praktycznych umiejętności w zakresie pracy samodzielnej i zespołowej, opracowywania sprawozdań, analizowania uzyskanych wyników, itp. WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI 1. Wiedza z zakresu matematyki, techniki cyfrowej i podstaw programowania. 2. Znajomość zasad bezpieczeństwa pracy przy użytkowaniu profesjonalnych urządzeń dźwiękowych i wizyjnych. 3. Umiejętność wykonywania działań matematycznych do rozwiązywania postawionych zadań związanych z teorią sygnałów. 4. Umiejętność korzystania z różnych źródeł informacji w tym z instrukcji i dokumentacji technicznej. 5. Umiejętności pracy samodzielnej i w grupie. 6. Umiejętności prawidłowej interpretacji i prezentacji własnych działań. EFEKTY KSZTAŁCENIA CYFROWE PRZETWARZANIE SYGNAŁÓW Digital signal processing Forma studiów: Stacjonarne Poziom kwalifikacji: I stopnia Liczba godzin/tydzień: 2W, 2L Kod przedmiotu: F5_01 Rok: III Semestr: V Liczba punktów: 5 ECTS EK 1 posiada podstawową wiedzę teoretyczną z zakresu cyfrowego oraz analizy sygnałów dźwiękowych i wizyjnych, EK 2 zna tendencje i kierunki rozwoju w zakresie projektowania i programowania systemów do analizy dźwięku i obrazu, sterujących, wbudowanych i biometrycznych, EK 3 potrafi wyznaczyć podstawowe parametry dla próbkowania i kwantyzacji przy rejestracji sygnałów analogowych i konwersji do postaci cyfrowej, generować sygnały losowe, mono-harmoniczne oraz poli-harmoniczne. EK 4 ma ogólną wiedzę w zakresie funkcjonowania profesjonalnego studia nagrań audio i wideo, zna ogólne zasady działania, obsługi i doboru parametrów urządzeń oraz
wymaganych warunków otoczenia podczas rejestracji, analizy i sygnałów dźwiękowych i wizyjnych, EK 5 jest zdolny zaproponować rodzaj filtracji w celu rozwiązania konkretnego zagadnienia związanego z analizą i przetwarzaniem sygnałów. EK 6 posiada wiedzę na temat sposobu reprezentacji sygnałów w dziedzinie czasu i dziedzinie częstotliwości. EK 7 potrafi dokonać konwersji sygnałów dźwiękowych do dziedzin częstotliwościowych i czasowych, w celu wydobycia poszukiwanych cech sygnałów, wymaganych przy kodowaniu. EK 8 potrafi zrealizować automatyczną analizę, przetwarzanie i detekcję obrazów w celu ekstrakcji wybranych cech z cyfrowych sygnałów wizyjnych. EK 9 potrafi pracować samodzielnie oraz w zespole, a także przygotować sprawozdanie z przebiegu realizacji ćwiczeń. TREŚCI PROGRAMOWE Forma zajęć WYKŁADY Liczba godzin W 1 Wprowadzenie do cyfrowego sygnałów. 2 W 2 Miary statystyczne. 2 W 3 Pojęcie sygnału 2 W 4 Przestrzenie sygnałów 2 W 5 Konwersja analogowo-cyfrowa. 2 W 6 Przekształcanie sygnałów w dziedzinę częstotliwościową 2 W 7 Projektowanie filtrów cyfrowych. 2 W 8 Kodowanie przebiegów czasowych. 2 W 9 Sygnały losowe 2 W 10 Wykorzystanie sygnałów w praktycznym sterowaniu. 2 W 11 Analiza, przetwarzanie i rozpoznawanie obrazów cyfrowych. 2 W 12 Przekształcenia geometryczne i punktowe. 2 W 13 Filtracja obrazów cyfrowych. 2 W 14 Filtry nieliniowe. 2 W 15 Przekształcenia morfologiczne. 2 Forma zajęć LABORATORIUM Liczba godzin L 1 Podstawowe operacje i funkcje w systemie Matlab. 2 L 2 Obiekty w GUI. 2 L 3 Obsługa wejścia-wyjścia, podstawowa komunikacja. 2 L 4 Konwersja A/C. 2 L 5 Próbkowanie i kwantyzacja sygnału. 2 L 6 Generowanie sygnałów monoharmonicznych i poliharmonicznych. 2 L 7 Splot sygnałów. 2 L 8 Filtry o nieskończonej odpowiedzi impulsowej. 2 L 9 Filtry o skończonej odpowiedzi impulsowej. 2 L 10 Przekształcanie sygnałów w dziedzinę częstotliwościową, dyskretna i szybka 2 transformata Fouriera. L 11 Analiza częstotliwościowa sygnałów, szybka i odwrotna transformata Fouriera. 2 L 12 Przekształcenia punktowe, wyrównanie histogramu. 2 L 13 Filtracja obrazów. 2 2
L 14 Filtry morfologiczne i detekcja krawędzi. 2 L 15 Metody automatycznej detekcji wybranych obiektów. 2 NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE 1. wykład z wykorzystaniem prezentacji multimedialnych 2. opracowanie sprawozdań z realizacji przebiegu ćwiczeń 3. przykładowe systemy sterujące i biometryczne 4. instrukcje do wykonania ćwiczeń laboratoryjnych 5. profesjonalne studio nagrań do rejestracji dźwięków i obrazów 6. programy inżynierskie do analizy i sygnałów dźwiękowych oraz statycznych i dynamicznych obrazów 7. stanowiska do ćwiczeń wyposażone w urządzenia do rejestracji i odtwarzania sygnałów akustycznych i wizyjnych SPOSOBY OCENY ( F FORMUJĄCA, P PODSUMOWUJĄCA) F1. ocena przygotowania do ćwiczeń laboratoryjnych. ocena umiejętności stosowania zdobytej wiedzy podczas wykonywania ćwiczeń F3. ocena sprawozdań z realizacji ćwiczeń objętych programem nauczania F4. ocena aktywności podczas zajęć. ocena umiejętności rozwiązywania postawionych problemów oraz sposobu prezentacji uzyskanych wyników zaliczenie na ocenę*. ocena opanowania materiału nauczania będącego przedmiotem wykładu zaliczenie wykładu (lub egzamin) *) warunkiem uzyskania zaliczenia jest otrzymanie pozytywnych ocen ze wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych, OBCIĄŻENIE PRACĄ STUDENTA Forma aktywności Godziny kontaktowe z prowadzącym Godziny konsultacji z prowadzącym Zapoznanie się ze wskazaną literaturą Przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych Wykonanie sprawozdań z realizacji ćwiczeń laboratoryjnych, projektów (czas poza zajęciami laboratoryjnymi) Przygotowanie do egzaminu (kolokwium) Średnia liczba godzin na zrealizowanie aktywności 30W 30L 60 h 5 h 15 h 15 h 10 h 20 h Suma 125 h SUMARYCZNA LICZBA PUNKTÓW ECTS DLA PRZEDMIOTU Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału prowadzącego Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym, w tym zajęć laboratoryjnych i projektowych 5 ECTS 2.6 ECTS 2.2 ECTS LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA 3
1. Lyons R. G.: Wprowadzenie do cyfrowego sygnałów, WKiŁ, W-wa, 1999, 2. Marvin C., Ewers G.: Zarys cyfrowego sygnałów, WKiŁ, W-wa, 1999, 4. Szabatin J.: Podstawy teorii sygnałów, Wydanie 3, WKiŁ, W-wa, 2003 5. Ryszard Tadeusiewicz, Przemysław Korohoda, Komputerowa analiza i przetwarzanie obrazów, Wydawnictwo Fundacji Postępu Telekomunikacji, Kraków 1997. 6. Witold Malina, Sergey Ablameyko, Waldemar Pawlak, Podstawy cyfrowego obrazów, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa 2002. 7. Zygmunt Wróbel, Robert Koprowski, Przetwarzanie obrazu w programie MATLAB, Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego, Katowice 2001. PROWADZĄCY PRZEDMIOT ( IMIĘ, NAZWISKO, ADRES E-MAIL) 1. dr inż. Mariusz Kubanek mariusz.kubanek@icis.pcz.pl MACIERZ REALIZACJI EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Efekt kształcenia EK1 EK2 EK3 EK4 EK5 EK6 EK7 Odniesienie danego efektu do efektów zdefiniowanych dla całego programu (PEK) K_W16 K_U06 K_W05 K_U01 K_W01 K_U06 Cele przedmiotu Treści programowe Narzędzia dydaktyczne C1 W1-15 1,3 C1 W10,11 1,3 W2-5,9 L1-7 1,4,6-7 C1 W1,5,11 1,5 W7,13-14 L8-9,13-14 1-2,4-7 Sposób oceny F1 F4 F1 F3 F4 F1 F3 C1 W6 1,3 W6,8,10 L10-11 1-4,6-7 F4 4
EK8 EK9 K_U01 K_U02 K_U03 K_K04 W10-15 L12-15 1,3,7 C3 L1-15 2,4 F3 II. FORMY OCENY - SZCZEGÓŁY Efekt 1,2,4,6 Student opanował wiedzę z zakresu podstaw cyfrowego sygnałów, potrafi podać przykłady stosowania takiego Efekt 3,5,7,8 Student posiada umiejętności stosowania wiedzy w praktycznym rozwiązywaniu problemów związanych z cyfrowym przetwarzaniem i analizą sygnałów Efekt 9 Student potrafi efektywnie prezentować i dyskutować wyniki własnych działań Na ocenę 2 Na ocenę 3 Na ocenę 4 Na ocenę 5 Student nie opanował podstawowej wiedzy z zakresu podstaw cyfrowego sygnałów Student nie potrafi wyznaczyć podstawowych parametrów wybranych elementów sygnałów nawet z pomocą wytyczonych instrukcji oraz prowadzącego Student nie opracował sprawozdania/ Student nie potrafi zaprezentować wyników swoich badań Student częściowo opanował wiedzę z zakresu podstaw cyfrowego sygnałów Student nie potrafi wykorzystać zdobytej wiedzy, zadania wynikające z realizacji ćwiczeń wykonuje z pomocą prowadzącego Student wykonał sprawozdanie z wykonanego ćwiczenia, ale nie potrafi dokonać interpretacji oraz analizy wyników własnych badań Student opanował wiedzę z zakresu podstaw cyfrowego sygnałów, potrafi wskazać właściwą metodę realizacji dla konkretnych systemów Student poprawnie wykorzystuje wiedzę oraz samodzielnie rozwiązuje problemy wynikające w trakcie realizacji ćwiczeń Student wykonał sprawozdanie z wykonanego ćwiczenia, potrafi prezentować wyniki swojej pracy oraz dokonuje ich analizy Student bardzo dobrze opanował wiedzę z zakresu materiału objętego programem nauczania, samodzielnie zdobywa i poszerza wiedzę przy użyciu różnych źródeł Student potrafi dokonać wyboru technik sygnałów oraz wykonać zaawansowane aplikacje wykorzystujące takie przetwarzanie, potrafi dokonać oceny oraz uzasadnić trafność przyjętych metod Student wykonał sprawozdanie z wykonanego ćwiczenia, potrafi w sposób zrozumiały prezentować, oraz dyskutować osiągnięte wyniki Dopuszcza się wystawienie oceny połówkowej o ile student spełniający wszystkie efekty kształcenia wymagane do oceny pełnej spełnia niektóre efekty kształcenia odpowiadające ocenie wyższej 5
III. INNE PRZYDATNE INFORMACJE O PRZEDMIOCIE 1. Wszelkie informacje dla studentów (prezentacje do zajęć, instrukcje do ćwiczeń laboratoryjnych, przykładowe aplikacje) dostępne są na stronie internetowej http://icis.pcz.pl/~mkubanek, w zakładce Dydaktyka. 2. Informacja na temat konsultacji przekazywana jest studentom podczas pierwszych zajęć danego z przedmiotu. 6