440-2107/01 – Zpracování signálů v komunikacích (ZSK)

Garantující katedraKatedra telekomunikační technikyKredity4
Garant předmětuIng. Jan Skapa, Ph.D.Garant verze předmětuIng. Jan Skapa, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný typu A
Ročník2Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2019/2020Rok zrušení2024/2025
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
SKA109 Ing. Jan Skapa, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 4+10

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Cílem předmětu je seznámit studenty se základními metodami a principy zpracování 1D, 2D i vícerozměrných signálů při jejich analýze a přenosu komunikačním přenosovým řetězcem. Pozornost je věnována jak signálům modelovým (umělým) tak signálům reálným (řečové signály, reálný obraz). Studenti se dozvědí, jaké nástroje je možné využít k analýze a zpracování jedno- i vícerozměrných signálů. Tyto nástroje dokáží mezi sebou porovnat z hlediska jejich využitelnosti v konkrétních aplikacích. Následně tyto nástroje budou schopni aplikovat na konkrétním případu a výsledky kriticky analyzovat, vyhodnotit a náležitě prezentovat.

Vyučovací metody

Přednášky
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři
Projekt

Anotace

Předmět se zaměřuje na seznámení se základními principy a metodami zpracování signálů při jeho přenosu telekomunikačním přenosovým řetězcem. Studenti se seznámí s pojmy frekvence, spektrum signálu a jejich významy. Dále se seznámí se základními operacemi se signály a jejich vlivem na spektrum signálu. Seznámí se s významem Fourierových řad, Fourierovy transformace, okenních funkcí a krátkodobé Fourierovy transformace. Seznámí se s principy vzorkování 1D a 2D signálů a jevy, ke kterým při vzorkování dochází (aliasing, leakage, moiré). Odvodí si vzorkovací teorém. Seznámí se s principy 1D a 2D diskrétní Fourierovy transformace a diskrétní kosinusové transformace. Dále se seznámí s dvourozměrnou Fourierovou transformací a jejím významem pro optické zobrazování v optických komunikacích. V závěru se seznámí s pojmem kepstrum a jeho využitím v základních aplikacích oblasti zpracování řečových signálů (rozpoznávání řeči (speech to text), rozpoznávání řečníka (speaker recognition), převod textu na řeč (text to speech)).

Povinná literatura:

UHLÍŘ, Jan; SOVKA, Pavel. [i]Číslicové zpracování signálů.[/i] Vyd. 2. přeprac. Praha: Vydavatelství ČVUT, 2002. ISBN 80-01-02613-2. PRCHAL, Josef, ŠIMÁK, Boris. [i]Digitální zpracování signálů v telekomunikacích.[/i] Praha: Vydavatelství ČVUT, 2001dotisk. ISBN 80-01-02149-1.

Doporučená literatura:

PRCHAL, Josef. [i]Signály a soustavy.[/i] Vyd. 2. Praha: České vysoké učení technické, 1992. ISBN 80-01-00831-2. DAVÍDEK, Vratislav, LAIPERT, Miloš, VLČEK, Miroslav. [i]Analogové a číslicové filtry.[/i] 2. vyd. Praha: Nakladatelství ČVUT, 2006, dotisk. ISBN 80-01-03026-1.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

2 testy 2 samostatné práce (projekty) Zkouška ústní i písemná

E-learning

Další požadavky na studenta

Žádné další požadavky na studenta nejsou kladeny.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Témata, probíraná v průběhu semestru: Přenosový řetězec a jeho základní stavební prvky. Základní typy signálů. Spektrum signálu, spektra základních typů signálů. Fourierova řada. Fourierova transformace. Základní operace se signály a jejich vliv na spektrum signálu. Okenní funkce a jejich spektrální vlastnosti. Krátkodobá Fourierova transformace, spektrogram. 1D a 2D ideální vzorkovací funkce, vzorkovací teorém. Rekonstrukce signálů ideální dolní propustí. 1D a 2D diskrétní Fourierova transformace a diskrétní kosinusové transformace, jejich vlastnosti a srovnání. Filtrace a její vliv na spektrum signálu. Hovorové pásmo. 2D diskrétní Fourierova transformace a její vztah k optickým zobrazovacím soustavách. Airyho obrazec. Kepstrum a jeho využití při zpracování řečových signálů v komunikačních systémech. Zpracování řečových signálů (rozpoznávání řeči (speech to text), rozpoznávání řečníka (speaker recognition), převod textu na řeč (text to speech)). Vícerozměrné signály, jejich interpretace, zpracování a zobrazování. Analýza hlavních komponent. Formát výuky je zvolen tak, aby se studenti skrze modelování jevů z každodenní zkušenosti dostali k matematickým vztahům, které tyto jevy popisují a následně se naučili zpětně tyto vztahy použít.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2019/2020 zimní semestr, platnost do: 2024/2025 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodůMax. počet pokusů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 36  20
        Zkouška Zkouška 64  15 3
Rozsah povinné účasti: Jsou povoleny 2 neomluvené neúčasti na cvičení.

Zobrazit historii

Podmínky absolvování předmětu a účast na cvičeních v rámci ISP: V rámci Individuálního Studijního Plánu (ISP) je třeba neúčasti na domluvených cvičeních konzultovat vždy s patřičným vyučujícím.

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2024/2025 (B0714A060010) Telekomunikační technika TK P čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2024/2025 (B0714A060010) Telekomunikační technika TK K čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2023/2024 (B0714A060010) Telekomunikační technika TK K čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2023/2024 (B0714A060010) Telekomunikační technika TK P čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2022/2023 (B0714A060010) Telekomunikační technika TK P čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2022/2023 (B0714A060010) Telekomunikační technika TK K čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2021/2022 (B0714A060010) Telekomunikační technika TK P čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2021/2022 (B0714A060010) Telekomunikační technika TK K čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2020/2021 (B0714A060010) Telekomunikační technika TK P čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2020/2021 (B0714A060010) Telekomunikační technika TK K čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2019/2020 (B0714A060010) Telekomunikační technika TK P čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán
2019/2020 (B0714A060010) Telekomunikační technika TK K čeština Ostrava 2 povinně volitelný typu A stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku

Hodnocení Výuky



2022/2023 letní
2021/2022 letní
2020/2021 letní