440-2107/02 – Zpracování signálů v komunikacích (ZSK)
Garantující katedra | Katedra telekomunikační techniky | Kredity | 4 |
Garant předmětu | Ing. Jan Skapa, Ph.D. | Garant verze předmětu | Ing. Jan Skapa, Ph.D. |
Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinně volitelný typu A |
Ročník | 2 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | angličtina |
Rok zavedení | 2019/2020 | Rok zrušení | 2021/2022 |
Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | bakalářské |
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:
Doporučená literatura:
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
2 testy
2 samostatné práce (projekty)
Zkouška ústní a 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
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.