440-2213/01 – Zpracování signálů v komunikacích I (ZSK I)
| Garantující katedra | Katedra telekomunikační techniky | Kredity | 5 |
| Garant předmětu | Ing. Jan Skapa, Ph.D. | Garant verze předmětu | Ing. Jan Skapa, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 2 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2021/2022 | Rok zrušení | |
| 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
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
Zkouška ústní i písemná
E-learning
https://lms.vsb.cz/
Další požadavky na studenta
Žádné další požadavky na studenta nejsou kladeny.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
1. Signál 1D a jeho průběh v čase. Klasifikace signálů - deterministické x stochastické; stacionární x nestacionární. Základní operace se signály.
2. Spektrum signálu - Fourierova řada, Fourierova transformace.
3. Spektrum signálu - FFT, spectrogram.
4. Analogově digitální převod signálů; Vzorkování, kvantování, kódování. Vzorkování signálů; Aliasing; Leakage. Aliasing a jeho projev ve zvukovém signálu.
5. Filtrace signálu. Filtry.
6. Konvoluce signálů; filtrace jako konvoluce.
7. Signály 2D a jejich průběh v prostoru (image; surf). Reprezentace obrazu v počítači, 3D matice RGB. RGB, CMY(K), YCbCr. Aliasing a jeho projev v obrazovém signálu; Moire.
8. Spektrum 2D signálu (obrazu) - FFT, DCT. Filtrace 2D signálu. Detektory hran.
9. Modulace analogovými signály (AM, FM, PM) - princip modulace, parametry modulace, spektrum modulovaného signálu
10. Impulzové modulace (PAM, PWM, PPM) - princip modulace a její využití. Vzorkování signálů; vzorkovací teorem.
11. Pulzní kódová modulace PCM.
12. Modulace digitálními signály (klíčování - ASK, FSK, PSK). Modulace vícestavové (QPSK, QAM).
13. Modulace s více nosnými vlnami (OFDM, CP-OFDM, UF-OFDM, SC-QAM/O-QAM....)
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky