440-4102/01 – Zpracování číslicových signálů (ZČS)

Garantující katedraKatedra telekomunikační technikyKredity6
Garant předmětuIng. Jan Skapa, Ph.D.Garant verze předmětuIng. Jan Skapa, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostvolitelný odborný
Ročník1Semestrzimní
Odkaz na webJazyk výukyčeština
Rok zavedení2010/2011Rok zrušení
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
SKA109 Ing. Jan Skapa, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 9+12

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Rozumět číslicovému zpracování signálů a používaným algoritmům. Učební výstupy jsou stanoveny tak, aby studenti byli schopni identifikovat, aplikovat a řešit úlohy z oblasti zpracování číslicových signálů.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři

Anotace

V předmětu získají studenti představu o zpracování číslicových signálů, problematice vzorkování a kvantování signálů. Seznámí se s vlastnostmi a se způsoby popisu lineárních, časově invariantních soustav. Získají přehled o metodách návrhu lineárních filtrů a dozvědí se základní pojmy z nelineární (adaptivní) filtrace.

Povinná literatura:

Vratislav Davídek, Miloš Laipert, Miroslav Vlček. [i]Analogové a číslicové filtry.[/i] 2. vyd. Nakladatelství ČVUT, Praha, 2006 dotisk. ISBN 80-01-03026-1 (brož.)

Doporučená literatura:

E. C. Ifeachor, B.W. Jervis: Digital Signal Processing, A Practical Approach, Addison-Wesley Publishing Company, 1993 J. Prchal: Signály a soustavy, ČVUT Praha, 1992 B. Pšenička, V. Davídek: Prostředky digitálního zpracování signálů, ČVUT Praha 1992 Z. Smékal: Číslicové filtry, VUT Brno, 1993 F. Vejražka, Z. Hrdina: Signály a soustavy - sbírka příkladů, ČVUT Praha, 1992 A. Antoniou: Digital Filtres, analysis, design and applications, McGraw-Hill, 1993

Způsob průběžné kontroly znalostí během semestru

Průběžná kontrola studia: 2 samostatné práce (2 x 8 bodů). 1 závěrečný test (16 bodů). Podmínky udělení zápočtu: Získání 20 bodů ze cvičení, přičemž je nutno získat alespoň 4 body za každou samostatnou práci.

E-learning

http://moodle.kat440.vsb.cz/

Další požadavky na studenta

Žádné další požadavky na studenta nejsou kladeny.

Minimální znalostní požadavky

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: 1. Motivace – výhody a nevýhody DSP systémů oproti analogovému zpracování signálů. Typický DSP systém. 2. Základní operace se signály, základní bloky DSP systémů. 3. Fourierovy řady, Fourierova transformace. 4. DFT, vztah mezi DFT a koeficienty Four. řady. FFT. DCT jako speciální případ DFT. 5. z-transformace, zpětná z-transformace pomocí tabulky a rekurzivním algoritmem. 6. Číslicová korelace, autokorelace, konvoluce – význam, vzájemná souvislost, souvislost s DFT. 7. Pojem filtr a filtrace ve frekvenční oblasti. Filtrace v časové oblasti. 8. Vzorkování – Shannon-Kotělnikův teorém, aliasing, leakage. Rekonstrukce signálu pomocí ideální dolní propusti – sinc. Spektrum vzorkovaného signálu, periodicita spektra. 9. Filtry, lineární filtrace – linearita, kauzalita, časová invariantnost, stabilita; realizační struktury – přímá, kanonická, paralelní, kaskádní; popis lineárních filtrů, převod mezi diferenční rovnicí, přenosovou funkcí, impulzní odezvou a blokovým schematem. Zpětná vazba. 10. Filtry IIR – návrh pomocí normované dolní propusti. Realizační struktury IIR filtrů a srovnání s analogovými filtry. 11. Filtry FIR – návrh pomocí metody oken, frekvenčního vzorkování a optimalizační metodou. Realizační struktury FIR filtrů. Srovnání s IIR. 12. Druhy A/D a D/A převodníků. Kvantování, reprezentace čísel v pevné a pohyblivé řádové čárce. Kvantizační jevy v digitálních systémech. 13. Adaptivní filtrace, systémy s proměnnou periodou vzorkování. 14. Základy analýzy a zpracování vícerozměrných signálů. Cvičení: 1. Základní operace se signály. 2. Fourierovy řady. 3. Fourierova transformace. 4. Diskrétní Frourierova transformace a diskrétní kosinusová transformace. 5. z-transformace. 6. Korelace, autokorelace, konvoluce. 7. Filtrace ve frekvenční a časové oblasti. 8. Vzorkování signálu; Aliasing a Leakage. Rekonstrukce signálu. 9. Návrh filtrů IIR. 10. Návrh filtrů FIR. 11. Realizační struktury filtrů. 12. Dvourozměrná filtrace. Laboratorní cvičení 1. Zpracování obecného řečového signálu. 2. Realizace filtru na DSP procesoru. Projekt Aproximace signálu Fourierovou řadou, Fourierova transformace

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2010/2011 zimní semestr, platnost do: 2014/2015 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 44  20
        Zkouška Zkouška 56  31
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramOborSpec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2017/2018 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2017/2018 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2017/2018 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2017/2018 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2016/2017 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2016/2017 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2016/2017 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2016/2017 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2015/2016 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2015/2016 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2015/2016 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2014/2015 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2014/2015 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2014/2015 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2013/2014 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2013/2014 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2013/2014 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2013/2014 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2013/2014 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2013/2014 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2012/2013 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2012/2013 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2012/2013 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2012/2013 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2012/2013 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2012/2013 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2011/2012 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2011/2012 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2011/2012 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2011/2012 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2011/2012 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2011/2012 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2010/2011 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2010/2011 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2010/2011 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2010/2011 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku