450-4101/01 – Metody zpracování zvukového a obrazového signálu v řídicích systémech (MZZOSŘS)

V tomto předmětu se studují matematické algoritmy, metody a principy zpracování audio a video signálů. Studenti se seznámí se zpracováním digitálních audio a video signálů implementovatelných do digitální, mikroprocesorové a procesorové techniky. Předmět zahrnuje znalosti z oborů měření, regulace, elektroniky, biomedicínské techniky, zpracování audio a video signálů. Cílem předmětu je seznámit studenty se základními metodami a jednotlivými algoritmy zpracování audio a video signálů s využitím metod zpracování zvukových signálů, zvukových efektů, šíření zvukových signálů, digitalizace zvukových signálů, analýzy a syntézy zvukového signálu, komprese zvukových signálů, základů pro zpracování řečového signálu, snímání a zpracování obrazového signálu, digitalizaci obrazového signálu, metody segmentace obrazu, detekce hran, transformace obrazu, geometrie obrazového signálu, filtrace obrazového signálu, rozpoznání objektů. Studenti seznámí zejména s implementací vybraných základním metod do digitální techniky, mikroprocesorové a procesorové techniky. Jednotlivé způsoby a základní metody zpracování audio a video signálů se prezentují na přednáškách a ve cvičeních studenti prakticky realizují zadání jednotlivých protokolů resp. projektů, které tematicky odpovídají probíraným tématům na přednáškách. Praktické zvládnutí nástrojů pro zpracování a analýzu audio a video signálů.

Předmět Metody zpracování zvukového a obrazového signálu v řídicích systémech poskytuje ucelený moderní základ pro práci s digitálními zvukovými a obrazovými signály, zaměřený na aplikace v průmyslu, automatizaci, měření a řídicích systémech. Studenti se seznámí s metodami snímání, digitalizace, předzpracování, analýzy a interpretace signálů, a to jak klasickými technikami digitálního zpracování signálů, tak metodami umělé inteligence. Výuka se věnuje analýze zvukových signálů včetně frekvenční analýzy, syntézy, extrakce rysů a rozpoznávání řeči. Současně se studenti seznámí se zpracováním obrazových signálů, od předzpracování dat přes geometrické a jasové transformace až po detekci hran, segmentaci a rozpoznávání objektů v průmyslovém prostředí. Na cvičeních studenti prakticky implementují probírané metody v prostředí Pythonu s využitím knihovny OpenCV, simulačního softwaru MATLAB a vyzkouší si implementaci do mikrokontrolérů používaných v průmyslových technologiích. Součástí laboratorní výuky je také práce s virtuální instrumentací, kamerovými a akustickými měřicími systémy, které odpovídají reálným průmyslovým aplikacím, jako je akustická diagnostika strojů, kontrola kvality pomocí obrazu, měření a monitorování procesů či automatizované rozpoznávání objektů. Předmět je určen studentům se zaměřením na řízení, průmyslovou automatizaci, robotiku, měřicí techniku, akustickou diagnostiku, průmyslového a strojové vidění.

Hlaváč, V., Sedláček, M.: Zpracování signálů a obrazů, ČVUT, Praha, 2007.ISBN 978-80-01-03110-0.

Student realizuje projekty č.1-10 z části ve výuce v laboratorních cvičení. Projekty jsou tvořeny zpracováním, měřením, analýzou audio a video signálů s implementací do digitální, mikroprocesorové a procesorové techniky včetně využití matematického softwaru. Student písemně vypracuje 10 protokolů z projektů. Za každý protokol může student získat až 2 body. Za všechny protokoly může tedy student získat maximálně 20 bodů. Na konci semestru student vypracuje závěrečný test, za který může získat až 20 bodů. Podmínky udělení zápočtu: Studentu je udělen zápočet, pokud vypracoval a byly mu klasifikovány všechny protokoly a pokud vypracoval a byl mu klasifikován kontrolní test a pokud získal celkem alespoň 15 bodů za cvičení. Protokoly jsou v průběhu semestru zpracovávány studenty v rámci konzultačních hodin probíhajících v laboratoři. Předmět je ukončen závěrečnou zkouškou, která se skládá z písemné části 0 - 50 bodů a z části ústní 0 - 10 bodů.