Course detail

Digital Audio Signal Processing

FEKT-MCASAcad. year: 2012/2013

Not applicable.

Language of instruction

Czech

Number of ECTS credits

6

Mode of study

Not applicable.

Learning outcomes of the course unit

Students get a detailed overview about digital signal processing of musical and speech signals. They wil be able to design algorithms for acoustic signal processing, which are directly designed for CPU of computer system or for signal processor. They get accustomed to working in the mixing or mastering digital musical studio.

Prerequisites

The subject knowledge on the Bachelor´s degree level is requested.

Co-requisites

Not applicable.

Planned learning activities and teaching methods

Teaching methods depend on the type of course unit as specified in the BUT Rules for Studies and Examinations.

Assesment methods and criteria linked to learning outcomes

Requirements for completion of a course are specified by a regulation issued by the lecturer responsible for the course and updated for every academic year.

Course curriculum

Not applicable.

Work placements

Not applicable.

Aims

To provide students with information about essential methods and procedures in the area of digital audio signal processing. Considerable attention is devoted to the present trends in the area of both musical and speech signals.

Specification of controlled education, way of implementation and compensation for absences

The content and forms of instruction in the evaluated course are specified by a regulation issued by the lecturer responsible for the course and updated for every academic year.

Recommended optional programme components

Not applicable.

Prerequisites and corequisites

Not applicable.

Basic literature

E. Ifeachor, B. Lervis:Digital Signal Processing,Addison Wesley
U. Zolzer: Digital Audio Signal Processing, Technical University of Hamburg-Harburg, Germany

Recommended reading

Not applicable.

Classification of course in study plans

  • Programme EEKR-M Master's

    branch M-TIT , 2 year of study, winter semester, elective specialised
    branch M-EST , 1 year of study, winter semester, elective interdisciplinary

  • Programme EEKR-M Master's

    branch M-TIT , 2 year of study, winter semester, elective specialised
    branch M-EST , 1 year of study, winter semester, elective interdisciplinary

  • Programme EEKR-CZV lifelong learning

    branch EE-FLE , 1 year of study, winter semester, elective specialised

Type of course unit

 

Lecture

26 hod., optionally

Teacher / Lecturer

Syllabus

1. Zvuk, akustický signál a jeho základní vlastnosti, vnímání zvuku člověkem, maskování zvuku,
2. Diskrétní signály a systémy, přístupy k realizaci diskrétního a číslicového systému, zvukové signály a jejich zpracování,
3. Základní prostředky, metody a struktury pro realizaci DSP systémů,
4. Pokročilé zpožďovací struktury, zpožďovací sítě,
5. Časově invariantní a variantní kmitočtové filtry a hudební efekty,
6. Systémy FIR, optimalizované algoritmy implementace FIR systému,
7. Systémy IIR s variantní délkou zpožďovacího zásobníku, detektor špičkové a efektivní hodnoty, diskrétní integrátor signálu,
8. Systémy pro úpravu dynamiky signálu, systém DRC, maximizer,
9. Model nelineárního diskrétního systému, popis základních nelinearit a nelineárních systémů, kmitočtově závislé nelineární systémy,
10. Panoramování zvukových signálů, vektorové panoramování, ambisonické panoramování, multikanálové panoramování, panoramování odražených zvukových vln.
11. Simulace šíření zvukových vln, fyzikální, smyslový a aproximační přístup, kmitočtově závislá absorpce zvukových vln,
12. Echogram, prvotní odrazy, následné odrazy a mnohonásobné odrazy, struktury pro simulaci poslechového prostoru,
13. Restaurace akustických signálů, potlačování širokopásmového šumu, potlačování impulsního rušení v akustickém signálu.

Laboratory exercise

39 hod., compulsory

Teacher / Lecturer

Syllabus

1. Opakování základů Matlabu, způsoby zobrazování výsledků analýz v Matlabu, časová analýza signálu,
2. Kmitočtová analýza periodických a aperiodických signálů pomocí DFT a FFT,
3. Implementace IIR a FIR systémů v časové oblasti přímou formou a pomocí kanonických forem,
4. Kombinace systémů a základních struktur, pokročilé zpožďovací struktury,
5. Časově invariantní parametrické IIR filtry, realizace v Matlabu pomocí kombinace systémů,
6. Úvod k pokročilým simulacím systému v Simulinku, procesy na popředí a pozadí, první test z počítačových cvičení,
7. Přechod od časově invariantních k variantním systémům, způsoby jejich analýzy v Matlabu a Simulinku, generátory LFO v Simulinku,
8. Časově variantní systém se změnou středního nebo mezního kmitočtu (WahWah), se změnou dopředných a zpětných vazeb (All-pass Phaser),
9. Časově variantní systém se změnou délky zpožďovacího zásobníku (Chorus, Flanger, Phaser), detektor špičkové a efektivní hodnoty, diskrétní integrátor signálu,
10. Optimalizovaná implementace FIR systému vyššího řádu, optimalizovaná implementace současné filtrace dvou signálů, implementace časově variantního FIR systému,
11. Systémy pro úpravu dynamiky signálu, systém DRC, maximizer,
12. Základních nelinearity a nelineární systémy, kmitočtově závislé nelineární systémy (Exciter), obecný kmitočtově závislý zkreslovač (Enhancer),
13. Struktury pro simulaci poslechového prostoru, simulace prvotních odrazů, násobných odrazů a mnohonásobných odrazů v uzavřeném akustickém prostoru, druhý test z počítačových cvičení.