angličtina

Absolvent předmětu je schopen: (1) zobrazit a popsat číslicové signály, (2) definovat a generovat potřebný číslicový signál, (3) určit spektrum a vlastnosti číslicových signálů, (4) analyzovat číslicové systémy, (5) diskutovat výhody a nevýhody metod zpracování signálů.

Jsou požadovány znalosti bakalářské matematiky (derivace, integrály, řešení rovnic, základy pravděpodobnostní analýzy, statistická rozložení).

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Studenti mohou získat maximálně 30 bodů za aktivní práci během semestru a 70 bodů za závěrečnou zkoušku. Bodované aktivity jsou následující: jeden test uprostřed semestru zaměřený na počítání signálových příkladů (10 bodů) a počítačová cvičení (20 bodů). Závěrečná písemná zkouška obsahuje otázky z teorie signálů s soustav a početní příklady (70 bodů).

Přednášky:
1. Úvod do číslicových signálů a soustav, klasifikace signálů, aplikace.
2. Zpracování signálů v časové oblasti, periodické a neperiodické signály, typické příklady.
3. Zpracování signálů v kmitočtové oblasti, diskrétní Fourierova transformace, použití DFT.
4. Spektrální analýza signálů, časově-kmitočtová analýza, klouzavá DFT.
5. Korelace a konvoluce, vlastnosti, praktické aplikace, vzájemný vztah.
6. Diskrétní transformace, kosinová transformace, vlnková transformace.
7. Náhodné signály, statistické vlastnosti, stacionarita, stochastické procesy.
8. Číslicové filtry, základní struktury filtrů, blokové diagramy, návrh filtrů.
9. Signály v šumu, vlastnosti šumu, bílý šum, filtrace, restaurace signálů.
10. Analýza efektů konečné délky bitového slova, vzorkování, kvantování, poměr signál-šum.
11. Systémy s diskrétním časem, prvky diskrétních systémů, LTI systémy.
12. Identifikace a analýza systémů s diskrétním časem, odezva na jednotkový impulz a skok.
13. Příklady zpracování signálů v multimédiích, lékařství a bezpečnostní oblasti.

Cvičení na počítačích:
1. Generování časových průběhů v prostředí MATLAB, periodické a neperiodické průběhy.
2. Vizualizace signálů, 2D a 3D reprezentace, vícekanálové signály.
3. Spektra typických periodických a neperiodických signálů.
4. Krátkodobá spektrální analýza řečových signálů.
5. Generování echa u akustických signálů.
6. Výpočet mel-frekvenčních koeficientů pomocí kosinové transformace.
7. Generování typických náhodných signálů.
8. Návrh jednoduchých číslicových filtrů.
9. Odšumění akustických signálů.
10. Statistická analýza změřených neperiodických signálů.
11. Působení nelineárního zesilovače na signálové spektrum.
12. Modulace a demodulace signálů pro přenos dat v telekomunikacích.
13. Základní kmitořet hlasu jako biometrický faktor.

Cílem předmětu je seznámit studenty s nejčastějšími typy číslicových signálů a metodami jejich zpracování a ukázat analýzu systémů včetně principů působení systémů na signály.

Cvičení na počítačích jsou povinná. Zameškanou výuku lze nahradit obvykle koncem semestru.

IFEACHOR, E.C., JERVIS, B.W. Digital signal processing. A practical approach. Englewood Cliffs: Prentice Hall, 2002. (EN)
KAMEN, E.W., HECK, B.S. Fundamentals of Signals and Systems. Englewood Cliffs: Prentice Hall, 2007. (EN)
MITRA, S.K. Digital signal processing. A computer-base approach. New York: The McGraw-Hill Companies, 2011. (EN)