Detail předmětu
Analýza a interpretace biologických dat
FEKT-MABDAk. rok: 2020/2021
Předmět je orientován na multitaktní zpracování signálů a časově-frekvenční analýzu zaměřenou zejména na různé typy vlnkových transformací, S-transformaci, empirický rozklad (EMD) signálů a Hilbertovu-Huangovu transformaci. Dále jsou uvedeny aplikace časově-frekvenčních transformací, jsou probrány možnosti odhadu obálky a okamžité frekvence signálu, parametrické metody odhadu výkonového spektra a nelineární metody filtrace signálů. Závěr je zaměřen na využití mobilních telefonů pro snímání a zpracování biosignálů.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
- realizovat konverzi vzorkovacího kmitočtu
- vysvětlit principy a výhody filtrace s využitím konverze vzorkovacího kmitočtu
- realizovat různé typy vlnkových transformací a popsat možnosti jejich využití
- vysvětlit princip parametrické metody odhadu výkonového spektra
- vysvětlit princip S-transformace a její souvislost s STFT a DTWT
- vysvětlit princip EMD a Hilbertovy-Huangovy transformace
- vysvětlit význam a možnosti využití komplexních signálů
- vysvětlit principy lineární a nelineární dekonvoluce
Prerekvizity
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Způsob a kritéria hodnocení
- až 70 bodů za zkoušku (ze zkoušky je nutné získat minimálně 35 bodů)
Osnovy výuky
2. Rychlé algoritmy číslicové filtrace s konverzí vzorkovacího kmitočtu
3. Časově-frekvenční analýza. Vlnkové transformace (CTWT a DTWT)
4. Využití DTWT pro kompresi, filtraci a analýzu biosignálů
5. Adaptivní filtry
6. Spektrální analýza biosignálů, parametrické metody odhadu výkonových spekter
7. Stockwellova transformace (S-transformace) a její využití
8. Empirický rozklad (EMD) signálů a jeho využití
9. Komplexní signály, Hilbertova a Hilbertova-Huangova transformace
10. Obálka a okamžitá frekvence signálu a jejich odhady
11. Multiplikativní AM, Modulace SSB
12. Lineární dekonvoluce
13. Nelineární filtrace: mediánové a homomorfické filtry
14. Aplikace pro mobilní telefon
Učební cíle
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Základní literatura
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
2. Rychlé algoritmy číslicové filtrace s konverzí vzorkovacího kmitočtu
3. Časově-frekvenční analýza. Vlnkové transformace (CTWT a DTWT)
4. Využití DTWT pro kompresi, filtraci a analýzu biosignálů
5. Adaptivní filtry
6. Spektrální analýza biosignálů, parametrické metody odhadu výkonových spekter
7. Stockwellova transformace (S-transformace) a její využití
8. Empirický rozklad (EMD) signálů a jeho využití
9. Komplexní signály, Hilbertova a Hilbertova-Huangova transformace
10. Obálka a okamžitá frekvence signálu a jejich odhady
11. Multiplikativní AM, Modulace SSB
12. Lineární dekonvoluce
13. Nelineární filtrace: mediánové a homomorfické filtry
14. Aplikace pro mobilní telefon
Cvičení na počítači
Vyučující / Lektor
Osnova
Realizace filtru s konverzí vzorkovacího kmitočtu
Vlnkové transformace (Wavelet Toolbox)
DTWT rozklad a rekonstrukce
Komprese signálů pomocí DTWT
Filtrace signálů pomocí stacionární DTWT
Realizace adaptivních filtrů
Stanovení tepové frekvence z dat nasnímaných chytrým telefonem
Konzultace k řešení individuálních projektů