Detail předmětu
Základy zpracování signálů
FSI-RSZ Ak. rok: 2022/2023 Zimní semestr
V předmětu se posluchači seznámí se základními teoretickými poznatky z oblasti číslicového zpracování jednorozměrných signálů, které si procvičí na úlohách v prostředí Matlab. Důraz je kladen na pochopení základních termínů oboru a metod zpracování (signál, vzorkování, diskretizace, kvantifikace, konvoluce, Fourierova transformace, IIR a FIR filtrace).
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
5
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Absolvent bude po absolvování kurzu rozumět základním termínům z oboru zpracování signálu, bude schopen analyzovat jednorozměrný signál a navrhnout filtr pro zadanou aplikaci v prostředí Matlab.
Prerekvizity
základy Matlabu (nebo Octave), konkrétně práce s maticemi a vektory, jednoduché grafy, základy programování
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.
Způsob a kritéria hodnocení
Zápočet bude udělen na základě hodnocení samostatného projektu, ve kterém musí student prokázat schopnost využít možností MATLABu k řešení zadané úlohy: navržení filtru pro jednorozměrný signál.
Učební cíle
Cílem kurzu je seznámit posluchače se základy zpracování signálů, především s číslicovým zpracováním jednorozměrných signálů. Významnou část kurzu tvoří praktické úlohy realizované pomocí prostředí Matlab.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Účast na cvičení je povinná. Vedoucí cvičení provádějí průběžnou kontrolu přítomnosti studentů, jejich aktivity a základních znalostí. Neomluvená neúčast je důvodem k neudělení zápočtu.
Jednorázovou neúčast je možno nahradit cvičením s jinou skupinou v tomtéž týdnu nebo zadáním náhradních úloh, delší neúčast se nahrazuje vypracováním náhradních úloh podle pokynů cvičícího.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program N-MET-P: Mechatronika, magisterský navazující, povinný
Program N-IMB-P: Inženýrská mechanika a biomechanika, magisterský navazující
specializace BIO: Biomechanika, povinně volitelný
Program N-IMB-P: Inženýrská mechanika a biomechanika, magisterský navazující
specializace IME: Inženýrská mechanika, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
13 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Co je to signál. Klasifikace. Proč se zpracovává. Aplikace.
2. Spojitý / diskrétní signál, vzorkování, diskretizace, kvantování
3. Spojité systémy a jejich popis
4. Diskrétní signály
5. Lineární soustavy, princip superpozice, dekompozice
6. Konvoluce
7. Fourierova transformace
8. Fourierova transformace, vlastnosti
9. Digitální filtry, úvod
10. IIR filtry
11. FIR filtry
12. Aplikace
13. Kalmanův filtr
Cvičení s počítačovou podporou
26 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Opakování Matlabu. Signal Processing Toolbox.
2. Načtení signálu, generování signálů
3. Analýza v časové oblasti
4. příkaz SPTool
5. Konvoluce
6. Korelační analýza
7. Spektrální analýza – úvod
8. Diskrétní Fourierova transformace
9. Filtrace – úvod
10. Filtrace – příkaz FDATool
11. Filtrace, aplikace
12. Časově frekvenční analýza, spektrogram
13. Kalmanův filtr, nelinární verze KF