Napredne metode digitalne obrade signala

Opis predmeta

Predmet omogućuje studentima upoznavanje s vremensko-frekvencijskim transformacijama signala i filtarskim slogovima korištenim u modernim sustavima za kompresiju, potiskivanju šuma i komunikacijama. Fourierova transformacija na vremenskom otvoru (STFT). Wavelet transformacija, kontinuirana i diskretna (CWT, DWT). Razlučivost u vremensko-frekvencijskoj ravnini. Teorija okvira. Filtarski slogovi: pojasno razlaganje signala. Višetaktni sustavi, decimacija i interpolacija. Uvjeti potpune rekonstrukcije. Polifazna reprezentacija filtarskih slogova. Rešetkasta i ljestvičasta realizacija. Postizanje željenih svojstava razlaganja strukturom filtarskog sloga. Wavelet filtarski slogovi. Granična funkcija skale i wavelet funkcija. Wavelet paketi. Optimalna stabla. Primjene u detekciji značajki signala, komunikacijama, kompresiji signala i potiskivanju šuma. Efikasne realizacije na računalu.

Opće kompetencije

Student stječe napredna znanja iz digitalne obrade signala: vremensko-frekvencijske obrade, višetaktni sustavi, filtarski slogovi. Primjene u detekciji značajki signala, komunikacijama, kompresiji i potiskivanju šuma.

Ishodi učenja

  1. objasniti vremensko-frekvencijske metode obrade signala
  2. analizirati signale kontinuiranom ili diskretnom valićnom transformacijom
  3. dizajnirati filtarski slog željenih svojstava
  4. primijeniti naučeno za ekstrakciju značajki, potiskivanje šuma i kompresiju podataka
  5. procijeniti i usporedti uspješnost metoda
  6. objasniti vezu filtarskih slogova i valićne transformacije

Oblici nastave

Predavanja

Nastava na predmetu je organizirana kroz dva nastavnja ciklusa. Prvi ciklus se sastoji od 6 tjedana nastava i međuispita, dok drugi ciklus nastave sadržava sedam tjedana nastave i završni ispit.

Provjere znanja

Međuispit i završni ispit. Laboratorij. Domaće zadaće. Projekt.

Laboratorijske vježbe

Laboratorijske vježbe organiziraju se jednom tjedno, kao slobodna aktivnost. Domaće zadaće su vezane za laboratorijske vježbe.

Seminari

Studenti izrađuju projekt u grupi ili samostalno.

Ostali oblici skupnog ili samostalnog učenja

Domaće zadaće.

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Napomena / komentar Udio u ocjeni
Laboratorijske vježbe 50 % 10 % 50 % 10 %
Domaće zadaće 50 % 10 % 50 % 10 %
Seminar/Projekt 50 % 20 % 50 % 20 %
Međuispit: Pismeni 50 % 30 % 0 %
Završni ispit: Pismeni 50 % 30 %
Ispit: Pismeni 50 % 60 %

Tjedni plan nastave

  1. Uvodne napomene. Primjene NMDOS-a.
  2. Fourierova transformacija: 4 varijante. Razlučivost u vremensko-frekvencijskoj ravnini: centar koncentracije i efektivna širina. DFT matrica, unitarnost.
  3. Fourierova transformacija na vremenskom otvoru (STFT). Teorija okvira. Gaborova ekspanzija.
  4. Wavelet transformacija, kontinuirana i diskretna (CWT, DWT).
  5. Uvjeti potpune rekonstrukcije višetaktnih filtarskih slogova.
  6. Dizajn filtarskih slogova s potpunom rekonstrukcijom.
  7. Wavelet filtarski slogovi. Granična funkcija skale i wavelet funkcija.
  8. Brza DWT. 2D DWT. Primjene u analizi signala i slika.
  9. Međuispit.
  10. Primjene u potiskivanju šuma, estimaciji gustoće vjerojatnosti, regresiji.
  11. Polifazna reprezentacija filtarskih slogova.
  12. Rešetkasta i ljestvičasta realizacija. Postizanje željenih svojstava razlaganja.
  13. Primjene u kompresiji signala i komunikacijama. Primjene u ekstrapolaciji i interpolaciji signala i slika te fuziji podataka.
  14. Wavelet paketi. Optimalna stabla. Efikasne realizacije
  15. Prezentacija projekta. Završni ispit.

Studijski programi

Elektroničko i računalno inženjerstvo -> Elektrotehnika i informacijska tehnologija (Profil)

Obradba informacija -> Informacijska i komunikacijska tehnologija (Profil)

Obradba informacija -> Informacijska i komunikacijska tehnologija (Profil)

Literatura

Strang G. and Nguyen T. (1996.), Wavelets and Filter Banks, Wellesley-Cambridge Press
Vetterly M. and Kovačević J. (1995.), Wavelets and Subband Coding, Prentice Hall
Vaidyanathan P.P. (1993.), Multirate Systems and Filter Banks, Prentice Hall
Seršić (2005.), Napredne metode digitalne obrade signala, FER

Bodovi i izvedba

4 ECTS
R2 Engleski jezik
R1 E-učenje
30 Predavanja
0 Auditorne vježbe
0 Laboratorijske vježbe

Ocjenjivanje

90 izvrstan
75 vrlo dobar
60 dobar
51 dovoljan