Student stječe temeljna teoretska znanja iz područja digitalne obradbe signala, te se upoznaje s brojnim algoritmima i postupcima koji se koriste u ovom području. Student stječe i osnovna znanja vezana uz izvedbu i primjenu tih algoritama.

1. objasniti važnost digitalne obradbe signala (DOS) u računarstvu, elektronici, automatici, telekomunikacijama i multimediji
2. identificirati temljene koncepte kao što su linearnost, vremenska stalnost, impulsni odziv, z-transformacija, DTFT u DOS
3. dizajnirati FIR i IIR digitalne filtre
4. usporediti i ocijeniti svojstva dizajniranih FIR ili IIR filtra
5. analizirati i realizirati vremenski diskretne i digitalne sustave korištenjem blokovskih dijagrama
6. razviti i primjeniti algoritme za brzu Fourierovu transformaciju
7. rezimirati višetaktnu obradbu signala

Predavanja će se održavati u dva ciklusa u trajanju od tri sata tjedno.

Provjere znanja uključuju međuispit u sredini semestra, te usmeni i pismeni završni ispit na kraju semestra.

Laboratorijske vježbe vode se u okviru odvojenog kolegija i pomažu boljem razumijevanju problema i pojava u području digitalne obradbe signala.

Nositelji predmeta:

• Prof. dr. sc. Branko Jeren, soba D120, ZESOI, branko.jeren@fer.hr, 01/6129 950, konzultacije odmah poslije predavanja
• Prof. dr. sc. Davor Petrinović, soba D118, ZESOI, davor.petrinovic@fer.hr, 01/6129 968, konzultacije odmah poslije predavanja

Asistenti

• Dr. sc. Juraj Petrović, soba D114, ZESOI, juraj.petrovic@fer.hr, 01/6129 775, konzultacije po dogovoru, uz najavu na mail

Studenti na raspolaganju imaju Moodle stranice kolegija sa dodatnim materijalima za usvajanje i samoprovjeru znanja.

1. Uvod u digitalnu obradbu signala; prednosti i nedostaci; specifikacija filtra, primjeri jednostavnih filtara s konačnim i beskonačnim impulsnim odzivom
2. Frekvencijska analiza vremenski diskretnih signala; analiza aperiodičnih i periodičnih signala; digitalna obradba vremenski kontinuiranih signala; otipkavanje; antialiasing filtri
3. Rekonstrukcija vremenski kontinuiranog signala iz njegovih uzoraka; idealna interpolacijska funkcija; realni interpolatori; diskretizacija kontinuiranog spektra i njegova rekonstrukcija iz spektralnih uzoraka; diskretna Fourierova transformacija
4. Brza Fourierova transformacija, FFT, metoda podijeli pa vladaj, razlaganje u vremenskoj domeni
5. Korijen-2 metoda, FFT leptir, bit-reversed algoritam adresiranja uzoraka, analiza složenosti, RE2FFT algoritam, primjena FFTa za brzu konvoluciju
6. Filtri. Osnovni pojmovi: prijenosna funkcija, amplitudno i fazno frekvencijska karakteristika, grupno vrijeme kašnjenja; uvod u postupak projektiranja
7. Obradba signala u blokovima i uzorak po uzorak. Konvolucijska sumacija. Konvolucija u blokovima, metoda preklopi i zbroji, periodička i cirkularana konvolucija
8. međuispit
9. Primjer projektiranja FIR filtra. Filtar za vremenski kratkotrajno usrednjavanje. Klasifikacija nerekurzivnih digitalnih filtara obzirom na simetričnost odziva. Gibbsov fenomen. Projektiranje FIR filtara metodom vremenskih otvora.
10. Promjenjivi vremenski otovori, (Dolph-Chebyshev, Kaiser). Projektiranje optimalnih FIR filtara: kriterij jednake valovitosti (min-max), funkcija cilja, težinska funkcija; numerički optimizacijski postupci; Parks McClellanov algoritam. Pronalaženje frekvencija ekstremalnih točaka aproksimacije; Remezov algoritam; Primjeri projektiranja optimalnih filtara u Matlabu.
11. Projektiranje rekurzivnih digitalnih filtara transformacijom vremenski kontinuiranih filtara. Transformacija jednakih impulsnih odziva, problem otipkavanja i aliasinga frekvencijske karakteristike filtra, veza polova u S i Z domeni, postupak projektiranja.
12. Bilinearna transformacija: svojstva, odnos vremenski kontinuirane i diskretne frekvencije, inverzna transformacija specifikacije filtra.
13. Frekvencijske transformacije u Z domeni. Transformacija niski propust u visoki propust, pojasni propust, pojasnu branu ili niski propust druge granične frekvencije. Svepropusna funkcija transformirane varijable. Nelinearna transformacija frekvencijske skale, određivanje rubova područja.
14. FIR i IIR filtarske strukture, pravila transformacije dijagrama toka signala, transponirana struktura, strukture za FIR filtre linearne faze, polifazna realizacija FIR filtra; Realizacija IIR filtra, direktna forma I i II, transponirana forma II, kaskadna i paralelna realizacija IIR filtra. Kvantizacija filtarskih koeficijenata, analiza osjetljivosti, kvantizacija koeficijenata sekcije 2. reda, mogući položaji polova i nula.
15. Završni ispit