Ostatnia modyfikacja podstrony: 28.09.2016 09:19

 

Wykłady

Przetwarzanie sygnałów i informacji

  Tematy zajęć: Materiały pomocnicze
1 Wprowadzenie: Zakres zagadnień cyklu wykładów z przetwarzania sygnałów i i informacji.Sygnały w automatyce. Kategorie sygnałów. Sygnał jako wektor i rozkład sygnału na składowe. Transformaty sygnałów. Sygnały harmoniczne i wskazy. Rozmieszczenie próbek DFT na płaszczyźnie zespolonej. Rozkład sygnału na harmoniczne. Transformacja Laplace'a i transformacja Z. Odpowiedź impulsowa, splot sygnałów i transmitancja. Tłumienność, przesuwność i opóźnienie. Opis układów w przestrzeni stanów. 01_wprowadzenie_www.pdf
2 Wiadomości podstawowe: Układy dynamiczne. Pojęcie stabilności układu - stan równowagi. Stan stacjonarny i rezonans. Przestrzeń stanu. Odpowiedź impulsowa i  transmitancja. Splot sygnałów. Sprzężenie zwrotne. Struktury filtrów cyfrowych. 02_podstawy PSI_www.pdf
3 Sprzężenie zwrotne i stabilność układów: Pojęcie stabilności układu - stan równowagi. Stan stacjonarny i rezonans. Sprzężenie zwrotne. 03_stabilnosc_www.pdf
4 Wielomiany Hurwitza i kryteria stabilności: Pojęcie wielomianu Hurwitza i zmodyfikowanego wielomianu Hurwitza. Warunki konieczne jakie musi spełniać wielomian Hurwitza. Kryterium stabilności Hurwitza. Kryterium stabilności Routh'a. Ułamek testowy. Kryterium realizowalności ułamka testowego jako immitancji dwójnika LC. 04_wielomiany Hurwitza_www.pdf
5 Filtry reaktancyjne: Bezstratne (reaktancyjne) filtry drabinkowe. Macierz łańcuchowa czwórników reaktancyjnych. Transmitancja i funkcja filtracji a maceirz łańcuchowa. Kaskadowa realizacja Darlingtona. Przykład projektowania filtru. Skalowanie parametrów filtrów. Transformacje reaktancyjne.

05_filtry reaktancyjne_www.pdf

05_skalowanie_www.pdf

6 Cyfrowe filtry falowe (WDFs): Fala padająca i odbita. Modele falowe kondensatora i cewki. Modele prostych elementów statycznych. Adaptory. Pętle bez opóźnień. Przykład filtru WDF. 06_WDF_www.pdf
7 Sygnały losowe i pojęcie informacji: Sygnały losowe. Zmienne losowe. Szum gaussowski. Szum biały i szum kolorowy. Odstęp sygnału od szumu. Pojęcie informacji i entropia. Historia pojęcia entropii. 07_sygnaly losowe_www.pdf
8 Filtracja sygnałów losowych: Przetwarzanie dyskretnych sygnałów losowych. Procesy wzajemnie słabo stacjonarne. Widmowa gęstość mocy. Proces filtracji sygnałów losowych. Filtr Wienera. Filtr Kalmana - opis w przestrzeni stanów. 08_filtry syg losowych_www.pdf
9 Elementy teorii informacji i kodowanie danych: Formalna definicja informacji - entropia i autoinformacja. Właściwości entropii. Entropia łączna. Entropia warunkowa i informacja wspólna. Kodowanie danych. Pojęcie kodu przedrostkowego. Nierówność Krafta. Bezstratna kompresja danych. Twierdzenie Shannona o kodowaniu. Kodery i ich efektywność. Koder Shannona. Koder Shannona-Fano. Koder Huffmana (koder optymalny). Koder arytmetyczny. 09_informacja_www.pdf
10 Dwuwymiarowe filtry cyfrowe: Wielowymiarowe operacje dynamiczne. Wielowymiarowe układy liniowe. Splot wielowymiarowy. Liniowe układy stacjonarne. Układy separowalne. 10_filtry 2D_www.pdf
11 Transformacja zafalowaniowa: Definicja ciągłej i dyskretnej transformacji zafalowaniowej. Przykładowe zafalowania i ich transformaty Fouriera. Reprezentacja Fouriera. Dlaczego analiza spektralna nie zawsze wystarcza? Transformacja Karhunena-Loeve. Historia transformacji zafakowaniowej. Analiza sygnałów. Sygnał analityczny. 11_CWT-DWT_www.pdf
12 Ludzki system wizyjny: Oko człowieka. Trójbodźcowa teoria widzenia. Prawa Grassmanna. Barwy podstawowe i funkcje dopasowujące. Kolor jako wektor w przestrzeni barw. Przestrzeń RGB. Współrzędne chromatyczne. Luminancja i chrominancja. Przestrzeń CMY i CMYK. Przestrzenie HSL (HSI) oraz HSB (HSV). 12_oko i barwy_www.pdf
13 Proces słyszenia i przetwarzanie sygnałów audio: Ucho człowieka i proces słyszenia. Elementy psychoakustyki. Głośność, wysokość, barwa i przestrzenność dźwięku. Zjawiska maskowania. Filtry słuchowe. Kodeki audio. 13_ucho i dzwieki_www.pdf
14 Podstawy technik telewizyjnych i multimedialnych: Historia telewizji. Analogowy sygnał wizyjny. Szerokość pasma sygnału telewizyjnego. Wymiary i rozdzielczości ekranów telewizji cyfrowej. Próbkowanie analogowego sygnału wideo. Rozdzielczości obrazów telewizji cyfrowej SDTV, EDTV i HDTV. Konwersja standardów telewizji cyfrowej. Telewizja naziemna i satelitarna. Telewizja interaktywna. Telewizja internetowa. 14_telewizja_www.pdf
15 Sieci neuronowe: ANN – nowa dziedzina nauk technicznych. Pierwsze sieci neuronowe. Metoda wstecznej propagacji błędu. Neuron McCullocha-Pittsa. Ogólny model neuronu. Funkcje aktywacji. Perceptron. Neuron jako klasyfikator. Proces uczenia się – adaptacja i uogólnianie. Twardo- i miękkodecyzyjne metody optymalizacji. Ogólna reguła uczenia sieci neuronowych – reguła Amariego. Reguła Hebba. Reguła perceptronowa. Reguła delta. Reguła Widrowa-Hoffa. Reguła korelacyjna. Reguła „wygrywający bierze wszystko”. Reguła gwiazdy wyjść. 15_sieci neuronowe_www.pdf
16 Przykładowe zadania egzaminacyjne z rozwiązaniami

PSI-egz_2015-06-25

.pdf

PSI-egz-p_2015-09-18

.pdf

PSI-egz_2016-06-23

.pdf

PSI-egz-p_2016-09-28

.pdf

Literatura:

A. Dąbrowski et al., "Przetwarzanie sygnałów przy użyciu procesorów sygnałowych", Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 1998.
S. W. Smith, "Cyfrowe przetwarzanie sygnałów - praktyczny poradnik dla inżynierów i naukowców", BTC, Warszawa 2007.
R. G. Lyons, "Wprowadzenie do cyfrowego przetwarzania sygnałów", WKŁ, Warszawa 1999.
A. V. Oppenheim, R. W. Schafer, "Cyfrowe przetwarzanie sygnałów", WKŁ, Warszawa 1979.