Дисципліна: Цифрова обробка сигналів

Кількість годин (кредитів ЄКТС): 150 (5).

Мета дисципліни: ознайомлення студентів із основними методами й технічними прийомами цифрової фільтрації, обробки та перетворень інформаційних даних в сучасних інформаційних системах реєстрації, накопичення, обробки та представлення даних, вивчення методів реалізації в інформаційних системах і на сучасних персональних комп'ютерах ефективних алгоритмів перетворення та аналізу інформаційних даних.

Предметом дисципліни є методи цифрової обробки сигналів (ЦОС), компоненти для систем, а також основні питання їх використання в різних галузях техніки, системах збору та передачі даних.

Завдання дисципліни:

– формування системного підходу до вирішення проблеми аналізу сигналів та обробки зображень на їх основі;

– вивчення математичних методів і основних алгоритмів розв'язання задач обробки зображень;

– формування навичок використання принципів і методів обробки сигналів, зокрема при аналізі і синтезі автоматизованих комп’ютерно-інтегрованих систем.

У результаті вивчення навчальної дисципліни студент повинен

знати:

- основні способи параметричного опису детермінованих і випадкових сигналів;

- методи оцінювання параметрів (зокрема, кореляційних і спектральних характеристик сигналів);

- ефективні обчислювальні алгоритми дискретних Фур'є і вейвлет перетворень.

- фізичні й математичні основи перетворення сигналів при цифровій обробці й пов'язаних із ними спотворень та похибок;

- математичні алгоритми цифрової фільтрації та спектрально-кореляційного аналізу сигналів;

- методи синтезу цифрових фільтрів і оцінки точності цифрової обробки сигналів та зображень;

- методи багатоканальної обробки сигналів;

- загальні принципи й засоби реалізації ЦОС;

вміти:

- розробляти технічне завдання на проєктування пристрою або системи ЦОС;

- обирати найбільш ефективний алгоритм обробки сигналу, який отримано експериментальним шляхом;

- виконувати синтез цифрового фільтра на ЕОМ;

- використовувати теоретичні знання для алгоритмічного проєктування систем цифрового опрацювання сигналів;

- проводити моделювання обробки сигналів та зображень на ЕОМ;

- обирати сучасну елементну базу ЦОС відповідно до техніко-економічних критеріїв для її реалізації.

Опис дисципліни

Цифрова обробка сигналів набуває все більш широкого застосування в інформаційних технологіях, промисловості, побуті, військовій справі. Знання методів цифрової обробки сигналів та систем реалізації цих методів є необхідною складовою освіти сучасного фахівця з комп’ютерної інженерії.

Зміст дисципліни (тематика):

ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ 1. Базові алгоритми та методи цифрової обробки сигналів

Тема 1. Вступ до цифрової обробки сигналів (ЦОС).

Тема 2. Визначення та класифікація цифрових фільтрів. Методи математичного опису цифрових фільтрів у часовій і частотній області.

Тема 3. Цифрові фільтри обробки одномірних сигналів.

Тема4. Методи цифрового кореляційного та спектрального аналізу сигналів.

Тема 5. Задачі, способи, засоби і принципи реалізації ЦОС. Реалізація ЦОС на основі апаратних та апаратно-програмних (мікропроцесорних) засобів.

ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ 2. Структурний аналіз складних сигналів

Тема 6. Кореляційний аналіз стаціонарних та нестаціонарних часових рядів.

Тема 7. Методи реконструкції складних сигналів.

Тема 8. Основи вейвлет-перетворення сигналів.

Тема 9. Основні принципи побудови цифро-аналогових перетворювачів.

Тема 10. Кодування цифрових сигналів. Методи передачі цифрової інформації.

Форма організації контролю: усне опитування, тестові завдання, доповіді, реферативні роботи, іспит.