APUNAP41 Fundamentals of Signal Analysis

Institute of physics in Opava
summer 2021
Extent and Intensity
1/3/0. 6 credit(s). Type of Completion: z (credit).
Teacher(s)
doc. Ing. Petr Čermák, Ph.D. (lecturer)
Guaranteed by
doc. Ing. Petr Čermák, Ph.D.
Institute of physics in Opava
Prerequisites (in Czech)
(FAKULTA(FU) && TYP_STUDIA(B))
Course Enrolment Limitations
The course is also offered to the students of the fields other than those the course is directly associated with.
fields of study / plans the course is directly associated with
Course objectives (in Czech)
Předmět je zaměřen na digitální zpracování jednorozměrných signálů ve fyzice, monitorovací technice i v dalších oblastech.
Syllabus (in Czech)
  • 1. Základní pojmy. Signál spojitý, diskrétní, číslicový, oblasti aplikace, etapy zpracování signálu, klasifikace diskrétních metod zpracování signálu, výhody a nevýhody diskrétního a číslicového zpracování signálů, signály 1D, 2D, vícerozměrné.

  • 2. Fourierova řada (FS) a Fourierova transformace (FT) spojitého signálu. Definice a vlastnosti, FT základních signálů, vliv vzorkování originálu na obraz, konvoluce a korelace.

  • 3. Vzorkování a rekonstrukce signálu. Ideální a reálný vzorkovací signál, vzorkovací teorém a alias, rekonstrukční filtr a interpolanta.

  • 4. Fourierova transformace diskrétního signálu. DTFT, DFT, jejich inverze a vlastnosti.

  • 5. Diskrétní unitární transformace. Kernel transformace, unitarita, hermitovost, příklady: Hadamardova, Walshova, DFT, Haarova, metody rychlého výpočtu DFT (FFT).

  • 6. Deterministické a stochastické signály. Stabilita a kauzalita, lineární časově invariantní systémy.

  • 7. Přenosová funkce, impulsní odezva systému, zkreslení (vazba na přenosovou šířku pásma).

  • 8. Digitální filtrace a stavba digitálních filtrů – FIR, IIR (numerická realizace konvolučního integrálu, dolnofrekvenční filtry na odstranění šumu, úzkopásmové filtry, nelineární filtry, filtry pro odstranění výstřelů).
  • 9. Waveletové transformace (WT). Časově-frekvenční analýza, spojité, diskrétní WT (CWT/DWT), DWT tyou Daubechies, realizace WT bankami filtrů.

Literature
    required literature
  • Lyons R.G. Understanding Digital Signal Processing. Prentice Hall; 3 edition, 2010. ISBN 978-0137027415. info
    recommended literature
  • Jan, J.: Číslicová filtrace, analýza a restaurace signálů. Akademické nakladatelství, VUTIUM, 2002
Assessment methods (in Czech)
Aktivní účast na cvičení a vyřešení všech domácích úloh. Studenti v rámci ústní zkoušky prokazují znalosti a přehled z oblasti analýzy signálu v rozsahu přednášek.
Language of instruction
Czech
Further Comments
The course is taught annually.
The course is taught: every week.
The course is also listed under the following terms summer 2022, summer 2023, summer 2024, summer 2025.
  • Enrolment Statistics (summer 2021, recent)
  • Permalink: https://is.slu.cz/course/fu/summer2021/APUNAP41