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