Difference between revisions of "LU-DSP-b15"

From DiLab
Jump to: navigation, search
(New page: {{TocRight}} =Digitālā (ciparu) signālu apstrāde= LU DF bakalauru kurss. * Pasniedzējs Kaspars Sudars [mansuzvārds@edi.lv]. === SVARĪGI=== Ar šo semestri LU DF '''nebūs iespēja...)
 
Line 38: Line 38:
! Kursa saturs
! Kursa saturs
|-
|-
| 27.01.2014. - 02.02.2014. || Reģistrācijas nedēļa
| 03.02.2015. - 08.02.2015. || Reģistrācijas nedēļa
|-
|-
| 06.02.2014
| 12.02.2015
| DSP ievadlekcija. DSP definīcija un pielietojumi. [http://www.dspguide.com/pdfbook.htm DSPGuide grāmatā] 1. nodaļa. [http://failiem.lv/u/wlcosgd Slaidi]
| DSP ievadlekcija. DSP definīcija un pielietojumi. [http://www.dspguide.com/pdfbook.htm DSPGuide grāmatā] 1. nodaļa. [http://failiem.lv/u/wlcosgd Slaidi]
|-
|-
| 13.02.2014
| 19.02.2015
| Analogais-ciparu pārveidotājs (ADC), signālu mērīšana (ciparu signāls = signālu diskretizācija + kvantēšanas; kvantēšanas kļūdas, un kā ar tam cīnīties) [http://www.dspguide.com/pdfbook.htm DSPGuide grāmatā 3. nodaļa], [http://failiem.lv/u/yfutvhs Pietiekama diskretizācijas frekvence, uzklāšanās].
| Analogais-ciparu pārveidotājs (ADC), signālu mērīšana (ciparu signāls = signālu diskretizācija + kvantēšanas; kvantēšanas kļūdas, un kā ar tam cīnīties) [http://www.dspguide.com/pdfbook.htm DSPGuide grāmatā 3. nodaļa], [http://failiem.lv/u/yfutvhs Pietiekama diskretizācijas frekvence, uzklāšanās].


Line 52: Line 52:
<br> [http://failiem.lv/g/ozxktow DSP uzdevumi]
<br> [http://failiem.lv/g/ozxktow DSP uzdevumi]
|-
|-
| 20.02.2014
| 26.02.2015
| Svarīgāko Octave komandu apskats (komandu pilna bāze, ar kurām var konstruēt visus (svarīgākos) signālapstrādes algoritmus). Praktiskais darbs ar Octave.
| Svarīgāko Octave komandu apskats (komandu pilna bāze, ar kurām var konstruēt visus (svarīgākos) signālapstrādes algoritmus). Praktiskais darbs ar Octave.
<br>Statistika, varbūtība un trokšņi. [http://www.dspguide.com/pdfbook.htm DSPGuide grāmatā] 2. nodaļa (varbūtības, varbūtību funkcija, varbūtību blīvuma funkcija/sadalījums, empīriskais sadalījums, sadalījumu parametri, [http://failiem.lv/u/ygccccw Markova ķēdes], stāvokļu pārejas matrica, stohastiska procesa realizācija, realizāciju ansamblis, šķēlums, laika sērijas, ergodisks process, stacionārs process, Normālais (Gausa) sadalījums, Centrālā robežteorēma) [http://failiem.lv/u/ysjtvif Vidējā vērtība un deviācija].
<br>Statistika, varbūtība un trokšņi. [http://www.dspguide.com/pdfbook.htm DSPGuide grāmatā] 2. nodaļa (varbūtības, varbūtību funkcija, varbūtību blīvuma funkcija/sadalījums, empīriskais sadalījums, sadalījumu parametri, [http://failiem.lv/u/ygccccw Markova ķēdes], stāvokļu pārejas matrica, stohastiska procesa realizācija, realizāciju ansamblis, šķēlums, laika sērijas, ergodisks process, stacionārs process, Normālais (Gausa) sadalījums, Centrālā robežteorēma) [http://failiem.lv/u/ysjtvif Vidējā vērtība un deviācija].
Line 58: Line 58:
|
|
|-
|-
| 27.02.2014
| 05.03.2015
| Konvolūcija step-by-step 1, Octave implementācija
| Konvolūcija step-by-step 1, Octave implementācija
<br>[http://selavo.lv/~kursi/dsp/2011/Lekcija5_dekompozicija-un-sinteze.pdf Sintēze un dekompozīcija 1]
<br>[http://selavo.lv/~kursi/dsp/2011/Lekcija5_dekompozicija-un-sinteze.pdf Sintēze un dekompozīcija 1]
Line 64: Line 64:
| ''' '''
| ''' '''
|-
|-
| 06.03.2014
| 12.03.2015
| Konvolūcija step-by-step 2, Octave implementācija
| Konvolūcija step-by-step 2, Octave implementācija
| '''MD3 '''
| '''MD3 '''
|-
|-
| 13.03.2014
| 19.03.2015
| Uzd. "Doti punkti, izrēķināt punktu vērtības starp šiem punktiem", veikt filtrāciju ar dažādām impulsa reakcijām h[n], kad tā ir 1, [-1 1], Gausa funkcija, 1-Gausa funkcija tml.
| Uzd. "Doti punkti, izrēķināt punktu vērtības starp šiem punktiem", veikt filtrāciju ar dažādām impulsa reakcijām h[n], kad tā ir 1, [-1 1], Gausa funkcija, 1-Gausa funkcija tml.
| '''MD3 termiņš, MD1 '''
| '''MD3 termiņš, MD1 '''
|-
|-
| 20.03.2014
| 26.03.2015
| Vidus semestra '''kontroldarbs'''. 1. - 7. nodaļas no [http://www.dspguide.com/pdfbook.htm DSPGuide grāmatas] un lekcijām.
| Vidus semestra '''kontroldarbs'''. 1. - 7. nodaļas no [http://www.dspguide.com/pdfbook.htm DSPGuide grāmatas] un lekcijām.
<br> [http://failiem.lv/u/jdshznk Gadījuma skaitļu masīvs 1x2000]
<br> [http://failiem.lv/u/jdshznk Gadījuma skaitļu masīvs 1x2000]
| '''MD2, MD1 termiņš'''
| '''MD2, MD1 termiņš'''
|-
|-
| 27.03.2014
| 30.03.2015 - 06.04.2015
| Diskrētā Furjē transformācija [http://failiem.lv/u/ovrjrhg DFT step-by-step]
| ''Lieldienu brīvdienas'' - Diskrētā Furjē transformācija [http://failiem.lv/u/ovrjrhg DFT step-by-step]
<br>[http://www.ee.ic.ac.uk/pcheung/teaching/ee2_signals/lecture%2013%20-%20sampling%20&%20discrete%20signals.pdf Diskretizācija (sampling), Imperial College slaidi] Signālu atjaunošana un filtrācija ar sinc(n) funkciju.
<br>[http://www.ee.ic.ac.uk/pcheung/teaching/ee2_signals/lecture%2013%20-%20sampling%20&%20discrete%20signals.pdf Diskretizācija (sampling), Imperial College slaidi] Signālu atjaunošana un filtrācija ar sinc(n) funkciju.
| '''MD2 termiņš'''
| '''MD2 termiņš'''
|-
|-
| 03.04.2013.
| 09.04.2015
| DFT step-by-step. Signālu filtrācija frekvenču apgabalā. Praktiskā implementācija Octave.
| DFT step-by-step. Signālu filtrācija frekvenču apgabalā. Praktiskā implementācija Octave.
|-
|-
| 10.04.2013
| 16.04.2015
| DFT step-by-step. Signālu filtrācija frekvenču apgabalā. Praktiskā implementācija Octave.
| DFT step-by-step. Signālu filtrācija frekvenču apgabalā. Praktiskā implementācija Octave.
|-
|-
| 14.04.2014. - 21.04.2014.
| 23.04.2015
| ''Lieldienu brīvdienas''
| ''Lieldienu brīvdienas''
| ''' '''
| ''' '''
|-
|-
| 24.04.2014
| 30.04.2015
| Attēlu apstrāde un atslēgas punktu izvilkšana ar [http://failiem.lv/u/ejlvvrj ORB]. Praktiskā implementācija Octave.
| Attēlu apstrāde un atslēgas punktu izvilkšana ar [http://failiem.lv/u/ejlvvrj ORB]. Praktiskā implementācija Octave.
| ''' '''
| ''' '''
|-
|-
| 01.05.2014
| 07.05.2015
| ''Darba svētki''
| ''Darba svētki''
| ''' '''
| ''' '''
|-
|-
| 08.05.2014
| 14.05.2015
| Attēlu apstrāde un atslēgas punktu izvilkšana ar [http://failiem.lv/u/ejlvvrj ORB]. Praktiskā implementācija Octave.
| Attēlu apstrāde un atslēgas punktu izvilkšana ar [http://failiem.lv/u/ejlvvrj ORB]. Praktiskā implementācija Octave.
|-
|-
| 15.05.2014
| 21.05.2015
| Vidus semestra '''kontroldarbs Nr. 2'''. Visas nodaļas no [http://www.dspguide.com/pdfbook.htm DSPGuide grāmatas] un lekcijām.
| Vidus semestra '''kontroldarbs Nr. 2'''. Visas nodaļas no [http://www.dspguide.com/pdfbook.htm DSPGuide grāmatas] un lekcijām.
<br> [http://failiem.lv/u/pidnxjt Testa signāls]
<br> [http://failiem.lv/u/pidnxjt Testa signāls]
Line 109: Line 109:
|
|
|-
|-
| 22.05.2014
| 28.05.2015
| Vielas atkārtojums.
| Vielas atkārtojums.
| ''' '''
| ''' '''
|-
|-
| 29.05.2013
| 04.06.2015
| '''Eksāmens'''
| '''Eksāmens'''
|-
|-
| ???
| 12.06.2013
| 14:30 alternatīvs eksāmens tiem, kas nerakstīja iepriekš, ar 80% kā maksimālo rezultātu kavējuma dēļ. Kursa rezultātu paziņošana.
| 14:30 alternatīvs eksāmens tiem, kas nerakstīja iepriekš, ar 80% kā maksimālo rezultātu kavējuma dēļ. Kursa rezultātu paziņošana.
|-
|-

Revision as of 10:58, 5 February 2015

Digitālā (ciparu) signālu apstrāde

LU DF bakalauru kurss.

  • Pasniedzējs Kaspars Sudars [mansuzvārds@edi.lv].

SVARĪGI

Ar šo semestri LU DF nebūs iespējams izlikt kursā atzīmi, ja nebūs aizpildīta kursa vērtējuma aptauja, kas pieejama LUIS sistēmā. Tāpēc visiem studentiem lūdzu to savlaicīgi izdarīt.

Mērķi

  • Iepazīties ar digitālās signālu apstrādes pielietojumiem un principiem

Motivācija

"Think how electronics has changed the world in the last 50 years. DSP will have the same role over the next 50 years. Learn it or be left behind!" - Steve Smith, autors "DSP Guide"

Mājas un citi iesniedzamie darbi

  • Iesniegšanas termiņa laiks ir 30 minūtes pirms nākamās lekcijas sākumam, ja netiek noteikts cits termiņš.
  • Ja darbs tiek iesniegts ar novēlošanos, rezultāts tiek samazināts par 50% pirmo septiņu dienu laikā pēc termiņa, un vēl par 50% plus 10% par katru nokavēto dienu septiņas vai vairāk dienas pēc termiņa.
  • Darbi iesniedzami elektroniski, pa epastu pasniedzējam.
  • E-pasta Subj. ir sekojošs: "DSP MD1 Vards Uzvards" - piemērs pirmajam mājasdarbam. Vārds uzvārds rakstāmi latīņu burtiem - bez garumzīmēm un tml. (failu sistēmu saderībai).
  • Teksts noformējams PDF faila formātā. Piemēram MD2 fails būtu sekojošs: DSP_MD2_Vards_Uzvards.pdf
  • Iesniedzamie projektu faili arhivējami tgz formātā, sekojoši: DSP_MD2_Vards_Uzvards.tgz Atspiežot šo failu tam jārada direktorija ar tādu pašu nosaukumu, kur atrodas visi faili.

Vērtējums kursā

Kursa galējais vērtējums sastāv no sekojošām komponentēm:

  • 10% - dalība lekcijās un diskusijās
  • 20% - mājas darbi, praktiskie darbi un testi
  • 20+20% - divi kontroldarbi semestra vidū
  • 30% - rakstisks gala eksāmens
  • Obligāta kursa aptaujas anketas aizpildīšana LUIS sistēmā
  • Atzīmes uzlabošanai iespējams papildus rakstīt eseju par tēmu, kas jāsaskaņo ar pasniedzēju.

Kalendārs

Nedēļas datumi Kursa saturs
03.02.2015. - 08.02.2015. Reģistrācijas nedēļa
12.02.2015 DSP ievadlekcija. DSP definīcija un pielietojumi. DSPGuide grāmatā 1. nodaļa. Slaidi
19.02.2015 Analogais-ciparu pārveidotājs (ADC), signālu mērīšana (ciparu signāls = signālu diskretizācija + kvantēšanas; kvantēšanas kļūdas, un kā ar tam cīnīties) DSPGuide grāmatā 3. nodaļa, Pietiekama diskretizācijas frekvence, uzklāšanās.


Signālu klasifikācijas un galvenie parametri Slaidi (vidējā vērtība, vidējā kvadrātiskā vērtība, SNR, enerģija, jauda, min un max vērtība, dinamiskais diapazons u.c.).


Ievads MATLAB, SCILAB un OCTAVE datu apstrādes sistēmās: M-valodas Slaidi 1 M-valodas Slaidi 2
2 Wav faili - bunga un ģitāra.
DSP uzdevumi

26.02.2015 Svarīgāko Octave komandu apskats (komandu pilna bāze, ar kurām var konstruēt visus (svarīgākos) signālapstrādes algoritmus). Praktiskais darbs ar Octave.


Statistika, varbūtība un trokšņi. DSPGuide grāmatā 2. nodaļa (varbūtības, varbūtību funkcija, varbūtību blīvuma funkcija/sadalījums, empīriskais sadalījums, sadalījumu parametri, Markova ķēdes, stāvokļu pārejas matrica, stohastiska procesa realizācija, realizāciju ansamblis, šķēlums, laika sērijas, ergodisks process, stacionārs process, Normālais (Gausa) sadalījums, Centrālā robežteorēma) Vidējā vērtība un deviācija.

Praktiskais darbs: korelācijas koeficients, (diskrētā) Brauna kustība, varbūtību trīsstūris

05.03.2015 Konvolūcija step-by-step 1, Octave implementācija


Sintēze un dekompozīcija 1
Sintēze un dekompozīcija 2

12.03.2015 Konvolūcija step-by-step 2, Octave implementācija MD3
19.03.2015 Uzd. "Doti punkti, izrēķināt punktu vērtības starp šiem punktiem", veikt filtrāciju ar dažādām impulsa reakcijām h[n], kad tā ir 1, [-1 1], Gausa funkcija, 1-Gausa funkcija tml. MD3 termiņš, MD1
26.03.2015 Vidus semestra kontroldarbs. 1. - 7. nodaļas no DSPGuide grāmatas un lekcijām.


Gadījuma skaitļu masīvs 1x2000

MD2, MD1 termiņš
30.03.2015 - 06.04.2015 Lieldienu brīvdienas - Diskrētā Furjē transformācija DFT step-by-step


Diskretizācija (sampling), Imperial College slaidi Signālu atjaunošana un filtrācija ar sinc(n) funkciju.

MD2 termiņš
09.04.2015 DFT step-by-step. Signālu filtrācija frekvenču apgabalā. Praktiskā implementācija Octave.
16.04.2015 DFT step-by-step. Signālu filtrācija frekvenču apgabalā. Praktiskā implementācija Octave.
23.04.2015 Lieldienu brīvdienas
30.04.2015 Attēlu apstrāde un atslēgas punktu izvilkšana ar ORB. Praktiskā implementācija Octave.
07.05.2015 Darba svētki
14.05.2015 Attēlu apstrāde un atslēgas punktu izvilkšana ar ORB. Praktiskā implementācija Octave.
21.05.2015 Vidus semestra kontroldarbs Nr. 2. Visas nodaļas no DSPGuide grāmatas un lekcijām.


Testa signāls

28.05.2015 Vielas atkārtojums.
04.06.2015 Eksāmens
??? 14:30 alternatīvs eksāmens tiem, kas nerakstīja iepriekš, ar 80% kā maksimālo rezultātu kavējuma dēļ. Kursa rezultātu paziņošana.

Prakstiskie un mājas uzdevumi

  • MD1: Ģenerēt nejaušus skaitļus (vismaz 80000) un histogrammas sekojošām funkcijām: RND, RND+RND, RND+RND+RND+RND. Izdarīt secinājumus par histogrammām. Iesūtīt grafikus un secinājumus pdf dokumentā. Programmēšanas vide Octave.
  • MD2: Izveidot simulatorus: (A) Monētas krišanai pa sazarotu celiņu (tas sakrīt ar varbūtību trīsstūri ar 5 pakāpēm), kur varbūtība monētai aiziet pa kreiso zaru un pa labo zaru: 1)0.5, 0.5 un 2) 0.3 un 0.7. Secinājumi. (B) Objekta X diskrētai random walk, kur varbūtība iet vienu diskrēto lielumu uz priekšu vai atpakaļ ir 0.5 un 0.5, varbūtība iet vienu diskrēto lielumu pa kreisi, pa labi ir 0.5 un 0.5, attēlot grafiski šādas random walk realizācijas, kad gājienu skaits N=10, 100, 1000. Secinājumi.
  • MD3: Audio faila konvolūcija ar gausa funkciju, secinājumi.
  • MD4: DFT matricu formā, kods, ilustratīvs piemērs, secinājumi.
  • MD-Y: Implementēt Kalmana filtru Octave vidē. Ģenerēt testa signālu ar troksni. Filtrēt to ar Kalmana filtru. Mainīt Kalman Gain un veikt secinājumus.
  • MD-5: Ģenerēt testa signālu y:
    • N=1000;
    • sigmau=1.8;
    • x=linspace(0,1,N)*.5;
    • y=x+sigmau*randn(1,N);
    • Izmantojot signālu y, atdalīt no tā troksni, izmantojot (a) Moving Average, (b) Gausa un (c) Kalmana filtrus. Salīdzināt visu filtru rezultātus, izmantojot vidējās kvadrātiskās kļūdas kritēriju (ja tiek izmantots cits kritērijs, tad pamatot tā izvēli). Izdarīt secinājumus.

Papildus

Retrieved from "http://andromeda.df.lu.lv/wiki/index.php?title=LU-DSP-b15&oldid=5917"