Difference between revisions of "LU-DSP-b"

From DiLab
Jump to: navigation, search
(→‎Kalendārs)
(→‎25.05.20)
(37 intermediate revisions by the same user not shown)
Line 6: Line 6:
[[#Resursi | Resursi]] |
[[#Resursi | Resursi]] |
</big>
</big>
[[#{{CURRENTDAY2}}.{{CURRENTMONTH}}.{{CURRENTYEAR}}. | Šodiena... (ja ir lekcija)]]
[[#{{LOCALDAY2}}.{{LOCALMONTH}}.{{padright:|2|{{LOCALYEAR}} }} | Šodiena: {{LOCALDAY2}}.{{LOCALMONTH}}.{{padright:|2|{{LOCALYEAR}} }}]] :
[[#{{#expr:{{LOCALDAY2}}+1}}.{{LOCALMONTH}}.{{padright:|2|{{LOCALYEAR}} }} | Rītdiena: {{#expr:{{LOCALDAY2}}+1}}.{{LOCALMONTH}}.{{padright:|2|{{LOCALYEAR}} }}]]
(ja ir lekcija)


=Digitālā (ciparu) signālu apstrāde=
=Digitālā (ciparu) signālu apstrāde=
Line 40: Line 42:
=Kalendārs=
=Kalendārs=


{| border=1 cellspacing=0 cellpadding=4 style = ""border-color: #ddd;""
{| border=1 cellspacing=0 cellpadding=4 style = 'border-color: #ddd;'
|-
|-
! Datums
! Datums
! Tēma, saturs
! Tēma, saturs
! Uzdevumi
! Uzdevumi
|- style='vertical-align: top;'
|-
|
|
==== 03.02.20 ====
==== 03.02.20 ====
Line 56: Line 58:
DSP (Digital Signal Processing) ievadlekcija. DSP definīcija un pielietojumi.
DSP (Digital Signal Processing) ievadlekcija. DSP definīcija un pielietojumi.


'''Reading/Reference''':
'''Lasāmviela un resursi''':
[http://www.dspguide.com/pdfbook.htm DSPGuide grāmatā] 1. nodaļa.
* [http://www.dspguide.com/pdfbook.htm DSPGuide grāmatā] 1. nodaļa.


|
|


|- style='vertical-align: top;'
|-
|
|
==== 10.02.20 ====
==== 10.02.20 ====
Line 73: Line 75:
Signālu klasifikācijas un galvenie parametri (vidējā vērtība, vidējā kvadrātiskā vērtība, SNR, enerģija, jauda, min un max vērtība, dinamiskais diapazons u.c.).
Signālu klasifikācijas un galvenie parametri (vidējā vērtība, vidējā kvadrātiskā vērtība, SNR, enerģija, jauda, min un max vērtība, dinamiskais diapazons u.c.).


'''Reading/Reference''':
'''Lasāmviela un resursi''':
[http://www.dspguide.com/pdfbook.htm DSPGuide grāmatā] 2-3. nodaļas.
* [http://www.dspguide.com/pdfbook.htm DSPGuide grāmatā] 2-3. nodaļas.


|
|
* '''Uzdots [[#MD1 | MD1]]'''
* '''Uzdots [[#MD1 | MD1]]'''


|- style='vertical-align: top;'
|-
|
|
==== 17.02.20 ====
==== 17.02.20 ====
Line 92: Line 94:
Apskatam sitēmas f(x)=2*x, g(x)=x+5 un m(x)=x*x. Pārbaudam vai tās ir lineāras sistēmas.
Apskatam sitēmas f(x)=2*x, g(x)=x+5 un m(x)=x*x. Pārbaudam vai tās ir lineāras sistēmas.


'''Reading/Reference''':
'''Lasāmviela un resursi''':
[http://www.dspguide.com/CH5.PDF DSPGuide 5. nodaļa]
* [http://www.dspguide.com/CH5.PDF DSPGuide 5. nodaļa]


|
|
* ''' '''Termiņš''' [[#MD1 | MD1]]'''
* ''' '''Termiņš''' [[#MD1 | MD1]]'''


|- style='vertical-align: top;'
|-
|
|
==== 24.02.20 ====
==== 24.02.20 ====
Line 109: Line 111:
Konvolūcija un tās īpašības
Konvolūcija un tās īpašības


'''Reading/Reference''':
'''Lasāmviela un resursi''':
* [http://www.dspguide.com/CH6.PDF 6.nodaļa]
* [http://www.dspguide.com/CH6.PDF 6.nodaļa]
* [http://www.dspguide.com/CH7.PDF 7.nodaļa]
* [http://www.dspguide.com/CH7.PDF 7.nodaļa]
Line 115: Line 117:
|
|


|- style='vertical-align: top;'
|-
|
|
==== 02.03.20 ====
==== 02.03.20 ====
Line 131: Line 133:
|
|


|- style='vertical-align: top;'
|-
|
|
==== 09.03.20 ====
==== 09.03.20 ====
Line 142: Line 144:
Vidus semestra '''kontroldarbs KD-1'''.
Vidus semestra '''kontroldarbs KD-1'''.
<br>[http://failiem.lv/u/jdshznk Gadījuma skaitļu masīvs 1x2000]
<br>[http://failiem.lv/u/jdshznk Gadījuma skaitļu masīvs 1x2000]

'''Lasāmviela un resursi''':
* 1. - 7. nodaļas no [http://www.dspguide.com/pdfbook.htm DSPGuide grāmatas] un lekcijām.


|
|
* '''KD1'''
* '''KD1'''


|- style='vertical-align: top;'
|-
|
|
==== 16.03.20 ====
==== 16.03.20 ====
|
|
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
|<big>'''Ievads digitālajos filtros'''</big>
|<big>'''Ievads digitālajos filtros, ''Moving average'' filtrs'''</big>
|}
|}



'''LEKCIJAS TIEŠSAISTĒ''' (sīkāk estudiju forumā)


Digitālie filtri, kustīgā vidējā (moving average) filtrs.
Digitālie filtri, kustīgā vidējā (moving average) filtrs.


'''Reading/Reference''':
'''Lasāmviela un resursi''':
1. - 7. nodaļas no [http://www.dspguide.com/pdfbook.htm DSPGuide grāmatas] un lekcijām.
* 14.,15. nodaļas no [http://www.dspguide.com/pdfbook.htm DSPGuide grāmatas] un lekcijām.
* [https://qr.ae/pNnblQ What does 50dB sound like?]


|
|
* '''Uzdots [[#MD2 | MD2]]'''
* '''Uzdots [[#MD2 | MD2]]'''


|- style='vertical-align: top;'
|-
|
|
==== 23.03.20 ====
==== 23.03.20 ====
Line 179: Line 187:
|
|


|- style='vertical-align: top;'
|-
|
|
==== 30.03.20 ====
==== 30.03.20 ====
Line 190: Line 198:
Audio uztvere in apstrāde
Audio uztvere in apstrāde


'''Reading/Reference''':
'''Lasāmviela un resursi''':
[http://www.dspguide.com/pdfbook.htm DSPGuide 23., 24., 25. nodaļas]
* [http://www.dspguide.com/pdfbook.htm DSPGuide 23., 24., 25. nodaļas]


|
|
* ''' '''Termiņš''' [[#MD2 | MD2]]'''
* ''' '''Termiņš''' [[#MD2 | MD2]]'''


|- style='vertical-align: top;'
|-
|
|
==== 20.04.20 ====
==== 20.04.20 ====
Line 207: Line 215:
Attēlu uztvere un apstrāde
Attēlu uztvere un apstrāde


'''Reading/Reference''':
'''Lasāmviela un resursi''':
[http://www.dspguide.com/pdfbook.htm DSPGuide 23., 24., 25. nodaļas]
* [http://www.dspguide.com/pdfbook.htm DSPGuide 23., 24., 25. nodaļas]


|
|


|- style='vertical-align: top;'
|-
|
|
==== 27.04.20 ====
==== 27.04.20 ====
Line 223: Line 231:
[[#Furjē_transformācija | Video materiāls]]
[[#Furjē_transformācija | Video materiāls]]


'''Reading/Reference''':
'''Lasāmviela un resursi''':
[http://www.dspguide.com/CH8.PDF DSPGuide 8. nodaļa]
* [http://www.dspguide.com/CH8.PDF DSPGuide 8. nodaļa]


|
|


|- style='vertical-align: top;'
|-
|
|
==== 04.05.20 ====
==== 04.05.20 ====
|
|
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
|<big>'''FIR un IIR'''</big>
|<big>''''Brīvdiena''''</big>
|}
|}



FIR un IIR signālu filtri. Šenona diskretizācijas teorēma. Saskaņotā filtrācija.

Signālu filtrācija frekvenču apgabalā.

Izmantojot Octave, izveidot Short-time DFT jeb spektrogrammu runas signālam.


|
|
* '''KD2'''


|- style='vertical-align: top;'
|-
|
|
==== 11.05.20 ====
==== 11.05.20 ====
|
|
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
|<big>'''KD2'''</big>
|<big>'''FIR un IIR'''</big>
|}
|}




Rekursīvie filtri. FIR un IIR signālu filtri.
Vidus semestra kontroldarbs
Signālu filtrācija frekvenču apgabalā.


Pratiskais darbs: Izmantojot Octave, izveidot Short-time DFT jeb spektrogrammu runas signālam.
'''Reading/Reference''':

Visas kursā apskatītās nodaļas no [http://www.dspguide.com/pdfbook.htm DSPGuide grāmatas] un lekcijām.

'''Lasāmviela un resursi''':
* [http://www.dspguide.com/CH17.PDF DSPGuide 17. nodaļa] - Custom filters
* [http://www.dspguide.com/CH19.PDF DSPGuide 19. nodaļa] - Recursive filters
* [https://www.youtube.com/watch?v=NvRKtdrssFA Intro to FIR]


|
|


|- style='vertical-align: top;'
|-
|
|

==== 18.05.20 ====
==== 18.05.20 ====
|
|
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
|<big>'''Pārskats un atkārtojums.'''</big>
|<big>'''KD2! Pārskats un atkārtojums.'''</big>
|}
|}



'''Lasāmviela un resursi''':
* [http://www.dspguide.com/CH21.PDF DSPGuide 21. nodaļa - filtru salīdzinājums]


|
|
* '''KD2
* '''8:30''': Vidus semestra kontroldarbs (tiešsaistē no eStudijām)
* Praktisku uzdevumu risināšana ar Octave.


|- style='vertical-align: top;'
|-
|
|

==== 25.05.20 ====
==== 25.05.20 ====
|
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
|<big>'''Kopsavilkums'''</big>
|}
'''Lasāmviela un resursi''':
* Visas līdz šim kursā apskatītās nodaļas no [http://www.dspguide.com/pdfbook.htm DSPGuide grāmatas] un lekcijām.'''
|
|- style='vertical-align: top;'
|

==== 08.06.20 ====
|
|
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
Line 282: Line 308:




:Laiks: xx:xx
:Laiks: 08:30
:Vieta: 312. auditorija
:Vieta: E-studijas un tiešsaiste.

'''Reading/Reference''':
Eksāmens


|
|


|- style='vertical-align: top;'
|-
|}
|}

=Uzdevumi=
====MD1====
Analizēt nejaušu skaitļu un to summas histogrammu sekojošiem gadījumiem:
# RND
# RND + RND
# RND + RND + RND + RND
Pētījumu veikt vismaz 10000 nejaušiem skaitļiem.
Izdarīt secinājumus.

====MD2====
Izmantojot Octave, konstruēt algoritmu, kas izgriež pauzes runas signālam.

Skaņas faili, piemēram:
* [https://www.dropbox.com/s/34ait9wo4b1j1ld/test1.ogg?dl=1 test1.ogg] [https://www.dropbox.com/s/v8wyoidysq94nsh/test1.wav?dl=1 .wav]
* [https://www.dropbox.com/s/n7k971ppe1zfq9o/test2.ogg?dl=1 test2.ogg] [https://www.dropbox.com/s/vpr9dbd7famcjjk/test2.wav?dl=1 .wav]

Darbības plāns:
# Ielasīt audio failu
# Izveidot filtra kodolu lai nofiltrētu augstfrekvenču troksni, "pīķus" signālā, it īpaši paužu laikā
# pielietot šo filtru izmantojot konvolūciju
# uzlikt slieksni filtrētajam audio signālam: pauzes uz 0, pārējais uz 1.
# kombinējot oriģinālo un filtrēto signālus, konstruēt jaunu signālu bez pauzēm.



=Resursi=

== Kursa materiāli ==
* [http://www.dspguide.com/ DSP Guide] gramata tiešsaistē
* [https://www.dropbox.com/s/vvw92wtspjqg7ki/refcard-a4.pdf?dl=0 Octave 3.0.0 reference card]


* [http://failiem.lv/u/suipzqt Kompleksie skaitļi DSP]
* [http://failiem.lv/u/njjfvyx Kalmana filtrs]
* [http://failiem.lv/down.php?i=xigtwaj&n=dft.m DFT]


==== Furjē transformācija ====
* [https://youtu.be/ykNtIbtCR-8 Ievada video]
* [https://youtu.be/spUNpyF58BY Furjē transformācijas vizualizācija]
* [https://youtu.be/1JnayXHhjlg lekcija par Inverso FT (1.daļa)]
* [https://youtu.be/kKu6JDqNma8 lekcija par FT (2.daļa)]

* [https://youtu.be/XtypWS8HZco Ievads FFT, The Cooley-Tukey Algorithm]

* [https://www.mathworks.com/help/matlab/ref/fft.html FFT pipemērs Matlab sistēmā]
* [https://upload.wikimedia.org/wikiversity/en/d/dd/Octave.DFT.1.B.FFT.20170706.pdf FFT piemērs Octave sistēmā]

==== FIR & IIR ====
* [https://www.youtube.com/watch?v=NvRKtdrssFA Intro to FIR]

==== Citi resursi ====
* [https://ptolemy.berkeley.edu/eecs20/weekly.html Signals and Systems] - kurss Berkeley universitātē
* [https://dspillustrations.com/pages/index.html Learning DSP illustrated]
* [https://brilliant.org/wiki/linear-time-invariant-systems/ Lineāras laika invariantas sistēmas] @Brilliant wiki
* [https://youtu.be/zMkXxI63_Og Laika invariantas sistēmas] - videolekcija ar pierādījumu piemēriem.

* [https://setosa.io/ev/image-kernels/ Attēlu filtru kodoli] - vizuāls skaidrojums

Revision as of 18:01, 21 May 2020

Īssaites: Kalendārs | Uzdevumi | Resursi | Šodiena: 19.04.20 : Rītdiena: 20.04.20 (ja ir lekcija)

Digitālā (ciparu) signālu apstrāde

LU DF bakalauru kurss.

  • Pasniedzējs Leo Seļāvo [vards.uzvards @gmail.com].

Mērķi

  • Iepazīties ar Digitālās Signālu Apstrādes pielietojumiem un principiem. Praktiskas darbības ar signālu apstrādi. Sistēmu Matlab un Octave iepazīšana un programmēšana tajās.

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 darbi un citi iesniedzamie darbi

  • Iesniegšanas termiņa laiks ir 30 minūtes pirms nākamās lekcijas sākuma, ja netiek noteikts cits termiņš.
  • Ja darbs tiek iesniegts ar novēlošanos, rezultāts tiek samazināts par 50%. Ja darbs iesniegts vairāk kā nedēļu pēc termiņa, pasniedzējs darbu var nepieņemt.
  • Darbi iesniedzami elektroniski, E-studijās, izņemot ja prasīts cits iesniegšanas veids.
  • Teksts noformējams PDF faila formātā. Piemēram MD2 fails būtu sekojošs: DSP_MD2_Vards_Uzvards.pdf
  • Ja iesniedzami vairāk par vienu failu, tie arhivējami ZIP formātā, sekojoši: DSP_MD2_Vards_Uzvards.zip 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


Kalendārs

Datums Tēma, saturs Uzdevumi

03.02.20
Digitālā signālu apstrāde, ievads.


DSP (Digital Signal Processing) ievadlekcija. DSP definīcija un pielietojumi.

Lasāmviela un resursi:

10.02.20
Statistika, varbūtība, trokšņi un gadījumsignāli


Analogais-ciparu pārveidotājs (ADC jeb ACP modelis) jeb signālu mērīšana (ciparu signāls = signālu diskretizācija + kvantēšana). Signālu klasifikācijas un galvenie parametri (vidējā vērtība, vidējā kvadrātiskā vērtība, SNR, enerģija, jauda, min un max vērtība, dinamiskais diapazons u.c.).

Lasāmviela un resursi:

17.02.20
Lineāras sistēmas un signālu klasifikācija


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

Apskatam sitēmas f(x)=2*x, g(x)=x+5 un m(x)=x*x. Pārbaudam vai tās ir lineāras sistēmas.

Lasāmviela un resursi:

24.02.20
Konvolūcija


Konvolūcija un tās īpašības

Lasāmviela un resursi:

02.03.20
Matlab un Octave


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

  • M-valoda darbam ar OCTAVE datu apstrādes sistēmām: sudo apt install octave
  • Octave grafiskā redaktora palaišana Ubuntu terminālī: octave vai octave-cli

09.03.20
KD1


Vidus semestra kontroldarbs KD-1.
Gadījuma skaitļu masīvs 1x2000

Lasāmviela un resursi:

  • KD1

16.03.20
Ievads digitālajos filtros, Moving average filtrs 


LEKCIJAS TIEŠSAISTĒ (sīkāk estudiju forumā)

Digitālie filtri, kustīgā vidējā (moving average) filtrs.

Lasāmviela un resursi:

23.03.20
Prakse ar Octave


Praktiskā nodarbība. Izmantojot Octave, konstruēt algoritmu, kas izgriež pauzes runas signālam.

30.03.20
Audio signāli


Audio uztvere in apstrāde

Lasāmviela un resursi:

20.04.20
Attēlu signāli


Attēlu uztvere un apstrāde

Lasāmviela un resursi:

27.04.20
Furjē transformācija. Diskrētā Furjē transformācija


Video materiāls

Lasāmviela un resursi:

04.05.20
'Brīvdiena'


11.05.20
FIR un IIR


Rekursīvie filtri. FIR un IIR signālu filtri. Signālu filtrācija frekvenču apgabalā.

Pratiskais darbs: Izmantojot Octave, izveidot Short-time DFT jeb spektrogrammu runas signālam.


Lasāmviela un resursi:

18.05.20
KD2! Pārskats un atkārtojums.


Lasāmviela un resursi:

  • KD2
  • 8:30: Vidus semestra kontroldarbs (tiešsaistē no eStudijām)
  • Praktisku uzdevumu risināšana ar Octave.

25.05.20
Kopsavilkums

Lasāmviela un resursi:

08.06.20
Eksāmens


Laiks: 08:30
Vieta: E-studijas un tiešsaiste.

Uzdevumi

MD1

Analizēt nejaušu skaitļu un to summas histogrammu sekojošiem gadījumiem:

  1. RND
  2. RND + RND
  3. RND + RND + RND + RND

Pētījumu veikt vismaz 10000 nejaušiem skaitļiem. Izdarīt secinājumus.

MD2

Izmantojot Octave, konstruēt algoritmu, kas izgriež pauzes runas signālam.

Skaņas faili, piemēram:

Darbības plāns:

  1. Ielasīt audio failu
  2. Izveidot filtra kodolu lai nofiltrētu augstfrekvenču troksni, "pīķus" signālā, it īpaši paužu laikā
  3. pielietot šo filtru izmantojot konvolūciju
  4. uzlikt slieksni filtrētajam audio signālam: pauzes uz 0, pārējais uz 1.
  5. kombinējot oriģinālo un filtrēto signālus, konstruēt jaunu signālu bez pauzēm.


Resursi

Kursa materiāli



Furjē transformācija

FIR & IIR

Citi resursi

Retrieved from "http://andromeda.df.lu.lv/wiki/index.php?title=LU-DSP-b&oldid=8900"