LU-DSP-b: Difference between revisions

From DiLab
Jump to navigation Jump to search
← Older edit
Content deleted Content added
 
(135 intermediate revisions by the same user not shown)
Line 6: Line 6:
[[#Resursi | Resursi]] |
[[#Resursi | Resursi]] |
</big>
</big>
{{TodayTomorrow}} (ja ir lekcija)
[[#{{LOCALDAY2}}.{{LOCALMONTH}}.{{#sub:{{LOCALYEAR}}|2}} | Šodiena: {{LOCALDAY2}}.{{LOCALMONTH}}.{{#sub:{{LOCALYEAR}}|2|3}}]] :
[[#{{#expr:{{LOCALDAY2}}+1}}.{{LOCALMONTH}}.{{#sub:{{LOCALYEAR}}|2|3}} | Rītdiena: {{#expr:{{LOCALDAY2}}+1}}.{{LOCALMONTH}}.{{#sub:{{LOCALYEAR}}|2|3}}]]
(ja ir lekcija)


=Digitālā (ciparu) signālu apstrāde=
=Digitālā (ciparu) signālu apstrāde=
Line 22: Line 20:


====Mājas darbi un citi iesniedzamie darbi====
====Mājas darbi un citi iesniedzamie darbi====
* Iesniegšanas termiņa laiks ir '''30 minūtes pirms nākamās lekcijas sākuma''', ja netiek noteikts cits termiņš.
* Iesniegšanas termiņa laiks nozīmē ka '''uz šo datumu darbam jābūt jau gatavam''' un iesniegtam. Tātad jāiesniedz ir '''līdz IEPRIEKŠĒJĀS dienas beigām''', ja netiek noteikts cits termiņš. Piemēram, ja termiņš ir ceturtdiena, tad darbs jāiesniedz pirms tās, tātad līdz trešdienas beigām.
* Ja darbs tiek iesniegts ar novēlošanos, rezultāts tiek samazināts par 50%. Ja darbs iesniegts vairāk kā nedēļu pēc termiņa, '''pasniedzējs darbu var nepieņemt'''.
* 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.
* Darbi iesniedzami elektroniski, E-studijās, izņemot ja prasīts cits iesniegšanas veids.
Line 39: Line 37:
* Obligāta kursa aptaujas anketas aizpildīšana LUIS sistēmā
* Obligāta kursa aptaujas anketas aizpildīšana LUIS sistēmā


{{DarbuKavejumi}}


=Kalendārs=
=Kalendārs=
Line 49: Line 48:
|- style='vertical-align: top;'
|- style='vertical-align: top;'
|
|
==== 12.02.21 ====
==== 4.02.26 ====
|
|
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
Line 59: Line 58:


'''Lasāmviela un resursi''':
'''Lasāmviela un resursi''':
* [https://youtu.be/d3gj0t4ddPE Ievadlekcijas video ieraksts]
* [http://www.dspguide.com/pdfbook.htm DSPGuide grāmatā] 1. nodaļa.
* [http://www.dspguide.com/pdfbook.htm DSPGuide grāmatā] 1. nodaļa.


Line 65: Line 65:
|- style='vertical-align: top;'
|- style='vertical-align: top;'
|
|

==== 19.02.21 ====
==== 11.02.26 ====
|
|
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
Line 79: Line 80:


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


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

==== 26.02.21 ====
==== 18.02.26 ====
|
|
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
Line 90: Line 92:




Svarīgāko Octave komandu apskats (komandu pilna bāze, ar kurām var konstruēt signālapstrādes algoritmus). Praktiskais darbs ar Octave.
Svarīgāko Octave komandu apskats (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: <code>octave</code> vai <code>octave-cli</code>


* [http://www.octave.org OCTAVE] instalējama Ubuntu sistēmā sekojoši:
* [https://www.cl.cam.ac.uk/teaching/0708/UnixTools/matlab-slides.pdf Introduction to MATLAB], slaidi no Markus Kuhn, Kembridžas Universitātes.
sudo apt install octave
* Octave darbināšana
** grafiskā redaktora režīmā: <code>octave --gui</code>
** terminālī: <code>octave</code> vai <code>octave-cli</code>


* [https://www.dropbox.com/scl/fi/5ig28rks2jtavtfljybae/L03_Octave_intro.pdf?rlkey=l7kv5v90oseldhe6dj07rqkxd&raw=1 Ievads Octave], slaidi.
* [https://docs.octave.org/latest/ Octave dokumentācija].
|
|
* ''' '''Termiņš''' [[#MD1 | MD1]]'''
* ''' '''Termiņš''' [[#MD_Rnd | MD_Rnd]]'''


* '''Uzdots [[#MD_Octave | MD_Octave]]'''
* '''Uzdots [[#MD_Octave | MD_Octave]]'''
Line 105: Line 110:
|
|


==== 05.03.21 ====
==== 25.02.26 ====
|
|
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
Line 113: Line 118:


Signālu klasifikācija un galvenie parametri (vidējā vērtība, vidējā kvadrātiskā vērtība, SNR, enerģija, jauda, min un max vērtība, dinamiskais diapazons u.c.).
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''':
'''Lasāmviela un resursi''':
Line 121: Line 124:
|
|


* ''' '''Termiņš''' [[#MD_Octave | MD_Octave]]'''
* '''Termiņš''' [[#MD_Octave | MD_Octave]]

* Uzdots [[#MD_Sys | MD_Sys]] (nav jāiedniedz)


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


==== 12.03.21 ====
==== 4.03.26 ====
|
|
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
Line 140: Line 145:


|
|
'''Termiņš''' [[#MD_Sys | MD_Sys]] (nav jāiesniedz, tiks pārrunāts lekcijā)


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


==== 19.03.21 ====
==== 11.03.26 ====
|
|
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
|<big>'''KD1'''</big>
||''Attālināti'': <big>'''KD1'''</big>
|}
|}


Line 161: Line 167:
|
|


==== 26.03.21 ====
==== 18.03.26 ====
|
|
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
Line 171: Line 177:
'''Lasāmviela un resursi''':
'''Lasāmviela un resursi''':
* 14.,15. 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://sengpielaudio.com/TableOfSoundPressureLevels.htm Loudness comparison chart]
* [https://qr.ae/pNnblQ What does 50dB sound like?]


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


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


==== 02.04.21 ====
==== 25.03.26 ====
|
|
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
|<big>'''---'''</big>
| <big>'''Prakse ar Octave, skaņa'''</big>
|}
|}
Brīvlaiks


''E-studijās video lekcija L07.''
|


Praktiskā nodarbība. Izmantojot Octave, konstruēt algoritmu, kas apstrādā audio failu.
|- style='vertical-align: top;'
|


* Uzdevumi, Octave vidē
==== 16.04.21 ====
** Izgriezt 1 sekundi no skaņas
|
** Nospēlēt oktāvu, kur katra nots ir 0.5 sekundes ilga
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
** Atskaņot skaņu kas sastāv no 3 sinusoīdām ar maināmu frekvenci un amplitūdu
|<big>'''Prakse ar Octave'''</big>
** Piemērot ADSR skaņas avotam, piemēram, sinusoīdai
|}
** Izveidot savu sintētiskās skaņas instrumentu

Resursi:
* [https://en.wikipedia.org/wiki/Envelope_%28music%29 Envelope, ADSR]
* [http://digitalsoundandmusic.com/chapters/ch6/ Digital Sound and Music] - Skaņas sintēze - 6.1.7
<!-- * [https://mybudgetstudio.com/what-is-sound-envelope-adsr-explained-with-example Envelope, ADSR] (depreciated) -->


Praktiskā nodarbība. Izmantojot Octave, konstruēt algoritmu, kas apstrādā audio failu.
* Skaņas faili:
* Skaņas faili:
** [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/34ait9wo4b1j1ld/test1.ogg?dl=1 test1.ogg] [https://www.dropbox.com/s/v8wyoidysq94nsh/test1.wav?dl=1 .wav]
Line 203: Line 212:


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


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


==== 23.04.21 ====
==== 8.04.26 ====
|
|
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
Line 217: Line 226:


'''Lasāmviela un resursi''':
'''Lasāmviela un resursi''':
* [http://www.dspguide.com/pdfbook.htm DSPGuide 23., 24., 25. nodaļas]
* [http://www.dspguide.com/pdfbook.htm DSPGuide 22. nodaļa]
* [https://youtu.be/Sn07AMCfaAI?si=Qh0gq93xCC6fzB3z Par skaņas ilūzijām] (Veritasium video)

* [https://cmtext.indiana.edu/acoustics/chapter1_amplitude.php Ievads dator-muzikā] - no Indiānas Universitātes.
|
|
* ''' '''Termiņš''' [[#MD_Audio | MD_Audio]]'''


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


==== 30.04.21 ====
==== 15.04.26 ====
|
|
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
Line 235: Line 246:


|
|
* ''' '''Termiņš''' [[#MD_Synth | MD_Synth]]'''

|- style='vertical-align: top;'
|
==== 22.04.26 ====
|
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
|<big>'''Prakse ar Octave, attēli'''</big>
|}

Speciāla attēlu apstrāde.

Praktiskā nodarbība.
Attēlu apstrāde.

|
* Uzdots [[#MD_Image | MD_Image]]

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

==== 29.04.26 ====
|
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
|<big>'''KD2'''</big>
|}

Vidus semestra kontroldarbs KD2
* Praktisku uzdevumu risināšana ar Octave.
* Audio un attēlu apstrāde.

|
* '''KD2'''


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


==== 07.05.21 ====
==== 6.05.26 ====
|
|
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
Line 249: Line 293:
'''Lasāmviela un resursi''':
'''Lasāmviela un resursi''':
* [http://www.dspguide.com/CH8.PDF DSPGuide 8. nodaļa]
* [http://www.dspguide.com/CH8.PDF DSPGuide 8. nodaļa]
* [https://qr.ae/pGpaXf Kā saprast Futjē transformāciju] (Quora)

* [https://youtu.be/h7apO7q16V0 FFT] un idejas uz ko FFT balstās.


|
|
* ''' '''Termiņš''' [[#MD_Image | MD_Image]]'''


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


==== 14.05.21 ====
==== 13.05.26 ====
|
|
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
Line 272: Line 318:
* [http://www.dspguide.com/CH17.PDF DSPGuide 17. nodaļa] - Custom filters
* [http://www.dspguide.com/CH17.PDF DSPGuide 17. nodaļa] - Custom filters
* [http://www.dspguide.com/CH19.PDF DSPGuide 19. nodaļa] - Recursive filters
* [http://www.dspguide.com/CH19.PDF DSPGuide 19. nodaļa] - Recursive filters

* [https://www.youtube.com/watch?v=NvRKtdrssFA Intro to FIR]
* [https://www.youtube.com/watch?v=NvRKtdrssFA Intro to FIR]
* [https://www.youtube.com/watch?v=uNNNj9AZisM&ab_channel=Phil%E2%80%99sLab FIR Filter Design] (Phil's Lab)


|
|
Line 279: Line 327:
|
|


==== 21.05.21 ====
==== 20.05.26 ====
|
|
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
|<big>'''KD2! Pārskats un atkārtojums.'''</big>
|<big>'''Filtru salīdzinājums'''</big>
|}
|}



'''Lasāmviela un resursi''':
'''Lasāmviela un resursi''':
* [http://www.dspguide.com/CH21.PDF DSPGuide 21. nodaļa - filtru salīdzinājums]
* [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;'
|- style='vertical-align: top;'
|
|


==== 28.05.21 ====
==== 27.05.26 ====
|
|
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
Line 306: Line 347:
'''Lasāmviela un resursi''':
'''Lasāmviela un resursi''':
* Visas līdz šim kursā apskatītās nodaļas no [http://www.dspguide.com/pdfbook.htm DSPGuide grāmatas] un lekcijām.'''
* Visas līdz šim kursā apskatītās nodaļas no [http://www.dspguide.com/pdfbook.htm DSPGuide grāmatas] un lekcijām.'''

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


==== 04.06.21 ====
==== 27.05.26 ====
|
|
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
|<big>'''Eksāmena kontroldarbs'''</big>
|<big>'''Eksāmens'''</big>
|}
|}
Gala kontroldarbs kursā.


:Laiks: 08:30
:Laiks: 08:30
:Vieta: E-studijas un tiešsaiste.
:Vieta: Kursa lekciju telpa <!--E-studijas un tiešsaiste.-->


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

==== 10.06.21 ====
|
{| width='100%' style='background-color:#ddd;'
|<big>'''Eksāmens'''</big>
|}
Alternatīva iespēja, komunicējot ar pasniedzēju.
|
|
|- style='vertical-align: top;'
|- style='vertical-align: top;'
Line 335: Line 367:


=Uzdevumi=
=Uzdevumi=
====MD1====
==MD_Rnd==
Analizēt nejaušu skaitļu (RND) un to summas histogrammu sekojošiem gadījumiem:
Analizēt nejaušu skaitļu (RND) un to summas histogrammu sekojošiem gadījumiem:
# RND
# RND
Line 354: Line 386:
* Secinājumi, kas sanāca, un kāpēc tā.
* Secinājumi, kas sanāca, un kāpēc tā.


====MD_Octave====
==MD_Sys==
'''Mērķis''':
'''Mērķis''':
Treniņš lineāru un laika invariantu sistēmu atpazīšanā un pierādīšanā.
Apgūt un praktizēties Octave vides un valodas lietošanā.


'''Uzdevums''':
====Uzdevums====
# Pierādīt, ka sekojošas sistēmas ir (vai nav) lineāras.
Atrisināt Octave vidē sekojošus uzdevumus:
# Pierādīt, ka sekojošas sistēmas ir (vai nav) laika invariantas.


* y[n] = x[n] + 3
1. Izdomāt īsu bet efektīvu Octave komandu, kas izveido sekojošu matricu A:
* y[n] = x[n] * x[n]
1 3 5 7 9 11
* y[n] = x[n] + x[n + 1]
1 4 9 16 25 36
4 8 16 32 64 128
2. Izdomāt tādas matricas B, C un D, lai tās reizinot ar A iegūst sekojošo:
* A * B = ( A kolonnu 2 un 5 summa )
* C * A = ( A matricas otrā rinda )
* D * A = ( A matrica kurā 1 un 2 rindas ir samainītas vietām )


Šis uzdevums paredzēts treniņam, un nav obligāti jāiesniedz.
3. Izdomāt '''vektora''' matricas S, T, V un W tādas, lai to reizinājumi būtu sekojoši:
<!--
* S * T =
====Iesniegšana====
1 2 3
Risinājums jāiesniedz e-Studijās kā PDF fails sadaļā MD_Sys.
1 2 3
-->
* V * W =
1 1
2 2
3 3


==MD_Octave==
'''Ieteikumi'''
'''Mērķis''':
* Risinājumus saglabāt failā '''md_octave.m'''
Apgūt un praktizēties Octave vides un valodas lietošanā.
* Octave skriptus (''faila-vārds.m'' failus) var darbināt ar <code>run faila-vārds.m</code>
* Lai rakstītu komentārus, Octave valodā jālieto <code>%</code> rindas sākumā
* Kāpināšanas operatori ir <code>^</code> un <code>.^</code>
* Transponēšanas operācija ir <code>.'</code>
* Vektora matrica ir vienas dimensijas matrica, piemēram, ar tikai vienu kolonnu vai tikai vienu rindu.


Pieejams e-studijās


==MD_Audio==
'''Iesniegt'''
Risinājumu ('''md_octave.m''' failu) iesniegt estudijās MD_Octave sadaļā.
Risinājuma failā jābūt komentētam skriptam, kas definē visas matricas A, B, C, D, S, T, V un W.

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


Pieejams e-studijās
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]


==MD_Synth==
Darbības plāns:
Izmantojot Octave, uzrakstīt funkcijas vairākiem skaņas efektiem.
# Ielasīt audio failu

# Izveidot filtra kodolu lai nofiltrētu augstfrekvenču troksni, "pīķus" signālā, it īpaši paužu laikā
Pieejams e-studijās
# pielietot šo filtru izmantojot konvolūciju

# uzlikt slieksni filtrētajam audio signālam: pauzes uz 0, pārējais uz 1.
==MD_Image==
# kombinējot oriģinālo un filtrēto signālus, konstruēt jaunu signālu bez pauzēm.
Izmantojot Octave, uzrakstīt funkcijas attēlu apstrādei.

Pieejams e-studijās


=Resursi=
=Resursi=
Line 410: Line 429:
== Kursa materiāli ==
== Kursa materiāli ==
* [http://www.dspguide.com/ DSP Guide] gramata tiešsaistē
* [http://www.dspguide.com/ DSP Guide] gramata tiešsaistē
:: "The Scientist and Engineer's Guide to Digital Signal Processing, copyright ©1997-1998 by Steven W. Smith. For more information visit the book's website at: www.DSPguide.com"

==== Octave ====
* [https://www.dropbox.com/s/vvw92wtspjqg7ki/refcard-a4.pdf?dl=0 Octave 3.0.0 reference card]
* [https://www.dropbox.com/s/vvw92wtspjqg7ki/refcard-a4.pdf?dl=0 Octave 3.0.0 reference card]


* [https://docs.octave.org/latest/Introduction-to-Function-and-Script-Files.html Intro to function and script files]

* [https://docs.octave.org/latest/Script-Files.html Sccript files]
* [http://failiem.lv/u/suipzqt Kompleksie skaitļi DSP]
* [https://docs.octave.org/latest/Function-Files.html Function files]
* [http://failiem.lv/u/njjfvyx Kalmana filtrs]
* [http://failiem.lv/down.php?i=xigtwaj&n=dft.m DFT]



==== Furjē transformācija ====
==== Furjē transformācija ====
* [https://youtu.be/ds0cmAV-Yek Furjē sērija, jebkurš signāls no sinusoīdām]
* [https://youtu.be/ykNtIbtCR-8 Ievada video]
* [https://youtu.be/ykNtIbtCR-8 Ievada video]
* [https://youtu.be/spUNpyF58BY Furjē transformācijas vizualizācija]
* [https://youtu.be/spUNpyF58BY Furjē transformācijas vizualizācija]
Line 425: Line 446:


* [https://youtu.be/XtypWS8HZco Ievads FFT, The Cooley-Tukey Algorithm]
* [https://youtu.be/XtypWS8HZco Ievads FFT, The Cooley-Tukey Algorithm]
* [https://www.algorithm-archive.org/contents/cooley_tukey/cooley_tukey.html Cooley-Tukey apraksts] (Algoritmu arhīvs)


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

* [https://youtu.be/r7GdEWDHtbQ Furje transformācija, vizualizācija ar apļiem] (Smarter every day)
* [https://youtu.be/r6sGWTCMz2k But what is a Fourier series? From heat flow to drawing with circles] (3Blue1Brown)


==== FIR & IIR ====
==== FIR & IIR ====
Line 439: Line 464:


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

* [https://mybudgetstudio.com/what-is-sound-envelope-adsr-explained-with-example Envelope, ADSR]
* [http://digitalsoundandmusic.com/chapters/ch1/ Digital sound and music]

Latest revision as of 19:14, 5 May 2026

Īssaites: Kalendārs | Uzdevumi | Resursi | Šodiena: 11.11.2026. : Rītdiena: 12.11.2026. (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 nozīmē ka uz šo datumu darbam jābūt jau gatavam un iesniegtam. Tātad jāiesniedz ir līdz IEPRIEKŠĒJĀS dienas beigām, ja netiek noteikts cits termiņš. Piemēram, ja termiņš ir ceturtdiena, tad darbs jāiesniedz pirms tās, tātad līdz trešdienas beigām.
  • 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

Vienīgie attaisnojumi nerakstītam darbam, ar iespēju to rakstīt vēlāk, ir:

  • dokumentētas veselības problēmas, vai arī
  • dalība kādā stratēģiski valstij vai universitātei nozīmīgā pasākumā, piemēram, starptautiskās sacensībās Latvijas izlasē vai zinātniskā konferencē, vai arī
  • ģimenes locekļa bēres vai cita traģēdija ģimenē.

Visos citos gadījumos par nerakstītu darbu vērtējums ir 0 punktu.

Kalendārs

Datums Tēma, saturs Uzdevumi

4.02.26
Digitālā signālu apstrāde, ievads.


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

Lasāmviela un resursi:

11.02.26
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:

18.02.26
Matlab un Octave


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

  • OCTAVE instalējama Ubuntu sistēmā sekojoši:
sudo apt install octave
  • Octave darbināšana
    • grafiskā redaktora režīmā: octave --gui
    • terminālī: octave vai octave-cli

25.02.26
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.).

Lasāmviela un resursi:

4.03.26
Konvolūcija


Konvolūcija un tās īpašības

Lasāmviela un resursi:

Termiņš MD_Sys (nav jāiesniedz, tiks pārrunāts lekcijā)

11.03.26
Attālināti: KD1

Vidus semestra kontroldarbs KD-1.

Lasāmviela un resursi:

  • KD1

18.03.26
Ievads digitālajos filtros, Moving average filtrs

Digitālie filtri, kustīgā vidējā (moving average) filtrs.

Lasāmviela un resursi:

25.03.26
Prakse ar Octave, skaņa

E-studijās video lekcija L07.

Praktiskā nodarbība. Izmantojot Octave, konstruēt algoritmu, kas apstrādā audio failu.

  • Uzdevumi, Octave vidē
    • Izgriezt 1 sekundi no skaņas
    • Nospēlēt oktāvu, kur katra nots ir 0.5 sekundes ilga
    • Atskaņot skaņu kas sastāv no 3 sinusoīdām ar maināmu frekvenci un amplitūdu
    • Piemērot ADSR skaņas avotam, piemēram, sinusoīdai
    • Izveidot savu sintētiskās skaņas instrumentu

Resursi:

8.04.26
Audio signāli

Audio uztvere in apstrāde

Lasāmviela un resursi:

15.04.26
Attēlu signāli

Attēlu uztvere un apstrāde

Lasāmviela un resursi:

22.04.26
Prakse ar Octave, attēli

Speciāla attēlu apstrāde.

Praktiskā nodarbība. Attēlu apstrāde.

29.04.26
KD2

Vidus semestra kontroldarbs KD2

  • Praktisku uzdevumu risināšana ar Octave.
  • Audio un attēlu apstrāde.
  • KD2

6.05.26
Furjē transformācija. Diskrētā Furjē transformācija

Video materiāls

Lasāmviela un resursi:

13.05.26
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:

20.05.26
Filtru salīdzinājums

Lasāmviela un resursi:

27.05.26
Eksāmens
Laiks: 08:30
Vieta: Kursa lekciju telpa

Uzdevumi

MD_Rnd

Analizēt nejaušu skaitļu (RND) un to summas histogrammu sekojošiem gadījumiem:

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

Pētījumu veikt vismaz 100000 nejaušiem skaitļiem.

Ar RND saprotam funkciju, kas katrā izsaukumā atgriež nejaušu skaitli no 0 līdz 1.0.

Katram no iepriekš minētajiem gadījumiem uzrakstīt programmu, kas izrēķina un uzzīmē histogrammu.

Programmu ieteicams rakstīt Octave vidē, bet šoreiz atļauts arī kādā citā jums pazīstamā valodā.

E-studijās kā MD1 iesniegt PDF failu ar risinājumu, kurā katram no gadījumiem doti:

  • Programma, kas ģenerē histogrammu
  • Histogramma
  • Secinājumi, kas sanāca, un kāpēc tā.

MD_Sys

Mērķis: Treniņš lineāru un laika invariantu sistēmu atpazīšanā un pierādīšanā.

Uzdevums

  1. Pierādīt, ka sekojošas sistēmas ir (vai nav) lineāras.
  2. Pierādīt, ka sekojošas sistēmas ir (vai nav) laika invariantas.
  • y[n] = x[n] + 3
  • y[n] = x[n] * x[n]
  • y[n] = x[n] + x[n + 1]

Šis uzdevums paredzēts treniņam, un nav obligāti jāiesniedz.

MD_Octave

Mērķis: Apgūt un praktizēties Octave vides un valodas lietošanā.

Pieejams e-studijās

MD_Audio

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

Pieejams e-studijās

MD_Synth

Izmantojot Octave, uzrakstīt funkcijas vairākiem skaņas efektiem.

Pieejams e-studijās

MD_Image

Izmantojot Octave, uzrakstīt funkcijas attēlu apstrādei.

Pieejams e-studijās

Resursi

Kursa materiāli

"The Scientist and Engineer's Guide to Digital Signal Processing, copyright ©1997-1998 by Steven W. Smith. For more information visit the book's website at: www.DSPguide.com"

Octave

Furjē transformācija

FIR & IIR

Citi resursi

Retrieved from "https://andromeda.df.lu.lv/wiki/index.php?title=LU-DSP-b&oldid=11255"