Ψηφιακή Επεξεργασία Σήματος
| Εξάμηνο | 8ο |
|---|---|
| Κωδικός | Η41Y |
| ECTS | 3 |
| Διδακτικές Μονάδες | 5 |
| Ώρες Θεωρίας | 3 |
| Ώρες Ασκήσεων | 1 |
| Ώρες Εργαστηρίου | 2 |
| Τομέας | Ηλεκτρονικής και Τεχνολογίας Συστημάτων Πληροφορικής |
| Διδάσκοντες | Μητιανούδης Νίκος |
Συζήτηση | |
| Ενεργειακός | Ε |
|---|---|
| Ηλεκτρονικός | Y |
| Τηλεπικοινωνιακός | Υ |
Πίνακας περιεχομένων |
Περιγραφή
Το μάθημα εισάγει τον φοιτητή στην περιοχή της Ψηφιακή Επεξεργασία Σήματος (Digital Signal Processing - DSP). Αρχικά παρουσιάζεται η ανάγκη για την ψηφιακή επεξεργασία σήματος και των ψηφιακών συστημάτων σε σύγκριση με τα αντίστοιχα αναλογικά συστήματα. Κατόπιν, εξέταζεται η συνέλιξη, η χρονική αμεταβλητότητα, και η ευστάθεια συστημάτων διακριτού χρόνου. Στη συνέχεια, αναλύεται ένα πλήρες μοντέλο ενός DSP συστήματος με όλα τα επιμέρους στάδια του που περιλαμβάνουν: δειγματοληψία, μετατροπή αναλογικού σήματος σε ψηφιακό, επεξεργασία ψηφιακού σήματος και τέλος μετατροπή ψηφιακού σήματος σε αναλογικό. Θα εξεταστεί ο Μετασχηματισμός Fourier Διακριτού Χρόνου (DTFT), ο ∆ιακριτός Μετασχηματισμός Fourier (DFT) και η χρήση του μετασχηματισμού Ζ. Επίσης, θα μελετηθεί ο σχεδιασμός FIR και IIR φίλτρων και ο Γρήγορος Μετασχηματισμός Fourier (FFT). Τέλος, θα γίνει μια σύντομη παρούσιαση των αρχών των συστοιχιών φίλτρων (Filter Banks).
Κατά τη διάρκεια του μαθήματος ο καθηγητής εξηγεί αναλυτικά τη θεωρία και την τελευταία ώρα λύνει ασκήσεις για την καλύτερη κατανόηση της ύλης.
Απαιτούμενες Γνώσεις
Βασικές γνώσεις από το μάθημα Σήματα και Συστήματα καθώς επίσης και από το περιβάλλον προγραμματισμού Matlab -> Simulink.
Εργαστήρια
Οι εργαστηριακές ασκήσεις γίνονται με τη χρήση του εργαλείου Simulink του Matlab. Οι εργαστηριακές ασκήσεις διεξάγονται στα εργαστήρια σε ομάδες, βάσει χρονοδιαγράμματος, που ανακοινώνεται. Δίνονται ηλεκτρονικές σημειώσεις με τις βασικές γνώσεις για το Simulink και τις εκφωνήσεις των εργαστηριακών ασκήσεων και των προεργασιών τους. Στην αρχή κάθε εργαστηριακής άσκησης, οι φοιτητές/τριες παραδίδουν μια προεργασία που συνήθως είναι η λύση κάποιων ασκήσεων σχετικών με το θέμα της εργαστηριακής άσκησης.
Στο τέλος κάθε εργαστηριακής άσκησης οι φοιτητές υποβάλλουν μία αναφορά σε αρχείο κειμένου.
Η διεξαγωγή των εργαστηριακών ασκήσεων και εξετάσεων γίνεται στην Αίθουσα Υπολογιστών 1, Κτίριο Α.
Σε περίπτωση μιας απουσίας, υπάρχει η δυνατότητα κάλυψης της σε ένα επαναληπτικό εργαστήριο που πραγματοποιείται στο τέλος του εξαμήνου. Αν σημειωθούν απουσίες (μία η οποία δεν έχει καλυφθεί ή περισσότερες από μία), τότε ο φοιτητής/τρια θεωρείται ότι απέτυχε στο μάθημα και δεν έχει δικαίωμα συμμετοχής στις γραπτές εξετάσεις του μαθήματος.
Οι εργαστηριακές ασκήσεις εξετάζονται στο τέλος του εξαμήνου με πρακτική εξέταση στο εργαστήριο και με μία εργασία-αναφορά στα πεπραγμένα του εργαστηρίου. Δικαίωμα συμμετοχής στις εξετάσεις έχουν μόνο όσοι φοιτητές/τριες δεν κόπηκαν εν τω μεταξύ λόγω απουσιών. Για να περάσει ο/η φοιτητής/τρια το μάθημα είναι απαραίτητο να περάσει και την εργαστηριακή εξέταση.
Εργασίες
Δε δίνονται εργασίες σε αυτό το μάθημα.
Πρόοδοι
Κατά τη διάρκεια του εξαμήνου, οι φοιτητές μπορούν να συμμετέχουν προαιρετικά σε 5 προόδους. Η τελική βαθμολογία από τις προόδους προκύπτει από το μέσο όρο των 4 μεγαλύτερων βαθμολογιών του φοιτητή.
Εξετάσεις και Βαθμολογία
Οι φοιτητές/τριες θα αξιολογηθούν από την επίδοσή τους συνολικά στη γραπτή εξέταση, αλλά και στην εργαστηριακή εξέταση. Και οι δύο εξετάσεις είναι υποχρεωτικές. Ο φοιτητής/τρια προκειμένου να έχει δικαίωμα να προσέλθει στη γραπτή εξέταση πρέπει απαραιτήτως να έχει παρακολουθήσει όλες τις εργαστηριακές ασκήσεις. Ο τελικός βαθμός προκύπτει ως εξής, με την προϋπόθεση ότι οι φοιτητές/τριες δεν έχουν κοπεί από απουσίες στα εργαστήρια του μαθήματος: Τελικός βαθμός = 30% βαθμός εργαστηριακής εξέτασης + 70% βαθμός γραπτής εξέτασης + 20% μέσος όρος προόδων.
Σημειώνεται ότι αν κάποιος φοιτητής/τρια γράψει κάτω από την βάση στην γραπτή εξέταση, αυτομάτως δεν περνάει το μάθημα. Το ίδιο ισχύει και για την εργαστηριακή εξέταση. Αν κάποιος φοιτητής/τρια περάσει στις εργαστηριακές εξετάσεις, αλλά αποτύχει στις γραπτές εξετάσεις, έχει δικαίωμα να κρατήσει τον βαθμό των εργαστηριακών εξετάσεων. Οι εξετάσεις διεξάγονται με κλειστά βιβλία, με τυπολόγιο που θα δωθεί μαζί με τα θέματα.
Συγγράμματα
- Ψηφιακή Επεξεργασία Σήματος
- Ψηφιακή επεξεργασία σήματος
- Ψηφιακή Ανάλυση Σήματος
- Βασικές τεχνικές ψηφιακής επεξεργασίας σημάτων
Υποστήριξη Μαθήματος
eClass: Το μάθημα βρίσκεται στο eClass με κωδικό ΤΜΑ266.
Επιπρόσθετο Υλικό
ΕΛΛΗΝΙΚΑ ΒΙΒΛΙΑ
- M. Hayes, “Ψηφιακή Επεξεργασία Σήματος”, Εκδόσεις Α. Τζιόλα, 2000.
- Α. Antoniou, “Ψηφιακή επεξεργασία σήματος”, Εκδόσεις Α. Τζιόλα, 2009.
- Γ. Μουστακίδης, “Βασικές τεχνικές ψηφιακής επεξεργασίας σημάτων”,Εκδόσεις Α. Τζιόλα, 2004.
- Ν. Ασημάκης , “Σήματα, συστήματα και ψηφιακή επεξεργασία σημάτων”, Εκδόσεις Γ. ΔΑΡΔΑΝΟΣ - Κ. ΔΑΡΔΑΝΟΣ Ο.Ε.
ΑΓΓΛΙΚΑ ΒΙΒΛΙΑ
- S. Mitra, “Digital Signal Processing”, 4th edition, McGraw-Hill, 2010.
- J.G. Proakis, D. K. Manolakis, "Digital Signal Processing", 4th Edition, Prentice Hall.
- A.V. Oppenheim, R.W. Schafer, "Discrete-time Signal Processing", 3rd Edition, Pearson Education.
- J. H. McClellan, R. W. Schafer and M. A. Yoder, “Signal Processing First”, Prentice-Hall, 2003.
- R. G. Lyons, “Understanding Digital Signal Processing”, Prentice Hall, 2010.
- U. Zolzer, ”Digital Audio Signal Processing”, Wiley-Blackwell, 2008.
- B. Mulgrew, P. M. Grant, J. Thompson, “Digital Signal Processing: Concepts and Applications”, Palgrave Macmillan, 2002.
- E. Ifeachor, B. Jervis, “Digital Signal Processing: A Practical Approach”, Prentice Hall, 2001.
