Цифрова обробка сигналів
Спеціальність: Програмно-апаратні пристрої інфокомунікаційних систем
Код дисципліни: 6.172.10.E.074
Кількість кредитів: 4.00
Кафедра: Радіоелектронних технологій інформаційних систем
Лектор: к.т.н., доц. Лазько Леонід Вікторович
Семестр: 7 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей:
загальні компетентності: ЗК-1. Здатність до абстрактного мислення, аналізу та синтезу. ЗК-2. Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях. ЗК-3. Здатність планувати та управляти часом. ЗК-4. Знання та розуміння предметної області та розуміння професійної діяльності. ЗК-6. Здатність працювати в команді. ЗК-7. Здатність вчитися і оволодівати сучасними знаннями. ЗК-8. Вміння виявляти, ставити та вирішувати проблеми. ЗК-13. Здатність до системного мислення; ЗК-14. Здатність здійснювати пошук та аналізувати інформацію з різних джерел.
фахові компетентності: ФК-1. Здатність розуміти сутність і значення інформації в розвитку сучасного інформаційного суспільства. ФК-2. Здатність вирішувати стандартні завдання професійної діяльності на основі інформаційної та бібліографічної культури із застосуванням інформаційно-комунікаційних технологій і з урахуванням основних вимог інформаційної безпеки. ФК-З. Здатність використовувати базові методи, способи та засоби отримання, передавання, обробки та зберігання інформації. ФК-4. Здатність здійснювати комп'ютерне моделювання пристроїв, систем і процесів з використанням універсальних пакетів прикладних програм. ФК-6. Здатність проводити інструментальні вимірювання в інформаційно-телекомунікаційних мережах, телекомунікаційних та радіотехнічних системах. ФКС-1. Уміння здійснювати цифрову обробку сигналів – дискретне та швидке перетворення Фур’є, кореляційний та кепстральний аналіз, вейвлет перетворення та обчислення згортки.
Результати навчання: У результаті вивчення навчальної дисципліни здобувач освіти повинен бути здатним продемонструвати такі програмні результати навчання:
РН1: ЗН8. Здатність продемонструвати знання основ професійно-орієнтованих дисциплін спеціальності в області радіоелектронних кіл та схемотехніки, теорії електромагнітного поля, теорії радіоелектронних систем, теорії телекомунікаційних мереж, теорії автоматичного керування, методів аналізу радіоелектронних і телекомунікаційних систем і мереж, процесів конструювання і виробництв, програмування програмно-апаратних систем, адміністрування інформаційних мереж, захисту інформації, інформаційних технологій.
РН2: ЗН9. Здатність продемонструвати поглиблені знання принаймні в одній з областей радіоелектронних і телекомунікаційних систем і мереж: радіоелектронні системи, телекомунікаційні системи і мережі, інформаційні мереж і зв’язку, технології конструювання та виробництва засобів телекомунікацій, проектування програмно-апаратних систем, розробка програмного забезпечення вбудованих систем, адміністрування інфокомунікаційних мереж.
РНЗ: УМ6. Застосування розуміння основних властивостей компонентної бази для забезпечення якості та надійності функціонування телекомунікаційних, радіотехнічних систем і пристроїв.
РН4: КОМ1. Грамотно застосовувати термінологію галузі телекомунікацій та радіотехніки
РН5: АіВ1. Здатність адаптуватися до нових ситуацій та приймати рішення
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Попередні навчальні дисципліни:
Сигнали та процеси в радіоелектроніці
Основи теорії радіотехнічних систем
Цифрові пристрої та мікропроцесори
Супутні і наступні навчальні дисципліни:
Основи теорії радіотехнічних систем
Цифрові методи реалізації радіотехнічних систем
Короткий зміст навчальної програми: В процесі викладання дисципліни розглядаються: засади перетворення сигналів з неперервної форми в дискретну та явища, які супроводжують це перетворення, властивості дискретних систем, процеси перетворення сигналів при проходженні черед дискретні системи. Також вивчаються сучасні методи аналізу та синтезу цифрових систем перетворення сигналів а також сучасна елементна база для реалізації таких систем.
Опис: Вступ. Основні поняття. Галузі застосування цифрової обробки сигналів.
Типи сигналів. Зв’язок між сигналами різних типів.
Дискретизація просторово-часових сигналів. Теорема Котельнікова.
Перетворення сигналів. Основні властивості. Спектральний аналіз.
Згортка та кореляція сигналів та її застосування в фізиці та техніці.
Цифрові фільтри. Обробка дискретних сигналів.
Реалізація алгоритмів лінійної цифрової фільтрації
Цифрова обробка зображень.
Методи та критерії оцінювання: Поточний контроль на лабораторних заняттях проводиться з метою виявлення готовності студента до занять у таких формах:
вибіркове усне опитування перед початком занять;
оцінка активності студента у процесі занять, внесених пропозицій, оригінальних рішень, уточнень і визначень, доповнень попередніх відповідей і т. ін.
Контрольні запитання поділяються на:
а) тестові завдання – вибрати вірні відповіді;
б) проблемні – створення ситуацій проблемного характеру;
в) питання-репліки – виявити причинно-наслідкові зв’язки;
г) ситуаційні завдання – визначити відповідь згідно певної ситуації;
д) питання репродуктивного характеру – визначення практичного значення.
Підсумковий контроль проводиться за результатами поточного контролю та виконання контрольної роботи.
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль: лабораторні заняття – 15 балів, практичні заняття – 5 балів.
Екзаменаційний контроль: письмова компонента – 70 балів; усна компонента – 10 балів.
Разом за дисципліну: – 100 балів.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100-88 балів - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
Рекомендована література: Базова
1. В.П. Бобак, В.С. Хандецький, Е. Шрюфер. Обробка сигналів. Підручник для студентів технічних спеціальностей вищих навчальних закладів. Київ, “Либідь”, 1996. - 392 с.
2. Д. Даджион, Р. Мерсеро. Цифровая обработка многомерных сигналов. Пер. с англ. - М.: 1988, 488с.
3. В.С. Гутников. Фильтрация измерительных сигналов.- Л.: Энергоатомиздат, 1990. - 192с.
4. У. Прэтт. Цифровая обработка изображений. Том 1 и 2. - М.: Мир. 1982.
5. Г.И. Василенко, А.М. Тараторин. Востановление изображений - М.: Радио и связь, 1986. - 304 с.
6. А.М. Крот, Е.Б. Минервина. Быстрые алгоритмы и программы цифровой спектральной обработки сигналов и изображений. - Минск: Навука і тэхніка, 1995.- 407 с.
7. Адаптивные фильтры. Пер. с англ. Под ред. К.Ф.Н. Коуэна и П.М. Гранта.- М.: Мир, 1988. - 392 с.
8. R. Gonzales, P. Wints. Digital Image Processing, 1987.
9. C.Е. Фалькович, В.И. Пономарев, Ю.В. Шкварко. Оптимальный прием пространственно-временных сигналовв радиоканалах с рассеянием. - М.: Радио и связь, 1989. - 296 с.
Допоміжна
1. Л.М. Голденберг, Б.Д. Матюшкин, М.Н. Поляк. Цифровая обработка сигналов. Справочник. - М.: Радио и связь, 1985.- 311 с.
2. Е. Шрюфер. Цифрова обробка дискретизованих сигналів. Підручник для студентів технічних спеціальностей вузів. Переклад з нім., 1992. - 294 с.
Інформаційні ресурси
1. DSP Guide – Режим доступу: https://www.dspguide.com/.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).