Wierk - Wydział Informatyki, Elektroniczne Ramy Kwalifikacji

Wydział Informatyki
Kierunek studiów	Informatyka							Poziom i forma studiów	pierwszego stopnia inżynierskie stacjonarne
Specjalność / Ścieżka dyplomowania	---							Profil kształcenia	ogólnoakademicki
Nazwa przedmiotu	Przetwarzanie sygnałów i obrazów							Kod przedmiotu	INF1PSO
								Rodzaj przedmiotu	obowiązkowy
Forma zajęć i liczba godzin	W	Ć	L	P	Ps	T	S	Semestr	4
	15				15			Punkty ECTS	3
Przedmioty wprowadzające	Algebra liniowa z geometrią analityczną (INF1ALG), Analiza matematyczna (INF1AMA),
Cele przedmiotu	Celem przedmiotu (w ramach wykładów oraz zajęć pracowni specjalistycznej) jest zapoznanie studentów oraz wykształcenie u nich podstawowych umiejętności skorelowanych z podstawami cyfrowego przetwarzania sygnałów, tak aby zrozumieli oni najważniejsze zasady działania programów komputerowych i urządzeń mikroprocesorowych, w których wykorzystywane jest przetwarzanie sygnałów.
Treści programowe	Wykład: 1. Sygnały jako nośniki informacji. Właściwości i klasyfikacje sygnałów. 2. Metody reprezentacji i transformacje sygnałów. 3. Przekształcenie Fouriera i analiza widmowa sygnałów. 4. Próbkowanie i kwantyzacja sygnałów. Twierdzenie Shannona-Kotielnikowa. Konwersja analogowo-cyfrowa i cyfrowo-analogowa. 5. Systemy liniowe niezmienne w czasie. Analiza systemów w dziedzinie czasu i częstotliwości. 6. Reprezentacja systemów z użyciem transformacji z i transmitancji. 7. Filtracja cyfrowa. Kategorie filtrów i ich właściwości. Projektowanie i implementacja filtrów. 8. Wybrane praktyczne problemy przetwarzania mowy, obrazu, sygnałów biomedycznych itp. Podstawy kompresji, eliminacji zakłóceń itp. 9. Problemy obliczeniowe w cyfrowym przetwarzaniu sygnałów: złożoność algorytmów, błędy zaokrągleń, stabilność itp. Wybrane przykłady optymalizacji obliczeń: algorytm FFT, struktury filtrów itp. 10. Notacje i metody matematyczne stosowane w cyfrowym przetwarzaniu sygnałów: uzupełniające wiadomości z algebry, analizy i statystyki. Pracownia specjalistyczna: 1. Implementacja podstawowych generatorów zróżnicowanych sygnałów - piłokształtnego, kwadratowego, trójkątnego. 2. Doświadczalne badanie właściwości sygnałów okresowych i nieokresowych. 3. Analiza eksperymentalna sygnałów ciągłych i dyskretnych. 4. Eksperymentalna analiza twierdzenia Shannona-Kotielnikowa. 5. Implementacja konwersji ADC oraz DAC. 6. Własna implementacja transformaty Fouriera oraz transformaty falkowej. 7. Cyfrowa filtracja sygnałów. 8. Analiza przyczynowości i zasady superpozycji. 9. Analiza i przetwarzanie sygnałów dwuwymiarowych.
Metody dydaktyczne	wykład problemowy, programowanie z użyciem komputera,
Forma zaliczenia	Wykład: zaliczenie pisemne. Pracownia specjalistyczna: ocena wykonania zadań, ocena aktywności na zajęciach.
Symbol efektu uczenia się	Zakładane efekty uczenia się								Odniesienie do kierunkowych efektów uczenia się
EU1	notacje i metody matematyczne wykorzystywane w przetwarzaniu sygnałów								INF1_W01
EU2	podstawy akwizycji i cyfrowej reprezentacji sygnałów oraz fundamentalne zasady i algorytmy cyfrowego przetwarzania sygnałów								INF1_W05 INF1_W10
EU3	wykorzystać nabytą ogólną wiedzę i umiejętności do zrozumienia i wdrożenia specjalizowanych złożonych algorytmów i urządzeń przetwarzania sygnałów								INF1_U04 INF1_U10
EU4	identyfikować praktyczne problemy, które można rozwiązać wykorzystując cyfrowe przetwarzanie sygnałów, oraz wyszukiwać, oceniać i adaptować przydatne znane rozwiązania.								INF1_U02 INF1_U10
EU5	zaprojektować i zaimplementować proste algorytmy i aplikacje, które wykorzystują przetwarzanie sygnałów								INF1_U04 INF1_U05 INF1_U10
Symbol efektu uczenia się	Sposób weryfikacji efektu uczenia się								Forma zajęć na której zachodzi weryfikacja
EU1	zaliczenie pisemne								W
EU2	zaliczenie pisemne								W
EU3	ocena wykonania zadań, ocena aktywności na zajęciach								Ps
EU4	ocena wykonania zadań, ocena aktywności na zajęciach								Ps
EU5	ocena wykonania zadań, ocena aktywności na zajęciach								Ps
Bilans nakładu pracy studenta (w godzinach)									Liczba godz.
Wyliczenie
	1 - Udział w wykładach								15
	2 - Udział w pracowni specjalistycznej								15
	3 - Przygotowanie do pracowni specjalistycznej oraz realizacja zadań domowych								29
	4 - Udział w konsultacjach								4
	5 - Przygotowanie do egzaminu								10
	6 - Obecność na egzaminie								2
RAZEM:									75
Wskaźniki ilościowe									GODZINY	ECTS
Nakład pracy studenta związany z zajęciami wymagającymi bezpośredniego udziału nauczyciela									36 (4)+(1)+(6)+(2)	1.4
Nakład pracy studenta związany z zajęciami o charakterze praktycznym									44 (3)+(2)	1.8
Literatura podstawowa	1. Z. Gajo, Podstawy Cyfrowego Przetwarzania Sygnałów, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2019 2. T.P. Zieliński, Cyfrowe przetwarzanie sygnałów – od teorii do zastosowań, WKŁ, 2005 3. S.W. Smith, Cyfrowe przetwarzanie sygnałów: praktyczny poradnik dla inżynierów i naukowców, BTC, 2007 4. G. Lyons, Wprowadzenie do cyfrowego przetwarzania sygnałów, WKiŁ, 2009
Literatura uzupełniająca	1. J.G. Proakis, D.G Manolakis, Digital Signal Processing, Pearson Prentice Hall, 2007 2. A.V. Oppenheim, R.W. Schafer, Discrete-Time Signal Processing, Pearson, 2010 3. J. Szabatin, Podstawy teorii sygnałów, WKiŁ, 2008
Jednostka realizująca	Katedra Mediów Cyfrowych i Grafiki Komputerowej								Data opracowania programu
Program opracował(a)	prof. dr hab. inż. Khalid Saeed,mgr inż. Maciej Szymkowski								2023.04.06