Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Informatyki - Informatyka (S1)

Sylabus przedmiotu Dźwięk cyfrowy:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Informatyka
Forma studiów studia stacjonarne Poziom pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta inżynier
Obszary studiów nauk technicznych, studiów inżynierskich
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Dźwięk cyfrowy
Specjalność systemy komputerowe i oprogramowanie
Jednostka prowadząca Katedra Systemów Multimedialnych
Nauczyciel odpowiedzialny Mariusz Borawski <mborawski@wi.zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Edward Półrolniczak <Edward.polrolniczak@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 2,0 ECTS (formy) 2,0
Forma zaliczenia zaliczenie Język polski
Blok obieralny 10 Grupa obieralna 5

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
wykładyW6 15 0,70,40zaliczenie
laboratoriaL6 15 1,30,60zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Umiejętność programowania

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Ukształtowanie umiejętności interpetacji widma dźwięku
C-2Zapozanie studentów z podstawowymi metodami i algorytmami przetwarzania dźwięku
C-3Zapozanie studentów z własnosciami narzadu słuch mającego wpływ na dobór metod przetwarzania dźwięku
C-4Ukształtowanie umiejętności doboru odpowiednich metod i algorytmów do przetwarzania dźwięku

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Wprowadzenie do przetwarzania dźwięku w środowisku Matlab1
T-L-2Format pliku WAVE - odczyt oraz zapis sygnału audio.2
T-L-3Własności widma dźwięku2
T-L-4Analiza dźwięku w dziedzinie czasu i częstotliwości, dźwięki muzyczne, szumy, mowa.2
T-L-5Generowanie tonów prostych. Charakterystyki słuchu2
T-L-6Modulacja amplitudowa i skalowanie sygnału audio2
T-L-7Filtracja i korekcja w dziedzinie częstotliwości2
T-L-8Synteza addytywna dźwięku2
15
wykłady
T-W-1Transformata Fouriera i widmo dźwięku: transformata Fouriera, dyskretna transformata Fouriera, widmo.1
T-W-2Dźwięk jako zjawisko fizyczne i jego cechy: definicja dźwięku, rozchodzenie się fali dźwiękowej, sygnał akustyczny, ton prosty i wieloton harmoniczny, widmo dźwięku, miara głośności, dynamika sygnału cyfrowego, zjawiska falowe związane z falą akustyczną.4
T-W-3Percepcja dźwięku przez ludzki słuch: ucho zewnętrzne, środkowe i wewnętrzne, budowa ucha wewnętrznego, krzywe jednakowej, fon, adaptacja i efekt maskowania, lokalizacja źródła dźwięku.3
T-W-4Przetwarzanie dźwięku: Parametry dźwięku cyfrowego: montaż, zmiana parametrów próbkowania, modulacja amplitudy (głośności), zmiana wysokości dźwięku (pitch), zmiana czasu trwania dźwięku, zmiana barwy dźwięku, miksowanie sygnałów, manipulacja kanałami.4
T-W-5Synteza dźwięku: synteza subtraktywna, synteza addytywna, FM, samplingowa, modelowanie matematyczne.3
15

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Udział w laboratoriach 15 godz.15
A-L-2Przygotowanie się do ćwiczeń 7*0,5 godziny4
A-L-3Wykonanie sprawozdań 7*4 godziny21
40
wykłady
A-W-1Obecnośc na wykładach 15 godz.15
A-W-2Przygotowanie do egzaminu + obecność na egzaminie: 4 godz.+2 godz. = 6 godz.6
21

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Metoda podająca: wykład informacyjny
M-2Metoda praktyczna: ćwiczenia laboratoryjne

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: Sprawdzenie wiedzy poprzez pisemny egzamin
S-2Ocena formująca: Sprawdzenie umiejętności poprzez sprawdzenie zadań postawionych do wykonania na laboratoriach

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
I_1A_O5/06_W01
Zna podstawowe metody i algorytmy przetwarzania dźwięku, potrafi je wymienić oraz scharakteryzować
I_1A_W17T1A_W03, T1A_W07InzA_W02, InzA_W05C-1, C-2, C-3T-W-1, T-W-3, T-W-4, T-W-2, T-W-5, T-L-8M-1S-1

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
I_1A_O5/06_U01
Ma umiejętność wyboru odpowiedniego algorytmy w celu uzyskania właściwej modyfikacji dźwięku
I_1A_U19T1A_U13, T1A_U15, T1A_U16InzA_U05, InzA_U07, InzA_U08C-1, C-4T-L-8, T-L-4, T-L-5, T-L-6, T-L-7, T-L-3M-2S-2

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
I_1A_O5/06_W01
Zna podstawowe metody i algorytmy przetwarzania dźwięku, potrafi je wymienić oraz scharakteryzować
2,0Nie potrafi wymienić i podać zastosowań przedstawionych na wykładzie metod przetwarzania i syntezy dźwięku
3,0Potrafi wymienić, z grubsza opisać i podać zastosowania przedstawionych an wykładzie metod przetwarzania i syntezy dźwięku
3,5Potrafi interpretować widmo dźwięku
4,0Ma wiedzę wystarczającą do zaimplementowania prostrzych metod przetwarzania i syntezy dźwięku, rozumie jak wpływają poznane metody na widmo dźwięku
4,5Zna fizyczne własności dźwięku oraz budowę narządu słuchu
5,0Potrafi wykorzystać posiadaną wiedzę do oceny metod przetwarzania dźwięku

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
I_1A_O5/06_U01
Ma umiejętność wyboru odpowiedniego algorytmy w celu uzyskania właściwej modyfikacji dźwięku
2,0Nie umie dobrać algorytmu w celu uzyskania określonego efektu
3,0Umie dobrać algorytm przetwarzania dźwięku w celu uzyskania określonego efektu
3,5Potrafi zaimplementować wskazane algorytmy przetwarzania dźwięku
4,0Umie zinterpretować widmo dźwięku
4,5Patrząc na widmo dźwięku potrafi wyciągnąć wnoski na temat charakterystyki sygnału dźwiękowego
5,0Potrafi eksperymentalnie dobrać różniego rodzaju współczynniki dla algorytmów przetwarznia dźwięku, samodzielnie zbadać charkaterystyki słuchu

Literatura podstawowa

  1. Czyżewski A., Dźwięk cyfrowy, wybrane zagadnienia teoretyczne, technologia, zastosowania, AOW EXIT, Warszawa, 1998
  2. Haines R., Cyfrowe przetwarzanie dźwięku, MIKOM, Warszawa, 2002
  3. Moore, B. C. J., Wprowadzenie do psychologii słyszenia, PWN, Warszawa-Poznań, 1999

Literatura dodatkowa

  1. Hall D., Musical Acoustics, Wadsworth Publishing Company, Belmont, California, 1980

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Wprowadzenie do przetwarzania dźwięku w środowisku Matlab1
T-L-2Format pliku WAVE - odczyt oraz zapis sygnału audio.2
T-L-3Własności widma dźwięku2
T-L-4Analiza dźwięku w dziedzinie czasu i częstotliwości, dźwięki muzyczne, szumy, mowa.2
T-L-5Generowanie tonów prostych. Charakterystyki słuchu2
T-L-6Modulacja amplitudowa i skalowanie sygnału audio2
T-L-7Filtracja i korekcja w dziedzinie częstotliwości2
T-L-8Synteza addytywna dźwięku2
15

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Transformata Fouriera i widmo dźwięku: transformata Fouriera, dyskretna transformata Fouriera, widmo.1
T-W-2Dźwięk jako zjawisko fizyczne i jego cechy: definicja dźwięku, rozchodzenie się fali dźwiękowej, sygnał akustyczny, ton prosty i wieloton harmoniczny, widmo dźwięku, miara głośności, dynamika sygnału cyfrowego, zjawiska falowe związane z falą akustyczną.4
T-W-3Percepcja dźwięku przez ludzki słuch: ucho zewnętrzne, środkowe i wewnętrzne, budowa ucha wewnętrznego, krzywe jednakowej, fon, adaptacja i efekt maskowania, lokalizacja źródła dźwięku.3
T-W-4Przetwarzanie dźwięku: Parametry dźwięku cyfrowego: montaż, zmiana parametrów próbkowania, modulacja amplitudy (głośności), zmiana wysokości dźwięku (pitch), zmiana czasu trwania dźwięku, zmiana barwy dźwięku, miksowanie sygnałów, manipulacja kanałami.4
T-W-5Synteza dźwięku: synteza subtraktywna, synteza addytywna, FM, samplingowa, modelowanie matematyczne.3
15

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Udział w laboratoriach 15 godz.15
A-L-2Przygotowanie się do ćwiczeń 7*0,5 godziny4
A-L-3Wykonanie sprawozdań 7*4 godziny21
40
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Obecnośc na wykładach 15 godz.15
A-W-2Przygotowanie do egzaminu + obecność na egzaminie: 4 godz.+2 godz. = 6 godz.6
21
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaI_1A_O5/06_W01Zna podstawowe metody i algorytmy przetwarzania dźwięku, potrafi je wymienić oraz scharakteryzować
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówI_1A_W17zna podstawowe metody gromadzenia i przetwarzania danych i informacji
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT1A_W03ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę ogólną obejmującą kluczowe zagadnienia z zakresu studiowanego kierunku studiów
T1A_W07zna podstawowe metody, techniki, narzędzia i materiały stosowane przy rozwiązywaniu prostych zadań inżynierskich z zakresu studiowanego kierunku studiów
Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraInzA_W02zna podstawowe metody, techniki, narzędzia i materiały stosowane przy rozwiązywaniu prostych zadań inżynierskich z zakresu studiowanego kierunku studiów
InzA_W05zna typowe technologie inżynierskie w zakresie studiowanego kierunku studiów
Cel przedmiotuC-1Ukształtowanie umiejętności interpetacji widma dźwięku
C-2Zapozanie studentów z podstawowymi metodami i algorytmami przetwarzania dźwięku
C-3Zapozanie studentów z własnosciami narzadu słuch mającego wpływ na dobór metod przetwarzania dźwięku
Treści programoweT-W-1Transformata Fouriera i widmo dźwięku: transformata Fouriera, dyskretna transformata Fouriera, widmo.
T-W-3Percepcja dźwięku przez ludzki słuch: ucho zewnętrzne, środkowe i wewnętrzne, budowa ucha wewnętrznego, krzywe jednakowej, fon, adaptacja i efekt maskowania, lokalizacja źródła dźwięku.
T-W-4Przetwarzanie dźwięku: Parametry dźwięku cyfrowego: montaż, zmiana parametrów próbkowania, modulacja amplitudy (głośności), zmiana wysokości dźwięku (pitch), zmiana czasu trwania dźwięku, zmiana barwy dźwięku, miksowanie sygnałów, manipulacja kanałami.
T-W-2Dźwięk jako zjawisko fizyczne i jego cechy: definicja dźwięku, rozchodzenie się fali dźwiękowej, sygnał akustyczny, ton prosty i wieloton harmoniczny, widmo dźwięku, miara głośności, dynamika sygnału cyfrowego, zjawiska falowe związane z falą akustyczną.
T-W-5Synteza dźwięku: synteza subtraktywna, synteza addytywna, FM, samplingowa, modelowanie matematyczne.
T-L-8Synteza addytywna dźwięku
Metody nauczaniaM-1Metoda podająca: wykład informacyjny
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Sprawdzenie wiedzy poprzez pisemny egzamin
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Nie potrafi wymienić i podać zastosowań przedstawionych na wykładzie metod przetwarzania i syntezy dźwięku
3,0Potrafi wymienić, z grubsza opisać i podać zastosowania przedstawionych an wykładzie metod przetwarzania i syntezy dźwięku
3,5Potrafi interpretować widmo dźwięku
4,0Ma wiedzę wystarczającą do zaimplementowania prostrzych metod przetwarzania i syntezy dźwięku, rozumie jak wpływają poznane metody na widmo dźwięku
4,5Zna fizyczne własności dźwięku oraz budowę narządu słuchu
5,0Potrafi wykorzystać posiadaną wiedzę do oceny metod przetwarzania dźwięku
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaI_1A_O5/06_U01Ma umiejętność wyboru odpowiedniego algorytmy w celu uzyskania właściwej modyfikacji dźwięku
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówI_1A_U19ma umiejętność wyboru algorytmu i struktur danych do rozwiązania określonego zadania inżynierskiego
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT1A_U13potrafi dokonać krytycznej analizy sposobu funkcjonowania i ocenić - zwłaszcza w powiązaniu ze studiowanym kierunkiem studiów - istniejące rozwiązania techniczne, w szczególności urządzenia, obiekty, systemy, procesy, usługi
T1A_U15potrafi ocenić przydatność rutynowych metod i narzędzi służących do rozwiązania prostego zadania inżynierskiego o charakterze praktycznym, charakterystycznego dla studiowanego kierunku studiów oraz wybrać i zastosować właściwą metodę i narzędzia
T1A_U16potrafi - zgodnie z zadaną specyfikacją - zaprojektować oraz zrealizować proste urządzenie, obiekt, system lub proces, typowe dla studiowanego kierunku studiów, używając właściwych metod, technik i narzędzi
Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraInzA_U05potrafi dokonać krytycznej analizy sposobu funkcjonowania i ocenić - zwłaszcza w powiązaniu ze studiowanym kierunkiem studiów - istniejące rozwiązania techniczne, w szczególności urządzenia, obiekty, systemy, procesy, usługi
InzA_U07potrafi ocenić przydatność rutynowych metod i narzędzi służących do rozwiązania prostego zadania inżynierskiego o charakterze praktycznym, charakterystycznego dla studiowanego kierunku studiów oraz wybrać i zastosować właściwą metodę i narzędzia
InzA_U08potrafi - zgodnie z zadaną specyfikacją - zaprojektować proste urządzenie, obiekt, system lub proces, typowe dla studiowanego kierunku studiów, używając właściwych metod, technik i narzędzi
Cel przedmiotuC-1Ukształtowanie umiejętności interpetacji widma dźwięku
C-4Ukształtowanie umiejętności doboru odpowiednich metod i algorytmów do przetwarzania dźwięku
Treści programoweT-L-8Synteza addytywna dźwięku
T-L-4Analiza dźwięku w dziedzinie czasu i częstotliwości, dźwięki muzyczne, szumy, mowa.
T-L-5Generowanie tonów prostych. Charakterystyki słuchu
T-L-6Modulacja amplitudowa i skalowanie sygnału audio
T-L-7Filtracja i korekcja w dziedzinie częstotliwości
T-L-3Własności widma dźwięku
Metody nauczaniaM-2Metoda praktyczna: ćwiczenia laboratoryjne
Sposób ocenyS-2Ocena formująca: Sprawdzenie umiejętności poprzez sprawdzenie zadań postawionych do wykonania na laboratoriach
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Nie umie dobrać algorytmu w celu uzyskania określonego efektu
3,0Umie dobrać algorytm przetwarzania dźwięku w celu uzyskania określonego efektu
3,5Potrafi zaimplementować wskazane algorytmy przetwarzania dźwięku
4,0Umie zinterpretować widmo dźwięku
4,5Patrząc na widmo dźwięku potrafi wyciągnąć wnoski na temat charakterystyki sygnału dźwiękowego
5,0Potrafi eksperymentalnie dobrać różniego rodzaju współczynniki dla algorytmów przetwarznia dźwięku, samodzielnie zbadać charkaterystyki słuchu