Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Informatyki - Informatyka (N1)

Sylabus przedmiotu Przetwarzanie dźwięku:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Informatyka
Forma studiów studia niestacjonarne Poziom pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta inżynier
Obszary studiów charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Przetwarzanie dźwięku
Specjalność Inżynieria komputerowa
Jednostka prowadząca Katedra Architektury Komputerów i Telekomunikacji
Nauczyciel odpowiedzialny Tomasz Mąka <Tomasz.Maka@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Mirosław Łazoryszczak <Miroslaw.Lazoryszczak@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 4,0 ECTS (formy) 4,0
Forma zaliczenia zaliczenie Język polski
Blok obieralny 5 Grupa obieralna 1

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
laboratoriaL7 18 2,00,50zaliczenie
wykładyW7 18 2,00,50zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Algebra liniowa
W-2Matematyka stosowana ze statystyką 2
W-3Programowanie 2

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Poznanie mechanizmów analizy, przetwarzania oraz ekstrakcji informacji z sygnałów akustycznych.
C-2Zdobycie wiedzy o powstawaniu dźwięku, jego przetwarzaniu oraz technikach wyodrębniania i osadzania informacji w danych akustycznych.
C-3Umiejętność wykorzystywania języków programowania i dedykowanych bibliotek oraz komponentów do analizy i przetwarzania danych dźwiękowych.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Implementacja programu do wczytywania i zapisywaniu danych z/do plików dźwiękowych w wybranym języku programowania.2
T-L-2Ilustracja procesu konwersji analogowo-cyfrowej i jego interpretacja w dziedzinie częstotliwości.4
T-L-3Wyznaczanie reprezentacji sygnałów w dziedzinie czasu i częstotliwości. Obliczanie parametrów charakterystycznych wybranych reprezentacji.4
T-L-4Projektowanie filtrów cyfrowych do zastosowań akustycznych6
T-L-5Wyznaczanie współczynników predykcji liniowej i ich zastosowanie w procesie kodowania4
T-L-6Badanie cech okresowości sygnałów akustycznych i estymacja częstotliwości podstawowej.4
T-L-7Zastosowanie filtrów formantowych do syntezy samogłosek.6
30
wykłady
T-W-1Wprowadzenie do akustyki, fizyczne właściwości dźwięku2
T-W-2Mechanizmy funkcjonowania słuchu2
T-W-3Techniki akwizycji sygnałów akustycznych2
T-W-4Reprezentacje sygnałów akustycznych w dziedzinie czasu i częstotliwości2
T-W-5Obwiednia sygnału i jej znaczenie w analizie dźwięku2
T-W-6Filtracja cyfrowa6
T-W-7Podstawy filtracji adaptacyjnej2
T-W-8Predykcja liniowa i jej własności w procesie analizy dźwięku2
T-W-9Wytwarzanie i percepcja sygnału mowy4
T-W-10Techniki estymacji wysokości dźwięku2
T-W-11Techniki kodowania sygnałów akustycznych2
T-W-12Zaliczenie wykładu2
30

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach18
A-L-2Uzupełnienie implementacji wykonanej w trakcie laboratoriów20
A-L-3Przygotowanie sprawozdań z wybranych laboratoriów12
50
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach18
A-W-2Przygotowanie się do zaliczenia16
A-W-3Studia literaturowe8
A-W-4Konsultacje6
A-W-5Udział w zaliczeniu2
50

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykłady: informacyjne, problemowe i konwersatoryjne
M-2Dyskusja dydaktyczna
M-3Ćwiczenia laboratoryjne z użyciem komputera

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena formująca: Sprawdzenie sprawozdań z wykonanych zadań
S-2Ocena formująca: Ocena implementacji programowej
S-3Ocena podsumowująca: Sprawdzenie wiedzy teoretycznej

Zamierzone efekty uczenia się - wiedza

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
I_1A_D01.07.2_W01
Zdobycie wiedzy z zakresu przetwarzania sygnałów akustycznych
I_1A_W03C-1, C-2, C-3T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-6, T-W-8, T-W-9, T-W-10M-1S-3

Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
I_1A_D01.07.2_U01
Umie dobrac środki techniczne do zrealizowania określonych wymogów komunikacji oraz umie przeprowadzić ewaluację gotowego rozwiązania
I_1A_U03C-1, C-2, C-3T-L-1, T-L-4M-3, M-2S-1, S-2

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
I_1A_D01.07.2_W01
Zdobycie wiedzy z zakresu przetwarzania sygnałów akustycznych
2,0Brak podstawowej wiedzy z zakresu przedmiotu.
3,0Student zna podstawowe pojecia, definicje i parametry fizyczne dźwięku. Ma podstawową wiedzę na temat technik przetwarzania dźwięku.
3,5Zna istniejące rozwiązania programowe umożliwiające tworzenie systemów przetwarzania dźwięku.
4,0Potrafi zaimplementować programowo i porównać systemy przetwarzania dźwięku..
4,5Potrafi dokonac wyboru technik i mechanizmów przetwarzania dźwięku pod konkretne zastosowanie.
5,0Ocenia potencjalną skutecznosc algorytmów i rozwiązań w zadanym problemie przetwarzania dźwięku i wykazuje się dodatkową wiedzą pozyskaną z literatury.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
I_1A_D01.07.2_U01
Umie dobrac środki techniczne do zrealizowania określonych wymogów komunikacji oraz umie przeprowadzić ewaluację gotowego rozwiązania
2,0Brak podstawowych umiejętności z zakresu przedmiotu.
3,0Umie skorzystać z podstawowych środków technicznych (sprzętu oraz bibliotek programistycznych) do realizacji określonych wymogów w realizacji systemów analizy i przetwarzania dźwięku.
3,5Operuje pojęciami, definicjami i parametrami fizycznymi dźwięku oraz mechanizmami ich analizy i przetwarzania.
4,0Potrafi napisać aplikację korzystającą z wybranych komponentów do analizy i przetwarzania sygnałów akustycznych.
4,5Potrafi napisać aplikację z wykorzystaniem gotowych komponentów i własnych implementacji wybranych algorytmów.
5,0Umie porównać różne technologie analizy i przetwarzania sygnałów akustycznych i wykazuje się umiejętnościami pozyskanymi z literatury.

Literatura podstawowa

  1. Udo Zolzer, Digital Audio Signal Processing, John Wiley & Sons, 2008, 2
  2. Tae Hong Park, Introduction to Digital Signal Processing - Computer Musically Speaking, World Scientific, 2010
  3. Ivan Tashev, Sound Capture and Processing, John Wiley & Sons, 2009
  4. F. Alton Everest, Master Handbook of Acoustics, McGraw-Hill, 2001, 4

Literatura dodatkowa

  1. Thomas F. Quatieri, Discrete-Time Speech Signal Processing - Principles and Practice, Prentice Hall, 2001

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Implementacja programu do wczytywania i zapisywaniu danych z/do plików dźwiękowych w wybranym języku programowania.2
T-L-2Ilustracja procesu konwersji analogowo-cyfrowej i jego interpretacja w dziedzinie częstotliwości.4
T-L-3Wyznaczanie reprezentacji sygnałów w dziedzinie czasu i częstotliwości. Obliczanie parametrów charakterystycznych wybranych reprezentacji.4
T-L-4Projektowanie filtrów cyfrowych do zastosowań akustycznych6
T-L-5Wyznaczanie współczynników predykcji liniowej i ich zastosowanie w procesie kodowania4
T-L-6Badanie cech okresowości sygnałów akustycznych i estymacja częstotliwości podstawowej.4
T-L-7Zastosowanie filtrów formantowych do syntezy samogłosek.6
30

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Wprowadzenie do akustyki, fizyczne właściwości dźwięku2
T-W-2Mechanizmy funkcjonowania słuchu2
T-W-3Techniki akwizycji sygnałów akustycznych2
T-W-4Reprezentacje sygnałów akustycznych w dziedzinie czasu i częstotliwości2
T-W-5Obwiednia sygnału i jej znaczenie w analizie dźwięku2
T-W-6Filtracja cyfrowa6
T-W-7Podstawy filtracji adaptacyjnej2
T-W-8Predykcja liniowa i jej własności w procesie analizy dźwięku2
T-W-9Wytwarzanie i percepcja sygnału mowy4
T-W-10Techniki estymacji wysokości dźwięku2
T-W-11Techniki kodowania sygnałów akustycznych2
T-W-12Zaliczenie wykładu2
30

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach18
A-L-2Uzupełnienie implementacji wykonanej w trakcie laboratoriów20
A-L-3Przygotowanie sprawozdań z wybranych laboratoriów12
50
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach18
A-W-2Przygotowanie się do zaliczenia16
A-W-3Studia literaturowe8
A-W-4Konsultacje6
A-W-5Udział w zaliczeniu2
50
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięI_1A_D01.07.2_W01Zdobycie wiedzy z zakresu przetwarzania sygnałów akustycznych
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówI_1A_W03Posiada poszerzoną wiedzę w zakresie metod przechowywania, przetwarzania, przesyłania i analizy danych oraz modelowania systemów umożliwiającą rozwiązywanie rzeczywistych problemów obliczeniowych.
Cel przedmiotuC-1Poznanie mechanizmów analizy, przetwarzania oraz ekstrakcji informacji z sygnałów akustycznych.
C-2Zdobycie wiedzy o powstawaniu dźwięku, jego przetwarzaniu oraz technikach wyodrębniania i osadzania informacji w danych akustycznych.
C-3Umiejętność wykorzystywania języków programowania i dedykowanych bibliotek oraz komponentów do analizy i przetwarzania danych dźwiękowych.
Treści programoweT-W-1Wprowadzenie do akustyki, fizyczne właściwości dźwięku
T-W-2Mechanizmy funkcjonowania słuchu
T-W-3Techniki akwizycji sygnałów akustycznych
T-W-6Filtracja cyfrowa
T-W-8Predykcja liniowa i jej własności w procesie analizy dźwięku
T-W-9Wytwarzanie i percepcja sygnału mowy
T-W-10Techniki estymacji wysokości dźwięku
Metody nauczaniaM-1Wykłady: informacyjne, problemowe i konwersatoryjne
Sposób ocenyS-3Ocena podsumowująca: Sprawdzenie wiedzy teoretycznej
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Brak podstawowej wiedzy z zakresu przedmiotu.
3,0Student zna podstawowe pojecia, definicje i parametry fizyczne dźwięku. Ma podstawową wiedzę na temat technik przetwarzania dźwięku.
3,5Zna istniejące rozwiązania programowe umożliwiające tworzenie systemów przetwarzania dźwięku.
4,0Potrafi zaimplementować programowo i porównać systemy przetwarzania dźwięku..
4,5Potrafi dokonac wyboru technik i mechanizmów przetwarzania dźwięku pod konkretne zastosowanie.
5,0Ocenia potencjalną skutecznosc algorytmów i rozwiązań w zadanym problemie przetwarzania dźwięku i wykazuje się dodatkową wiedzą pozyskaną z literatury.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięI_1A_D01.07.2_U01Umie dobrac środki techniczne do zrealizowania określonych wymogów komunikacji oraz umie przeprowadzić ewaluację gotowego rozwiązania
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówI_1A_U03Potrafi pozyskiwać, przesyłać, przetwarzać dane, podsumowywać wyniki eksperymentów empirycznych, dokonywać interpretacji uzyskanych wyników i formułować wynikające z nich wnioski.
Cel przedmiotuC-1Poznanie mechanizmów analizy, przetwarzania oraz ekstrakcji informacji z sygnałów akustycznych.
C-2Zdobycie wiedzy o powstawaniu dźwięku, jego przetwarzaniu oraz technikach wyodrębniania i osadzania informacji w danych akustycznych.
C-3Umiejętność wykorzystywania języków programowania i dedykowanych bibliotek oraz komponentów do analizy i przetwarzania danych dźwiękowych.
Treści programoweT-L-1Implementacja programu do wczytywania i zapisywaniu danych z/do plików dźwiękowych w wybranym języku programowania.
T-L-4Projektowanie filtrów cyfrowych do zastosowań akustycznych
Metody nauczaniaM-3Ćwiczenia laboratoryjne z użyciem komputera
M-2Dyskusja dydaktyczna
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: Sprawdzenie sprawozdań z wykonanych zadań
S-2Ocena formująca: Ocena implementacji programowej
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Brak podstawowych umiejętności z zakresu przedmiotu.
3,0Umie skorzystać z podstawowych środków technicznych (sprzętu oraz bibliotek programistycznych) do realizacji określonych wymogów w realizacji systemów analizy i przetwarzania dźwięku.
3,5Operuje pojęciami, definicjami i parametrami fizycznymi dźwięku oraz mechanizmami ich analizy i przetwarzania.
4,0Potrafi napisać aplikację korzystającą z wybranych komponentów do analizy i przetwarzania sygnałów akustycznych.
4,5Potrafi napisać aplikację z wykorzystaniem gotowych komponentów i własnych implementacji wybranych algorytmów.
5,0Umie porównać różne technologie analizy i przetwarzania sygnałów akustycznych i wykazuje się umiejętnościami pozyskanymi z literatury.