Administracja Centralna Uczelni - Wymiana międzynarodowa (S2)
Sylabus przedmiotu Алгоритмические основы цифровой обработки сигналов и изображений:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Wymiana międzynarodowa | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | |||
| Obszary studiów | — | ||
| Profil | |||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Алгоритмические основы цифровой обработки сигналов и изображений | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Architektury Komputerów i Telekomunikacji | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Aleksandr Cariow <Alexandr.Tariov@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Aleksandr Cariow <Alexandr.Tariov@zut.edu.pl>, Galina Cariowa <Galina.Tariova@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 5,0 | ECTS (formy) | 5,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | rosyjski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Требования к предварительной подготовке обучающегося: Знание основ элементарной математики, матричной алгебры, цифровой техники. |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Обучить студентов теоретическим знаниям и основным алгоритмам цифровой обработки сигналов (ЦОС), и изображений (ЦОИ) |
| C-2 | Привить студентам практические навыки по методологии разработки эффективных алгоритмов и структур вычислительных модулей для систем ЦОС и ЦОИ. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| T-A-1 | Элементы матричной алгебры. Представление одномерного сигнала в виде вектора, двумерного (изображения) - в виде матрицы. Специальные типы матриц. Единичная и нулевая матрицы. Матрицы сдвига, перестановки, растяжения, дублирования. Изучение операций конкатенации, тензорного (кронекеровского) произведения, прямой суммы. Графическое представление алгоритмов ЦОС в виде сигнальных графов. | 6 |
| T-A-2 | Изучение и ислледование особкнностей векторно-матричных процедур БПФ. Решение примеров на построение алгоритмов БПФ (по основанию 2 и 4) для конкретных значений исходных последовательностей данных. | 5 |
| T-A-3 | Изучение особенностей построения быстрых алгоритмов дискретных ортогональных преобразований (ДОП) для различных длин исходных последовательностей данных. Решение задач на построение быстрых алгоритмов ДОП Уолша, Хаара, Хартли и т.д. | 4 |
| T-A-4 | Решение задач на построение быстрых алгооитмов одномерной и двумерной свёртки. Разработка алгоритмов быстрой свёртки (круговой и линейной) во временной и частотной областях. | 4 |
| T-A-5 | Решение задач на применение методов "overlap-save" и "overlap-add". | 4 |
| T-A-6 | Решение задач на построение алгоритмов прямого и обратного дискретного вейвлет-преобразования в базисе фильтров Добеши. | 4 |
| T-A-7 | Зачётное занятие. Подведение итогов изучения предмета и выставление оценок. | 3 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Введение. Аналитический обзор и обсуждение основных задач, методов и приложений цифровой обработки сигналов (ЦОС). История ЦОС. Преимущества ЦОС. Достоинства и недостатки ЦОС. | 4 |
| T-W-2 | Элементы матричной алгебры. Представление основных операций цифровой обработки сигналов и изображений с помощью объектов алгебры матриц (в том числе в виде матрично-матричных и векторно-матричных произведений). | 4 |
| T-W-3 | Спектр цифрового сигнала. Дискретное преобразование Фурье (ДПФ). Свойства ДПФ. Быстрое преобразование Фурье (БПФ), алгоритмы с прореживанием по времени и частоте. Операция "бабочка". Двоично-инверсная адресация. Алгоритм Винограда. ДПФ действительных последовательностей. | 4 |
| T-W-4 | Обобщение ДПФ. Дискретные ортогональные преобразования в базах Уолша, Хаара, Виленкина, Хартли. Дискретное косинус-преобразование. Быстрые алгоритмы дискретных ортогональных преобразований в перечисленных базисах. | 4 |
| T-W-5 | Цифровые свёртка и корреляция. Круговая и линейная свёртка. Быстрые алгоритмы вычисления круговой свёртки. Цифровая фильтрация. ФИльтры КИХ и БИХ. Реализация операции фильтрации с помощью дискретных ортогональных преобразований. Вычисление линейной свёртки с помощью круговой. Фильтрация длинных последовательносьтей: методы "overlap-save" и "overlap-add". | 4 |
| T-W-6 | Вейвлет-технологии. История. Определение вейвлета. Многоуровневая декомпозиция и реконструкция. Алгоритм Малла - дискрентое вейвлет-преобразование. Фильтры Добеши. Вычислительные процедуры дискретного вейвлет-преобразования. Вейвлетоподобные преобразования. | 4 |
| T-W-7 | Элементная база процессоров цифровой обработки сигналов и изображений. Тенденции развития специализированных микросистем ЦОС. Распараллеливание вывчислений: конвейерная и векторная обработка данных. Обзор и обсуждение достоинств и недостатков современных параллельных СБИС-структур, ориентированных на реализацию задач ЦОС. | 4 |
| T-W-8 | Диалектические аспекты ускорения вычислений. Высокопроизводительные вычисления: единство и борьба противоположностей. | 2 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| A-A-1 | Участие в занятиях | 30 |
| A-A-2 | Самостоятельная работа. Выполнение домащних заданий. | 42 |
| A-A-3 | Консультации, касающиеся домашних заданий Проверка правильности решений. Устранение ошибок. | 2 |
| 74 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Участие в занятиях. | 30 |
| A-W-2 | Самостоятельная работа. Изучение пройденного в аудитории материала. Подготовка к лекционным занятиям. | 18 |
| A-W-3 | Консультации. | 2 |
| 50 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Лекции с использованием мультимедийных презентаций. |
| M-2 | Практические занятия. |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: экзамен устный в форме собеседования |
| S-2 | Ocena podsumowująca: письменный или устный зачёт |
| S-3 | Ocena formująca: коллоквиум |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|
| WM-WI_2-_null_W01 Знать: - преимущества цифровой обработки сигналов и иё роль в проектировании приборов, устройств и узлов телекоммуникационных информационных систем; - математический аппарат для описания цифровых сигналов и изображений; - основные методы и алгоритмы цифровой обработки сигналов и изображений; - области применения цифровой обработки сигналов; - современную элементную базу для реализации систем цифровой обработки сигналов; | — | — | C-1 | T-W-7, T-W-5, T-W-3, T-W-6, T-W-1, T-W-4, T-W-8, T-W-2 | M-1 | S-1 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|
| WM-WI_2-_null_U01 Уметь: - математически описывать цифровые сигналы и изображения; - проектировать (проводить синтез и рассчитывать параметры) базовых алгоритмов цифровой обработки сигналов и изображений; - применять полученные знания и методы обработки сигналов для решения практических задач ЦОС и ЦОИ, - самостоятельно приобретать новые знания в области цифровой обработки сигналов и изображений. | — | — | C-2 | T-A-7, T-A-4, T-A-6, T-A-2, T-A-1, T-A-5, T-A-3 | M-2 | S-2, S-3 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| WM-WI_2-_null_W01 Знать: - преимущества цифровой обработки сигналов и иё роль в проектировании приборов, устройств и узлов телекоммуникационных информационных систем; - математический аппарат для описания цифровых сигналов и изображений; - основные методы и алгоритмы цифровой обработки сигналов и изображений; - области применения цифровой обработки сигналов; - современную элементную базу для реализации систем цифровой обработки сигналов; | 2,0 | Выставляется студенту, который не знает большей части основного содержания учебной программы дисциплины, допускает грубые ошибки в формулировках основных принципов и не умеет использовать полученные знания при решении типовых задач. |
| 3,0 | Выставляется студенту, если он твердо знает материал, грамотно и по существу излагает его, умеет применять полученные знания на практике, но допускает в ответе или в решении задач некоторые неточности. | |
| 3,5 | Выставляется студенту, если он твердо знает материал, грамотно и по существу излагает его, умеет применять полученные знания на практике, но недостаточно грамотно обосновывает полученные результаты. | |
| 4,0 | Выставляется студенту, показавшему систематизированные, глубокие знания учебной программы дисциплины и умение уверенно применять их на практике при решении конкретных задач, правильное обоснование принятых решений, с некоторыми недочетами. | |
| 4,5 | Выставляется студенту, показавшему всесторонние, систематизированные, глубокие знания учебной программы дисциплины и умение уверенно применять их на практике при решении конкретных задач, свободное и правильное обоснование принятых решений. | |
| 5,0 | Выставляется студенту, показавшему всесторонние, систематизированные, глубокие знания учебной программы дисциплины, проявляющему интерес к данной предметной области, продемонстрировавшему умение уверенно и творчески применять их на практике при решении конкретных задач, свободное и правильное обоснование принятых решений. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| WM-WI_2-_null_U01 Уметь: - математически описывать цифровые сигналы и изображения; - проектировать (проводить синтез и рассчитывать параметры) базовых алгоритмов цифровой обработки сигналов и изображений; - применять полученные знания и методы обработки сигналов для решения практических задач ЦОС и ЦОИ, - самостоятельно приобретать новые знания в области цифровой обработки сигналов и изображений. | 2,0 | |
| 3,0 | Выставляется студенту, показавшему фрагментарный, разрозненный характер знаний, допускающему ошибки в формулировках базовых понятий, нарушения логической последовательности в изложении программного материала, слабо владеет основными разделами учебной программы, необходимыми для дальнейшего обучения и с трудом применяет полученные знания даже в стандартной ситуации. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Literatura podstawowa
- Рабинер Л. Гоулд Б., Теория и применение цифровой обработки сигналов., Пер. с англ. Зайцева А.Л. Назаренко Э.Г. - М: Мир, Москва, 1978, - 835с.
- Дагман, Э.Е.; Кухарев, Г.А., Быстрые дискретные ортогональные преобразования, Издательство: Наука, Новосибирск, 1983, - 232 с.
- Юкио Сато, Обработка сигналов: первое знакомство, М: Додэка-XXI, 2010, – 176 с.
- Прэтт У., Цифровая обработка изображений, Пер. с англ.—М.: Мир, Пер. с англ.—М.: Миросква, 1982, два тома, — 312 с.
- Блейхут Р, Быстрые алгоритмы цифровой обработки сигналов, Мир, Москва, 1989, - 448с.
- Нуссбаумер Г., Быстрое преобразование Фурье и алгоритмы вычисления сверток, Пер. с англ. - М.: Радио и связь, Москва, 1985, - 248с.
- Ахмед Н., Рао К.Р., Ортогональные преобразования при обработке цифровых сигналов, Пер. с англ. — М.: "Связь", Москва, 1980, — 248 с.
- Хуанг Т. С., Эклунд Дж. О., Нуссбаумер Г., Быстрые алгоритмы в цифровой обработке изображений, Перю с англ.б М.: Радио и связь, Москва, 1984, — 224 с.
Literatura dodatkowa
- Айфичер Э., Джервис Б., Цифровая обработка сигналов. Практический подход, М.: Изд. дом «Вильямс», Москва, 2004, – 992 с.
- Стивен, С. Цифровая обработка сигналов. Практическое руководство, Цифровая обработка сигналов. Практическое руководство для инженеров и научных работников, М.: Додэка – XXI, Москва, 2008, -720 с.
- Лэй Э., [9].Цифровая обработка сигналов для инженеров и технических специалистов, М.: Группа ИДТ, [9]. Лэй, Э. Цифровая обработка сигналов для инженеров и технических специалистов: практическое руководство / Э. Лэй. – М.: Группа ИДТ, 2007. – 336 с., 2007, – 336 с.