Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Informatyki - Informatyka (S2)

Sylabus przedmiotu Zaawansowane algorytmy przetwarzania sygnałów:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Informatyka
Forma studiów studia stacjonarne Poziom drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta magister
Obszary studiów nauk technicznych
Profil ogólnoakademicki
Moduł —
Przedmiot Zaawansowane algorytmy przetwarzania sygnałów
Specjalność systemy komputerowe i technologie mobilne
Jednostka prowadząca Katedra Architektury Komputerów i Telekomunikacji
Nauczyciel odpowiedzialny Aleksandr Cariow <Alexandr.Tariov@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele
ECTS (planowane) 4,0 ECTS (formy) 4,0
Forma zaliczenia egzamin Język polski
Blok obieralny — Grupa obieralna —

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
wykładyW2 15 1,70,62egzamin
ćwiczenia audytoryjneA2 30 2,30,38zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Zna oraz potrafi zastosować podstawy matematyczne z algebry abstrakcyjnej, rachunku macierzowego, matematyki dyskretnej.

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1potrafi konstruować algorytmy realizujące skomplikowane zadania cyfrowego przetwarzania sygnałów ze zredukowaną złożonością obliczeniową.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
ćwiczenia audytoryjne
T-A-1Elementy rachunku macierzowego. Typowe konstrukcji macierzowe. Iloczyn Kroneckera, Suma tensorowa, konkatenacja pozioma oraz pionowa, macierze permutacji. Przykłady. Rozwiązywanie zadań.2
T-A-2Algorytm Strassena zracjonalizowanego mnożenia macierzy drugiego stopnia oraz jego uogólnienie dla przypadku macierzy dowolnego stopnia. Konstruowanie wektorowo-macierzowej procedury obliczeniowej zracjonalizowanego mnozenia dwóch macierzy. Przykład.2
T-A-3Algorytm iloczynu skalarnego Winograda oraz jego zastosowanie do przekształceń wektorowo-macierzowych. Rozwiazywanie zadań indywidualnych przy tablicy.2
T-A-4Studyowanie metody konstruowania szybkich algorytmów wyznaczania iloczynów wektorowo-macierzowych na podstawie wytypowanych modeli faktoryzacji macierzy.2
T-A-5Konstruowanie algorytmów szybkich splotów dla różnych przykładów.2
T-A-6Studyowanie metody "overlap-add" i "overlap-save".2
T-A-7Studyowanie zasad syntezy algorytmu Szybkiej transformacji Fouriera (FFT). Konstruowanie algorytmu FFT dla N=8.2
T-A-8Studyowanie oraz konstruowanie procedur i grafów sygnałowych opisujących algorytmy FFT z decymacja w częstotliwości i casie dla dowolnego N bedacego potengą dwójki.2
T-A-9Synteza algorytmuów FFT dla przypadków, gdy liczba próbek jest potengą dowolnej liczby całkowitej lub iloczynem dwóch (kilku) liczb całkowitych.2
T-A-10Konstruowanie zraconalizowanych algorytmów dyskretnych transformacji Kosynusowych.2
T-A-11Synteza szybkich algorytmów dyskretnego przekształcenia MDCT.2
T-A-12Konstruowanie szybkich algorytmów dyskretnego przekształcenia Hartleya.1
T-A-13Algorytmy wyznaczania współczynników dyskretnej transformacji Slant.1
T-A-14Procedury wielopoziomowej dekompozycji oraz rekonstrukcji sygnałów. Szybka transformacja Falkowa. Procedury bazowe FDWT i IDWT. Operacji bazowe IFDWT i IDWT. Budowa modeli grafostrukturalnych2
T-A-15Racjonalizacja wykonania procedur oraz operacji bazowych FDWT, IDWT za pomocą metody konstruowania szybkich algorytmów wyznaczania iloczynów wektorowo-macierzowych.2
T-A-16Transformacje falkowopodobne.1
T-A-17Zajęcie zaliczeniowe.1
30
wykłady
T-W-1Przedmiot przetwarzanie sygnałow. Algorytmiczne aspekty cyfrowego przetwarzania sygnałów (CPS). Przekształcenia wektorowo-macierzowe jako podwalina zadań CPS o charakterze obliczeniowym.2
T-W-2Racjonalizacja obliczeń macierzowych. Iloczyn macierzowy i wektorowo-macierzowy. Algorytm Strassena. Algorytm Winograda. Bazowe modele fakroryzacji macierzy posiadających wytypowaną strukturę. Metoda minimalizacji złozonosci obliczeniowej przy wyznaczaniu iloczynów wektorowo-macierzowych.2
T-W-3Dyskretna transformacja Fouriera. Szybkie przekształcenie Fouriera. Szybkie ałgorytmy wyznaczania dyskretnych transformat ortogonalnych (Walsha, Haara, Slant, Kosynusowej, Hartleya).2
T-W-4Tradycyjne oraz zracjolizowane algorytmy wyznaczania splotów sekwencji cyfrowych. Obliczenie splotu za pomocą dyskretnych transformacji Fouriera. Metody "Overlap-add" i "Overlap-save". Szyblie algorytmy wyznaczania splotów w dziedzinie czasu.2
T-W-5Welorozdzielcza reprezentacja sygnałów. Falki i technologie falkowe. Algorytmy welopoziomowej dekompozycji oraz rekonstrukcji sygnałów cyfrowych. Szybka transformacja Falkowa - piramida Mallata.2
T-W-6Zrównoleglenie ałgorytmów cyfrowego przetwarzania sygnałów jako sposób przyspieszenia obliczeń. Przykłady równoległych algorytmów CPS.2
T-W-7Odwzorowanie struktury algorytmów CPS w platformach sprzętowo-programowych. Układy scalone dedykowane cyfrowemu przetwarzaniu sygnałów. Od TMS320.10 do Spartan 6.2
T-W-8Racjonalizacja obliczeń: jedność i walka przeczywieństw.1
15

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
ćwiczenia audytoryjne
A-A-1Udział w ćwiczeniach30
A-A-2Udzał w konsultacjach i zaliczeniu formy zajęć3
A-A-3Przygotowanie się do zajęć i opracowanie zadań30
63
wykłady
A-W-1Udział w wykładzie15
A-W-2Udzał w konsultacjach i egzaminie2
A-W-3Studia literaturowe i przygotowanie się do egzaminu30
47

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład poznawczy.
M-2Prezentacja multimedialna.
M-3Ćwiczenia laboratoryjne.

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: Egzamin pisemny.
S-2Ocena podsumowująca: Kolokwium pisemne.

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
I_2A_D18/06_W01
Rozumie podstawy algorytmiczne rozwiązywania zadań cyfrowego przetwarzania sygnałów.		I_2A_W01T2A_W01C-1T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-7, T-W-6, T-W-8, T-A-1, T-A-2, T-A-3, T-A-4, T-A-6, T-A-5, T-A-10, T-A-16, T-A-9, T-A-8, T-A-7, T-A-11, T-A-13, T-A-12, T-A-14, T-A-15M-1, M-2, M-3S-1

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
I_2A_D18/06_U01
Potrafi konstruowac zracjonalizowane algorytmy realizacji bazoswych zadań cyfrowego przetwarzania sygnałów.		I_2A_U02, I_2A_U03, I_2A_U04, I_2A_U05, I_2A_U07, I_2A_U08T2A_U01, T2A_U02, T2A_U03, T2A_U04, T2A_U07, T2A_U08, T2A_U09, T2A_U10, T2A_U11, T2A_U12, T2A_U16, T2A_U17, T2A_U18C-1T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-7, T-W-6, T-W-8, T-A-1, T-A-2, T-A-3, T-A-4, T-A-6, T-A-5, T-A-10, T-A-16, T-A-9, T-A-8, T-A-7, T-A-11, T-A-13, T-A-12, T-A-14, T-A-15M-1, M-2, M-3S-1, S-2

Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
I_2A_D18/06_K01
Potrafi doskonalic wlasną wiedzę, używać jej pry rozwiązywaniu zadań praktycznych oraz poszukiwać nowe dotąd nierozwiazane zadania z branzy cyfrowego przetwarzania sygnałów.		I_2A_K06, I_2A_K02T2A_K01, T2A_K06, T2A_K07C-1—M-1, M-2, M-3S-1, S-2

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
I_2A_D18/06_W01
Rozumie podstawy algorytmiczne rozwiązywania zadań cyfrowego przetwarzania sygnałów.		2,0Brak spełnienia wymogów na ocene dostateczna.
3,0Potrafi omówić podstawowe zagadnienia, zadania oraz zastosowania cyfrowego przetwarzania sygnałów. Dysponuje wiedzą o zasadach cyfryzacji sygnałów, charakterystykach procesorów sygnałowych, zaletach i wadach i ograniczeniach CPS.
3,5Jak na ocenę dostateczną oraz potrafi opisać typowe zadania cyfrowego przetwarzania sygnałów w notacji wektorowo-macierzowej.
4,0Jak na ocenę 3,5 oraz potrafi omówić sposoby minimalizacji liczby działań przy realizacji bazowych zadań (makrooporacji) cyfrowego przetwarzania sygnałów.
4,5Jak na ocenę 4 oraz potrafi rozwiązac przykład i narysować graf sygnałowy dla losowo wybranego przykładu.
5,0Jak na ocene 4,5 oraz potrafi samodzielnie zaprojektować zracjonalizowany algorytm realizacji typowej makrooperacji CPS ze zredukowaną złozonością obliczeniową i potrafi dokonać oszacowanie złozonosci obliczeniowej opracowanego algorytmu.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
I_2A_D18/06_U01
Potrafi konstruowac zracjonalizowane algorytmy realizacji bazoswych zadań cyfrowego przetwarzania sygnałów.		2,0Brak spełnienia warunków na ocenę dostateszną.
3,0Zna właściwości struktur procesorów sygnałowych, potrafi uzasadnis wybór srodowiska implementacyjnego do realizacji konkretnego zadania cyfrowego przetwarzania sygnałów.
3,5Zna podstawowe ałgorytmy racjonalizacji obliczeń w zadaniach cyfrowego przetwarzania sygnałów oraz potrafi zademonstrować te umijętnosci na konkretnych przykładach.
4,0Potrafi rozwiązać zadanie racjonalizacji obliczeń dla podanego przez egzaminatora przykładu, narysować odpowiednie grafy sygnałowe procesu obliczeniowego oraz oszacowac zyski.
4,5Jak na ocenę 4,0 oraz potrafi zaprojektować algorytm realizujacy wybrane zadanie CPS ze zredukowana złozonoscią obliczeniowa.
5,0Potrafi wykonac analizę systemową oryginalnego zadania CPS, wykonac strukturalną dekompozycję procesu obliczeniowego, wytypować podstawowe fragmenty przestrzenno-czasowej struktury tego procesu.

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
I_2A_D18/06_K01
Potrafi doskonalic wlasną wiedzę, używać jej pry rozwiązywaniu zadań praktycznych oraz poszukiwać nowe dotąd nierozwiazane zadania z branzy cyfrowego przetwarzania sygnałów.		2,0Student nie umie wykorzystać podstawowych narzędzi.
3,0Student poprawnie wykorzystuje zaledwie kilka narzędzi sposród omawianych przez prowadzacego.
3,5Student poprawnie wykorystuje prawie wszystkie narzędzia.
4,0Student nie tylko poprawnie wykorzystuje narzędzia, ale również potrafi w analityczny sposób je porównać.
4,5Student potrafi wykorzystywać wszystkie zaproponowane w trakcie zajęć narzędzia, potrafi porównywać ich efektywność, a także przy ich pomocy identyfikować najleprze rozwiazania.
5,0Student potrafi wykorzystywać wszystkie zaproponowane w trakcie zajęć narzędzia, potrafi porównywać ich efektywność, a także samodzielnie identyfikować narzędzia potrzebne do rozwiązania zadanego problemu z jednoczesnym uzasadnieniem wyboru.

Literatura podstawowa

  1. Kwiatkowski, Włodzimierz, Wstęp do cyfrowego przetwarzania sygnałów, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa, 2003, 426 str., ISBN 8391675343
  2. Zieliński, Tomasz Piotr, Cyfrowe przetwarzanie sygnałów: od teorii do zastosowań, Wydawnictwo Wydawnictwa Komunikacji i Łączności WKŁ, Warszawa 2007, 2007, 832 str., ISBN: 978-83-206-1640-8
  3. Marven, Craig, Gillian Ewers, Zarys cyfrowego przetwarzania sygnałów, Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa, 1999, 225 str., ISBN 83-206-1306-X
  4. Smith, Steven W., Cyfrowe przetwarzanie sygnałów: praktyczny poradnik dla inżynierów i naukowców, Wydawnictwo BTC, Warszawa, 2007, 624 s. ISBN: 978-83-60233-18-4
  5. Lyons, Richard G., Wprowadzenie do cyfrowego przetwarzania sygnałów, Wydawnictwo WKiŁ, Warszawa, 2000, 462 str., ISBN: 83-206-1318-3

Literatura dodatkowa

  1. Alexandr Tariov, Algorytmiczne aspekty racjonalizacji obliczeń w cyfrowym przetwarzaniu sygnałów, Wydawictwo uczelniane ZUT, Szczecin, 2011, ISBN 978-83-7663-098-4
  2. Alexandr Tariov, Galina Tariova, Dorota Majorkowska-Mech., Algorytmy wielopoziomowej dekompozycji oraz rekonstrukcji sygnałów cyfrowych., Polska Akademia Nauk Oddił w Gdańsku., Szczecin, 2012, ISBN 978-83-925803-9-3

Treści programowe - ćwiczenia audytoryjne

KODTreść programowaGodziny
T-A-1Elementy rachunku macierzowego. Typowe konstrukcji macierzowe. Iloczyn Kroneckera, Suma tensorowa, konkatenacja pozioma oraz pionowa, macierze permutacji. Przykłady. Rozwiązywanie zadań.2
T-A-2Algorytm Strassena zracjonalizowanego mnożenia macierzy drugiego stopnia oraz jego uogólnienie dla przypadku macierzy dowolnego stopnia. Konstruowanie wektorowo-macierzowej procedury obliczeniowej zracjonalizowanego mnozenia dwóch macierzy. Przykład.2
T-A-3Algorytm iloczynu skalarnego Winograda oraz jego zastosowanie do przekształceń wektorowo-macierzowych. Rozwiazywanie zadań indywidualnych przy tablicy.2
T-A-4Studyowanie metody konstruowania szybkich algorytmów wyznaczania iloczynów wektorowo-macierzowych na podstawie wytypowanych modeli faktoryzacji macierzy.2
T-A-5Konstruowanie algorytmów szybkich splotów dla różnych przykładów.2
T-A-6Studyowanie metody "overlap-add" i "overlap-save".2
T-A-7Studyowanie zasad syntezy algorytmu Szybkiej transformacji Fouriera (FFT). Konstruowanie algorytmu FFT dla N=8.2
T-A-8Studyowanie oraz konstruowanie procedur i grafów sygnałowych opisujących algorytmy FFT z decymacja w częstotliwości i casie dla dowolnego N bedacego potengą dwójki.2
T-A-9Synteza algorytmuów FFT dla przypadków, gdy liczba próbek jest potengą dowolnej liczby całkowitej lub iloczynem dwóch (kilku) liczb całkowitych.2
T-A-10Konstruowanie zraconalizowanych algorytmów dyskretnych transformacji Kosynusowych.2
T-A-11Synteza szybkich algorytmów dyskretnego przekształcenia MDCT.2
T-A-12Konstruowanie szybkich algorytmów dyskretnego przekształcenia Hartleya.1
T-A-13Algorytmy wyznaczania współczynników dyskretnej transformacji Slant.1
T-A-14Procedury wielopoziomowej dekompozycji oraz rekonstrukcji sygnałów. Szybka transformacja Falkowa. Procedury bazowe FDWT i IDWT. Operacji bazowe IFDWT i IDWT. Budowa modeli grafostrukturalnych2
T-A-15Racjonalizacja wykonania procedur oraz operacji bazowych FDWT, IDWT za pomocą metody konstruowania szybkich algorytmów wyznaczania iloczynów wektorowo-macierzowych.2
T-A-16Transformacje falkowopodobne.1
T-A-17Zajęcie zaliczeniowe.1
30

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Przedmiot przetwarzanie sygnałow. Algorytmiczne aspekty cyfrowego przetwarzania sygnałów (CPS). Przekształcenia wektorowo-macierzowe jako podwalina zadań CPS o charakterze obliczeniowym.2
T-W-2Racjonalizacja obliczeń macierzowych. Iloczyn macierzowy i wektorowo-macierzowy. Algorytm Strassena. Algorytm Winograda. Bazowe modele fakroryzacji macierzy posiadających wytypowaną strukturę. Metoda minimalizacji złozonosci obliczeniowej przy wyznaczaniu iloczynów wektorowo-macierzowych.2
T-W-3Dyskretna transformacja Fouriera. Szybkie przekształcenie Fouriera. Szybkie ałgorytmy wyznaczania dyskretnych transformat ortogonalnych (Walsha, Haara, Slant, Kosynusowej, Hartleya).2
T-W-4Tradycyjne oraz zracjolizowane algorytmy wyznaczania splotów sekwencji cyfrowych. Obliczenie splotu za pomocą dyskretnych transformacji Fouriera. Metody "Overlap-add" i "Overlap-save". Szyblie algorytmy wyznaczania splotów w dziedzinie czasu.2
T-W-5Welorozdzielcza reprezentacja sygnałów. Falki i technologie falkowe. Algorytmy welopoziomowej dekompozycji oraz rekonstrukcji sygnałów cyfrowych. Szybka transformacja Falkowa - piramida Mallata.2
T-W-6Zrównoleglenie ałgorytmów cyfrowego przetwarzania sygnałów jako sposób przyspieszenia obliczeń. Przykłady równoległych algorytmów CPS.2
T-W-7Odwzorowanie struktury algorytmów CPS w platformach sprzętowo-programowych. Układy scalone dedykowane cyfrowemu przetwarzaniu sygnałów. Od TMS320.10 do Spartan 6.2
T-W-8Racjonalizacja obliczeń: jedność i walka przeczywieństw.1
15

Formy aktywności - ćwiczenia audytoryjne

KODForma aktywnościGodziny
A-A-1Udział w ćwiczeniach30
A-A-2Udzał w konsultacjach i zaliczeniu formy zajęć3
A-A-3Przygotowanie się do zajęć i opracowanie zadań30
63
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Udział w wykładzie15
A-W-2Udzał w konsultacjach i egzaminie2
A-W-3Studia literaturowe i przygotowanie się do egzaminu30
47
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaI_2A_D18/06_W01Rozumie podstawy algorytmiczne rozwiązywania zadań cyfrowego przetwarzania sygnałów.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówI_2A_W01Ma poszerzoną i pogłębioną wiedzę w zakresie wybranych działów matematyki teoretycznej oraz matematyki stosowanej
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT2A_W01ma rozszerzoną i pogłębioną wiedzę z zakresu matematyki, fizyki, chemii i innych obszarów właściwych dla studiowanego kierunku studiów przydatną do formułowania i rozwiązywania złożonych zadań z zakresu studiowanego kierunku studiów
Cel przedmiotuC-1potrafi konstruować algorytmy realizujące skomplikowane zadania cyfrowego przetwarzania sygnałów ze zredukowaną złożonością obliczeniową.
Treści programoweT-W-1Przedmiot przetwarzanie sygnałow. Algorytmiczne aspekty cyfrowego przetwarzania sygnałów (CPS). Przekształcenia wektorowo-macierzowe jako podwalina zadań CPS o charakterze obliczeniowym.
T-W-2Racjonalizacja obliczeń macierzowych. Iloczyn macierzowy i wektorowo-macierzowy. Algorytm Strassena. Algorytm Winograda. Bazowe modele fakroryzacji macierzy posiadających wytypowaną strukturę. Metoda minimalizacji złozonosci obliczeniowej przy wyznaczaniu iloczynów wektorowo-macierzowych.
T-W-3Dyskretna transformacja Fouriera. Szybkie przekształcenie Fouriera. Szybkie ałgorytmy wyznaczania dyskretnych transformat ortogonalnych (Walsha, Haara, Slant, Kosynusowej, Hartleya).
T-W-4Tradycyjne oraz zracjolizowane algorytmy wyznaczania splotów sekwencji cyfrowych. Obliczenie splotu za pomocą dyskretnych transformacji Fouriera. Metody "Overlap-add" i "Overlap-save". Szyblie algorytmy wyznaczania splotów w dziedzinie czasu.
T-W-5Welorozdzielcza reprezentacja sygnałów. Falki i technologie falkowe. Algorytmy welopoziomowej dekompozycji oraz rekonstrukcji sygnałów cyfrowych. Szybka transformacja Falkowa - piramida Mallata.
T-W-7Odwzorowanie struktury algorytmów CPS w platformach sprzętowo-programowych. Układy scalone dedykowane cyfrowemu przetwarzaniu sygnałów. Od TMS320.10 do Spartan 6.
T-W-6Zrównoleglenie ałgorytmów cyfrowego przetwarzania sygnałów jako sposób przyspieszenia obliczeń. Przykłady równoległych algorytmów CPS.
T-W-8Racjonalizacja obliczeń: jedność i walka przeczywieństw.
T-A-1Elementy rachunku macierzowego. Typowe konstrukcji macierzowe. Iloczyn Kroneckera, Suma tensorowa, konkatenacja pozioma oraz pionowa, macierze permutacji. Przykłady. Rozwiązywanie zadań.
T-A-2Algorytm Strassena zracjonalizowanego mnożenia macierzy drugiego stopnia oraz jego uogólnienie dla przypadku macierzy dowolnego stopnia. Konstruowanie wektorowo-macierzowej procedury obliczeniowej zracjonalizowanego mnozenia dwóch macierzy. Przykład.
T-A-3Algorytm iloczynu skalarnego Winograda oraz jego zastosowanie do przekształceń wektorowo-macierzowych. Rozwiazywanie zadań indywidualnych przy tablicy.
T-A-4Studyowanie metody konstruowania szybkich algorytmów wyznaczania iloczynów wektorowo-macierzowych na podstawie wytypowanych modeli faktoryzacji macierzy.
T-A-6Studyowanie metody "overlap-add" i "overlap-save".
T-A-5Konstruowanie algorytmów szybkich splotów dla różnych przykładów.
T-A-10Konstruowanie zraconalizowanych algorytmów dyskretnych transformacji Kosynusowych.
T-A-16Transformacje falkowopodobne.
T-A-9Synteza algorytmuów FFT dla przypadków, gdy liczba próbek jest potengą dowolnej liczby całkowitej lub iloczynem dwóch (kilku) liczb całkowitych.
T-A-8Studyowanie oraz konstruowanie procedur i grafów sygnałowych opisujących algorytmy FFT z decymacja w częstotliwości i casie dla dowolnego N bedacego potengą dwójki.
T-A-7Studyowanie zasad syntezy algorytmu Szybkiej transformacji Fouriera (FFT). Konstruowanie algorytmu FFT dla N=8.
T-A-11Synteza szybkich algorytmów dyskretnego przekształcenia MDCT.
T-A-13Algorytmy wyznaczania współczynników dyskretnej transformacji Slant.
T-A-12Konstruowanie szybkich algorytmów dyskretnego przekształcenia Hartleya.
T-A-14Procedury wielopoziomowej dekompozycji oraz rekonstrukcji sygnałów. Szybka transformacja Falkowa. Procedury bazowe FDWT i IDWT. Operacji bazowe IFDWT i IDWT. Budowa modeli grafostrukturalnych
T-A-15Racjonalizacja wykonania procedur oraz operacji bazowych FDWT, IDWT za pomocą metody konstruowania szybkich algorytmów wyznaczania iloczynów wektorowo-macierzowych.
Metody nauczaniaM-1Wykład poznawczy.
M-2Prezentacja multimedialna.
M-3Ćwiczenia laboratoryjne.
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Egzamin pisemny.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Brak spełnienia wymogów na ocene dostateczna.
3,0Potrafi omówić podstawowe zagadnienia, zadania oraz zastosowania cyfrowego przetwarzania sygnałów. Dysponuje wiedzą o zasadach cyfryzacji sygnałów, charakterystykach procesorów sygnałowych, zaletach i wadach i ograniczeniach CPS.
3,5Jak na ocenę dostateczną oraz potrafi opisać typowe zadania cyfrowego przetwarzania sygnałów w notacji wektorowo-macierzowej.
4,0Jak na ocenę 3,5 oraz potrafi omówić sposoby minimalizacji liczby działań przy realizacji bazowych zadań (makrooporacji) cyfrowego przetwarzania sygnałów.
4,5Jak na ocenę 4 oraz potrafi rozwiązac przykład i narysować graf sygnałowy dla losowo wybranego przykładu.
5,0Jak na ocene 4,5 oraz potrafi samodzielnie zaprojektować zracjonalizowany algorytm realizacji typowej makrooperacji CPS ze zredukowaną złozonością obliczeniową i potrafi dokonać oszacowanie złozonosci obliczeniowej opracowanego algorytmu.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaI_2A_D18/06_U01Potrafi konstruowac zracjonalizowane algorytmy realizacji bazoswych zadań cyfrowego przetwarzania sygnałów.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówI_2A_U02Potrafi pozyskiwać informacje z różnych źródeł (literatura, Internet, bazy danych, dokumentacja techniczna), dokonywać ich interpretacji i oceny
I_2A_U03Potrafi aktywnie uczestniczyć w pracach projektowych indywidualnych i zespołowych przyjmując w nich różne role
I_2A_U04Potrafi wybrać, krytycznie ocenić przydatność i zastosować metodę i narzędzia rozwiązania złożonego zadania inżynierskiego
I_2A_U05Potrafi prawidłowo zaplanować, przeprowadzić eksperyment badawczy, dokonać analizy i prezentacji uzyskanych wyników
I_2A_U07Potrafi wykorzystywać poznane metody, techniki i modele do rozwiązywania złożonych problemów
I_2A_U08Potrafi wykorzystywać narzędzia sprzętowo-programowe wspomagające rozwiązywanie wybranych problemów w różnych obszarach nauki i techniki
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT2A_U01potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych oraz innych właściwie dobranych źródeł, także w języku angielskim lub innym języku obcym uznawanym za język komunikacji międzynarodowej w zakresie studiowanego kierunku studiów; potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji i krytycznej oceny, a także wyciągać wnioski oraz formułować i wyczerpująco uzasadniać opinie
T2A_U02potrafi porozumiewać się przy użyciu różnych technik w środowisku zawodowym oraz w innych środowiskach, także w języku angielskim lub innym języku obcym uznawanym za język komunikacji międzynarodowej w zakresie studiowanego kierunku studiów
T2A_U03potrafi przygotować opracowanie naukowe w języku polskim i krótkie doniesienie naukowe w języku obcym, uznawanym za podstawowy dla dziedzin nauki i dyscyplin naukowych właściwych dla studiowanego kierunku studiów, przedstawiające wyniki własnych badań naukowych
T2A_U04potrafi przygotować i przedstawić w języku polskim i języku obcym prezentację ustną, dotyczącą szczegółowych zagadnień z zakresu studiowanego kierunku studiów
T2A_U07potrafi posługiwać się technikami informacyjno-komunikacyjnymi właściwymi do realizacji zadań typowych dla działalności inżynierskiej
T2A_U08potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary i symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski
T2A_U09potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich i prostych problemów badawczych metody analityczne, symulacyjne i eksperymentalne
T2A_U10potrafi - przy formułowaniu i rozwiązywaniu zadań inżynierskich - integrować wiedzę z zakresu dziedzin nauki i dyscyplin naukowych, właściwych dla studiowanego kierunku studiów oraz zastosować podejście systemowe, uwzględniające także aspekty pozatechniczne
T2A_U11potrafi formułować i testować hipotezy związane z problemami inżynierskimi i prostymi problemami badawczymi
T2A_U12potrafi ocenić przydatność i możliwość wykorzystania nowych osiągnięć (technik i technologii) w zakresie studiowanego kierunku studiów
T2A_U16potrafi zaproponować ulepszenia (usprawnienia) istniejących rozwiązań technicznych
T2A_U17potrafi dokonać identyfikacji i sformułować specyfikację złożonych zadań inżynierskich, charakterystycznych dla studiowanego kierunku studiów, w tym zadań nietypowych, uwzględniając ich aspekty pozatechniczne
T2A_U18potrafi ocenić przydatność metod i narzędzi służących do rozwiązania zadania inżynierskiego, charakterystycznego dla studiowanego kierunku studiów, w tym dostrzec ograniczenia tych metod i narzędzi; potrafi - stosując także koncepcyjnie nowe metody - rozwiązywać złożone zadania inżynierskie, charakterystyczne dla studiowanego kierunku studiów, w tym zadania nietypowe oraz zadania zawierające komponent badawczy
Cel przedmiotuC-1potrafi konstruować algorytmy realizujące skomplikowane zadania cyfrowego przetwarzania sygnałów ze zredukowaną złożonością obliczeniową.
Treści programoweT-W-1Przedmiot przetwarzanie sygnałow. Algorytmiczne aspekty cyfrowego przetwarzania sygnałów (CPS). Przekształcenia wektorowo-macierzowe jako podwalina zadań CPS o charakterze obliczeniowym.
T-W-2Racjonalizacja obliczeń macierzowych. Iloczyn macierzowy i wektorowo-macierzowy. Algorytm Strassena. Algorytm Winograda. Bazowe modele fakroryzacji macierzy posiadających wytypowaną strukturę. Metoda minimalizacji złozonosci obliczeniowej przy wyznaczaniu iloczynów wektorowo-macierzowych.
T-W-3Dyskretna transformacja Fouriera. Szybkie przekształcenie Fouriera. Szybkie ałgorytmy wyznaczania dyskretnych transformat ortogonalnych (Walsha, Haara, Slant, Kosynusowej, Hartleya).
T-W-4Tradycyjne oraz zracjolizowane algorytmy wyznaczania splotów sekwencji cyfrowych. Obliczenie splotu za pomocą dyskretnych transformacji Fouriera. Metody "Overlap-add" i "Overlap-save". Szyblie algorytmy wyznaczania splotów w dziedzinie czasu.
T-W-5Welorozdzielcza reprezentacja sygnałów. Falki i technologie falkowe. Algorytmy welopoziomowej dekompozycji oraz rekonstrukcji sygnałów cyfrowych. Szybka transformacja Falkowa - piramida Mallata.
T-W-7Odwzorowanie struktury algorytmów CPS w platformach sprzętowo-programowych. Układy scalone dedykowane cyfrowemu przetwarzaniu sygnałów. Od TMS320.10 do Spartan 6.
T-W-6Zrównoleglenie ałgorytmów cyfrowego przetwarzania sygnałów jako sposób przyspieszenia obliczeń. Przykłady równoległych algorytmów CPS.
T-W-8Racjonalizacja obliczeń: jedność i walka przeczywieństw.
T-A-1Elementy rachunku macierzowego. Typowe konstrukcji macierzowe. Iloczyn Kroneckera, Suma tensorowa, konkatenacja pozioma oraz pionowa, macierze permutacji. Przykłady. Rozwiązywanie zadań.
T-A-2Algorytm Strassena zracjonalizowanego mnożenia macierzy drugiego stopnia oraz jego uogólnienie dla przypadku macierzy dowolnego stopnia. Konstruowanie wektorowo-macierzowej procedury obliczeniowej zracjonalizowanego mnozenia dwóch macierzy. Przykład.
T-A-3Algorytm iloczynu skalarnego Winograda oraz jego zastosowanie do przekształceń wektorowo-macierzowych. Rozwiazywanie zadań indywidualnych przy tablicy.
T-A-4Studyowanie metody konstruowania szybkich algorytmów wyznaczania iloczynów wektorowo-macierzowych na podstawie wytypowanych modeli faktoryzacji macierzy.
T-A-6Studyowanie metody "overlap-add" i "overlap-save".
T-A-5Konstruowanie algorytmów szybkich splotów dla różnych przykładów.
T-A-10Konstruowanie zraconalizowanych algorytmów dyskretnych transformacji Kosynusowych.
T-A-16Transformacje falkowopodobne.
T-A-9Synteza algorytmuów FFT dla przypadków, gdy liczba próbek jest potengą dowolnej liczby całkowitej lub iloczynem dwóch (kilku) liczb całkowitych.
T-A-8Studyowanie oraz konstruowanie procedur i grafów sygnałowych opisujących algorytmy FFT z decymacja w częstotliwości i casie dla dowolnego N bedacego potengą dwójki.
T-A-7Studyowanie zasad syntezy algorytmu Szybkiej transformacji Fouriera (FFT). Konstruowanie algorytmu FFT dla N=8.
T-A-11Synteza szybkich algorytmów dyskretnego przekształcenia MDCT.
T-A-13Algorytmy wyznaczania współczynników dyskretnej transformacji Slant.
T-A-12Konstruowanie szybkich algorytmów dyskretnego przekształcenia Hartleya.
T-A-14Procedury wielopoziomowej dekompozycji oraz rekonstrukcji sygnałów. Szybka transformacja Falkowa. Procedury bazowe FDWT i IDWT. Operacji bazowe IFDWT i IDWT. Budowa modeli grafostrukturalnych
T-A-15Racjonalizacja wykonania procedur oraz operacji bazowych FDWT, IDWT za pomocą metody konstruowania szybkich algorytmów wyznaczania iloczynów wektorowo-macierzowych.
Metody nauczaniaM-1Wykład poznawczy.
M-2Prezentacja multimedialna.
M-3Ćwiczenia laboratoryjne.
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Egzamin pisemny.
S-2Ocena podsumowująca: Kolokwium pisemne.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Brak spełnienia warunków na ocenę dostateszną.
3,0Zna właściwości struktur procesorów sygnałowych, potrafi uzasadnis wybór srodowiska implementacyjnego do realizacji konkretnego zadania cyfrowego przetwarzania sygnałów.
3,5Zna podstawowe ałgorytmy racjonalizacji obliczeń w zadaniach cyfrowego przetwarzania sygnałów oraz potrafi zademonstrować te umijętnosci na konkretnych przykładach.
4,0Potrafi rozwiązać zadanie racjonalizacji obliczeń dla podanego przez egzaminatora przykładu, narysować odpowiednie grafy sygnałowe procesu obliczeniowego oraz oszacowac zyski.
4,5Jak na ocenę 4,0 oraz potrafi zaprojektować algorytm realizujacy wybrane zadanie CPS ze zredukowana złozonoscią obliczeniowa.
5,0Potrafi wykonac analizę systemową oryginalnego zadania CPS, wykonac strukturalną dekompozycję procesu obliczeniowego, wytypować podstawowe fragmenty przestrzenno-czasowej struktury tego procesu.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaI_2A_D18/06_K01Potrafi doskonalic wlasną wiedzę, używać jej pry rozwiązywaniu zadań praktycznych oraz poszukiwać nowe dotąd nierozwiazane zadania z branzy cyfrowego przetwarzania sygnałów.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówI_2A_K06Potrafi myśleć i działać w sposób kreatywny i przedsiębiorczy
I_2A_K02Świadomie rozumie potrzeby dokształcania i dzielenia się wiedzą
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT2A_K01rozumie potrzebę uczenia się przez całe życie; potrafi inspirować i organizować proces uczenia się innych osób
T2A_K06potrafi myśleć i działać w sposób kreatywny i przedsiębiorczy
T2A_K07ma świadomość roli społecznej absolwenta uczelni technicznej, a zwłaszcza rozumie potrzebę formułowania i przekazywania społeczeństwu, w szczególności poprzez środki masowego przekazu, informacji i opinii dotyczących osiągnięć techniki i innych aspektów działalności inżynierskiej; podejmuje starania, aby przekazać takie informacje i opnie w sposób powszechnie zrozumiały, z uzasadnieniem różnych punktów widzenia
Cel przedmiotuC-1potrafi konstruować algorytmy realizujące skomplikowane zadania cyfrowego przetwarzania sygnałów ze zredukowaną złożonością obliczeniową.
Metody nauczaniaM-1Wykład poznawczy.
M-2Prezentacja multimedialna.
M-3Ćwiczenia laboratoryjne.
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Egzamin pisemny.
S-2Ocena podsumowująca: Kolokwium pisemne.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie umie wykorzystać podstawowych narzędzi.
3,0Student poprawnie wykorzystuje zaledwie kilka narzędzi sposród omawianych przez prowadzacego.
3,5Student poprawnie wykorystuje prawie wszystkie narzędzia.
4,0Student nie tylko poprawnie wykorzystuje narzędzia, ale również potrafi w analityczny sposób je porównać.
4,5Student potrafi wykorzystywać wszystkie zaproponowane w trakcie zajęć narzędzia, potrafi porównywać ich efektywność, a także przy ich pomocy identyfikować najleprze rozwiazania.
5,0Student potrafi wykorzystywać wszystkie zaproponowane w trakcie zajęć narzędzia, potrafi porównywać ich efektywność, a także samodzielnie identyfikować narzędzia potrzebne do rozwiązania zadanego problemu z jednoczesnym uzasadnieniem wyboru.