Wydział Informatyki - Informatyka (S1)
specjalność: Inżynieria systemów informacyjnych
Sylabus przedmiotu Przetwarzanie dźwięku:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Informatyka | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | nauki techniczne, studia inżynierskie | ||
| 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
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Algebra liniowa |
| W-2 | Matematyka stosowana ze statystyką 2 |
| W-3 | Programowanie 2 |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Poznanie mechanizmów analizy, przetwarzania oraz ekstrakcji informacji z sygnałów akustycznych. |
| C-2 | Zdobycie wiedzy o powstawaniu dźwięku, jego przetwarzaniu oraz technikach wyodrębniania i osadzania informacji w danych akustycznych. |
| C-3 | Umiejętność wykorzystywania języków programowania i dedykowanych bibliotek oraz komponentów do analizy i przetwarzania danych dźwiękowych. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Implementacja programu do wczytywania i zapisywaniu danych z/do plików dźwiękowych w wybranym języku programowania. | 2 |
| T-L-2 | Wyznaczanie obwiedni sygnału akustycznego i realizacja segmentacji sygnału z użyciem jej zmienności | 2 |
| T-L-3 | Projektowanie filtrów cyfrowych do zastosowań akustycznych | 4 |
| T-L-4 | Eksperymenty z wytwarzaniem przykładowgo pogłosu | 2 |
| T-L-5 | Opracowanie mechanizmu wyznaczania konturów wybranych cech akustycznych | 2 |
| T-L-6 | Analiza częstotliwości podstawowej nagrania sygnału mowy oraz określenie wysokości nut z przykładowego muzycznego nagrania jednogłosowego | 2 |
| T-L-7 | Detekcja onsetów w sygnale akustycznym i próba oszacowania tempa przykładowego fragmentu muzycznego | 2 |
| T-L-8 | Wyznaczanie pozycji pojedynczego źródła dźwięku w płaszczyźnie poziomej z wykorzystaniem słyszenia binauralnego | 2 |
| T-L-9 | Realizacja separacji sygnału z wykorzystaniem algorytmu ICA (jego dowolnie wybranej implementacji) | 4 |
| T-L-10 | Implementacja procesu znakowania wodnego z użyciem dowolnego algorytmu | 4 |
| T-L-11 | Realizacja systemu klasyfikacji akustycznej (np. mowa/muzyka) z wykorzystaniem gotowych bibliotek programowych (do ekstrakcji cech i klasyfikacji) | 4 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Wprowadzenie do akustyki, fizyczne właściwości dźwięku | 2 |
| T-W-2 | Techniki akwizycji sygnałów akustycznych | 2 |
| T-W-3 | Mechanizmy funkcjonowania słuchu | 2 |
| T-W-4 | Percepcja głośności i wysokości dźwięku | 2 |
| T-W-5 | Maskowanie dźwięków i wstęgi krytyczne | 2 |
| T-W-6 | Lokalizacja i śledzenie źródeł dźwięku | 2 |
| T-W-7 | Pogłos i jego właściwości | 2 |
| T-W-8 | Wytwarzanie i percepcja sygnału mowy | 2 |
| T-W-9 | Filtracja cyfrowa | 2 |
| T-W-10 | Predykcja liniowa i jej własności w procesie analizy dźwięku | 2 |
| T-W-11 | Metody parametryzacji sygnałów akustycznych | 2 |
| T-W-12 | Techniki estymacji wysokości dźwięku | 2 |
| T-W-13 | Algorytmy określania tempa utworów muzycznych | 2 |
| T-W-14 | Separacja źródeł dźwięku | 2 |
| T-W-15 | Znakowanie wodne sygnałów fonicznych | 2 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-L-2 | Uzupełnienie implementacji wykonanej w trakcie laboratoriów | 10 |
| A-L-3 | Przygotowanie sprawozdań z wybranych laboratoriów | 10 |
| 50 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-W-2 | Przygotowanie się do zaliczenia | 8 |
| A-W-3 | Studia literaturowe | 8 |
| A-W-4 | Konsultacje | 2 |
| A-W-5 | Udział w zaliczeniu | 2 |
| 50 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykłady: informacyjne, problemowe i konwersatoryjne |
| M-2 | Dyskusja dydaktyczna |
| M-3 | Ćwiczenia laboratoryjne z użyciem komputera |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: Sprawdzenie sprawozdań z wykonanych zadań |
| S-2 | Ocena formująca: Ocena implementacji programowej |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Sprawdzenie wiedzy teoretycznej |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| I_1A_D01.07.2_W01 Zdobycie wiedzy z zakresu przetwarzania sygnałów akustycznych | I_1A_W03 | — | — | C-1, C-2, C-3 | T-W-7, T-W-10, T-W-12, T-W-9, T-W-15, T-W-13, T-W-6, T-W-1, T-W-3, T-W-14, T-W-2, T-W-8, T-W-4, T-W-5, T-W-11 | M-1 | S-3 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| I_1A_D01.07.2_U01 Umie dobrac środki techniczne do zrealizowania określonych wymogów komunikacji oraz umie przeprowadzić ewaluację gotowego rozwiązania | I_1A_U03 | — | — | C-3, C-2, C-1 | T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-7, T-L-8, T-L-6, T-L-10, T-L-11, T-L-9, T-L-2, T-L-1 | M-2, M-3 | S-1, S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| I_1A_D01.07.2_W01 Zdobycie wiedzy z zakresu przetwarzania sygnałów akustycznych | 2,0 | Brak podstawowej wiedzy z zakresu przedmiotu. |
| 3,0 | Student zna podstawowe pojecia, definicje i parametry fizyczne dźwięku. Ma podstawową wiedzę na temat technik przetwarzania dźwięku. | |
| 3,5 | Zna istniejące rozwiązania programowe umożliwiające tworzenie systemów przetwarzania dźwięku. | |
| 4,0 | Potrafi zaimplementować programowo i porównać systemy przetwarzania dźwięku.. | |
| 4,5 | Potrafi dokonac wyboru technik i mechanizmów przetwarzania dźwięku pod konkretne zastosowanie. | |
| 5,0 | Ocenia potencjalną skutecznosc algorytmów i rozwiązań w zadanym problemie przetwarzania dźwięku i wykazuje się dodatkową wiedzą pozyskaną z literatury. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| I_1A_D01.07.2_U01 Umie dobrac środki techniczne do zrealizowania określonych wymogów komunikacji oraz umie przeprowadzić ewaluację gotowego rozwiązania | 2,0 | Brak podstawowych umiejętności z zakresu przedmiotu. |
| 3,0 | Umie skorzystać z podstawowych środków technicznych (sprzętu oraz bibliotek programistycznych) do realizacji określonych wymogów w realizacji systemów analizy i przetwarzania dźwięku. | |
| 3,5 | Operuje pojęciami, definicjami i parametrami fizycznymi dźwięku oraz mechanizmami ich analizy i przetwarzania. | |
| 4,0 | Potrafi napisać aplikację korzystającą z wybranych komponentów do analizy i przetwarzania sygnałów akustycznych. | |
| 4,5 | Potrafi napisać aplikację z wykorzystaniem gotowych komponentów i własnych implementacji wybranych algorytmów. | |
| 5,0 | Umie porównać różne technologie analizy i przetwarzania sygnałów akustycznych i wykazuje się umiejętnościami pozyskanymi z literatury. |
Literatura podstawowa
- Udo Zolzer, Digital Audio Signal Processing, John Wiley & Sons, 2008, 2
- Tae Hong Park, Introduction to Digital Signal Processing - Computer Musically Speaking, World Scientific, 2010
- Ivan Tashev, Sound Capture and Processing, John Wiley & Sons, 2009
- F. Alton Everest, Master Handbook of Acoustics, McGraw-Hill, 2001, 4
Literatura dodatkowa
- Thomas F. Quatieri, Discrete-Time Speech Signal Processing - Principles and Practice, Prentice Hall, 2001