Analiza signalov

Opis predmeta

Uvod: definicija pojma signal, kratek zgodovinski oris razvoja teorije signalov, mesto teorije in obdelave signalov v elektrotehniki in splošno v znanosti. Predstavitve signalov z matematičnimi modeli, vrste signalov.

Ponazarjanje signalov: uporabnost ponazarjanja signalov z drugimi signali, načini ponazoritve in kriterij kakovosti ponazoritve, primeri temeljnih funkcij, ki jih uporabljamo za ponazarjanje.

Frekvenčna analiza periodičnih in determinističnih neperiodičnih signalov.

Naključni signali: predstavitev osnovnih principov pri obdelavi naključnih signalov, stacionarni naključni signali in njihove deterministične karakteristike.

Korelacilja in konvolucija signalov: definicija korelacije in konvolucije na različnih tipih signalov in njihove lastnosti.

Uporaba korelacije in konvolucije pri obdelavi signalov: ocena podobnosti signalov, ocena spektra s časovnim filtriranjem, konvolucija in linearni stacionarni sistemi, detekcija periodične komponente v signalu s šumom.

Digitalnih signali: predstavitev osnovnih postopkov za pridobivanje digitalnih signalov in njihove lastnosti. Frekvenčna predstavitev digitalnih signalov, diskretna korelacija in konvolucija.

Cilji in kompetence

Cilj predmeta Analiza Signalov je študentu podati znanje o vrstah signalov in metod za njihov opis in obdelavo. Študent spozna osnovne koncepte za opis različnih vrst signalov z izražanjem po temeljnih funkcijah in postopke za analizo signalov s korelacijo in konvolucijo. Predmet daje teoretične osnove za praktično delo na različnih problemih s področja slikovnih tehnologij, govornih tehnologij, razpoznavanja vzorcev, umetne inteligence in strojnega učenja.

Metode poučevanja in učenja

– Predavanja,

– Sodelovalno učenje

– Laboratorijske vaje

Predvideni študijski rezultati

Po uspešno opravljenem predmetu naj bi bili študenti zmožni:

opredeliti osnovne vrste signalov in postopke za njihov opis, predstavitev, obdelavo ter analizo,
prepoznati lastnosti različnih signalov in njihovih transformacij,
razviti postopke za analizo osnovnih tipov signalov kot so govor in slike ,
analizirati preproste probleme, ki jih lahko predstavimo kot linearne stacionarne sisteme,
predlagati najprimernejše metode za opis in obdelavo signalov glede na potrebe in zahteve izbranih primerov uporabe,
razložiti razlike med diskretnimi in zveznimi signali in metodami za njihovo obdelavo ter pomen diskretnih in zveznih signalov za različne aplikacije.

Reference nosilca

1. GRM, Klemen, SCHEIRER, Walter J., ŠTRUC, Vitomir. Face hallucination using cascaded super-resolution and identity priors. IEEE transactions on image processing, ISSN 1057-7149, 2020, vol. 29, no. 1, str. 2150-2165.

2. KOVAČ, Jure, ŠTRUC, Vitomir, PEER, Peter. Frame-based classification for cross-speed gait recognition. Multimedia tools and applications, ISSN 1380-7501, Mar. 2019, vol. 78, no. 5, str. 5621-5643.

3. KRIŽAJ, Janez, PEER, Peter, ŠTRUC, Vitomir, DOBRIŠEK, Simon. Simultaneous multi-descent regression and feature learning for facial landmarking in depth images. Neural computing & applications, ISSN 0941-0643, 2019, str. 1-18.

4. KRAVANJA, Jaka, ŽGANEC, Mario, ŽGANEC GROS, Jerneja, DOBRIŠEK, Simon, ŠTRUC, Vitomir. Exploiting spatio-temporal information for light-plane labeling in depth-image sensors using probabilistic graphical models. Informatica, ISSN 0868-4952, 2016, vol. 27, no. 1, str. 67-84.

5. KATRAŠNIK, Marko, LUKAN, Junoš, LUŠTREK, Mitja, ŠTRUC, Vitomir. Razvoj postopka diarizacije govorcev z algoritmi strojnega učenja. V: LUŠTREK, Mitja (ur.), GAMS, Matjaž (ur.), PILTAVER, Rok (ur.). Slovenska konferenca o umetni inteligenci, Ljubljana, Slovenia, Institut "Jožef Stefan". 2019, str. 57-60

Temeljni viri in literatura

MIHELIČ, France, ŠTRUC, Vitomir. Skripta za predmet Analiza signalov na študijskem programu Aplikativna elektrotehnika na stopnji VS UL FE. izd. Ljubljana: Fakulteta za elektrotehniko, 2012. http://luks.fe.uni-lj.si/sl/studij/AS/pub/skripta_analiza_signalov.pdf.
MIHELIČ, France, GYERGYÉK, Ludvik, EBENŠPANGER, Tomaž. Signali : priročnik z zbirko rešenih nalog. 4. popravljena in dopolnjena izd. Ljubljana: Založba FE in FRI, 2009. 132 str.
MIHELIČ, France. Signali. 1. izd. Ljubljana: Fakulteta za elektrotehniko, 2014. ISBN 978-961-243-054-2. http://luks.fe.uni-lj.si/nluks/wp-content/uploads/2014/11/Signali.pdf.