ETT074 Optimal signalbehandling

2011/2012 Ht1

Kursprogram

Optimal Signalbehandling, OSB, ETT074
Institutionen för elektro- och informationsteknik, EIT, Tekniska Högskolan i Lund.

- Kursprogram hösten 2011 -

Inledning

Välkommen till kursen Optimal Signalbehandling, OSB. Har Du några frågor eller funderingar kring kursen är Du välkommen att vända Dig till Bengt Mandersson, tel: 2229021, rum E:2540 (södra flygeln) som är kursansvarig.

Föreläsningar: 14 tim. Övningar: 28 tim. Laborationer: 8 tim. Självstudietiden är 60 tim.

Syfte: Kursen ger grundläggande kunskaper i statistisk signalbehandling och behandlar teorin kring optimala metoder och hur dessa kan tillämpas. Det traditionella sättet att designa filter, vilket vanligen utgår ifrån en specifikation av "passband/spärrband", överges och istället baseras designen på egenskaperna hos en informationsbärande signal störd av brus.

Innehåll: Matriser, stokastiska processer. Spektral faktorisering. Signalmodellering (IIR/FIR) med bl.a. Prony's metod. Normalekvationen och Levinson-Durbins rekursiva lösningsmetod, latticefilter. Estimering av reflektionskoefficienter, m.h.a. Burgs algoritm. Optimala filter ("Wienerfilter") med FIR/IIR-struktur, linjär prediktion, brusundertryckning. Spektralskattning med icke-parametriska och parametriska metoder. Egenvärdesbaserade algoritmer för skattning av diskreta frekvenskomponenter (Pisarenko, MUSIC m.fl.).

Tillämpningsområden: Filter för optimal störundertryckning används inom en stor mängd områden som t.ex. mobil kommunikation, akustisk signalbehandling, analys av bioelektriska signaler (EEG, EKG m.fl.), design av hörapparater, analys av seismiska signaler mm. Spektralskattning har likaledes ett mycket brett tillämpningsområde. Snabba algoritmer har stor betydelse för VLSI-design.

Kurslitteratur

Monson Hayes, "Statistical digital signal processing and modeling", John Wiley, 1996.
          ISBN: 978 047 159 431 8 (inbunden) eller 
          ISBN: 978 047 159 431 4 (häftad)

Föreläsningsanteckningar, laborationshandledningar samt ev. annat kursmaterial. Formler och Tabeller (från Digital Signalbehandling),  Finns på hemsidan för nerladning (pdf).

Information om kursen

Information finns på www.eit.lth.se.

Föreläsningar och övningar

Föreläsningar hålls av Bengt Mandersson (rum E:2540, bm@eit.lth.se).
Föreläsningar: Tisdagar 15.15-17.00, sal E:1406.

Övningar: Onsdag 10.15-12.00, sal E:1147, Torsdag 13.15-15.00, sal E:1147. 

Laborationer

Laborationerna är schemalagda och anmälan sker på nätet med start torsdagen den 15 september. Deltagande är obligatoriskt och förberedelseuppgifterna skall, utan undantag, vara gjorda innan laborationen.
För att få genomföra laborationerna måste Ni medföra ett eget exemplar av laborationshandledningen, som Ni skriver ut från kursens hemsida. OBS! Ingen anmälan efter första laborationstillfället. Vid sjukdom eller förhinder måste detta anmälas före laborationstillfället till sekr. Birgitta Holmgren, tel. 2229020, bh@eit.lth.se.

Datorövning

Två övningstillfälle sker vid dator (8/9 och 28/9) i sal E:4115. Inför dessa datorövningar behövs handledning, och två m-filer (finns för nedladdning och finns i datasalen) spike.m och burgs.m (m-filer). De m-filer som finns listade i boken kan hämtas direkt från författarens web-sidor.

 

 

Preliminärt schema för föreläsningarna

Tisdagar 15.15-17.00, sal E:1406. Föreläsare: Bengt Mandersson.

 

F1 Kap 1,2,3. Vad är optimal signalbehandling, Modeller, tillämpningar

F2 Kap 4. Signalmodellering

F3 Kap 5. Snabba lösningsmetoder (Levinson-Durbins rekursion)

F4 Kap 6. Latticefilter

F5 Kap 7. Optimala filter - Wienerfilter, linjär prediktor

F6 Kap 8. Spektralanalys - icke-parametriska metoder

F7 Kap 8. Spektralanalys - högupplösande metoder

Preliminärt schema för övningarna

Ons 10.15-12.00 (E:1147), Tors 13.15-15.00 (E:3318,    vecka 5 i E:3315))

 

V1 2.5, 2.14, 2.16, 3.1a, 3.3, 3.5abc, 3.6b, 3.8ab, 3.10, 3.15a-e, 3.17, 3.25, 3.26 , (2.3, 3.4)

V2 4.2, 4.6, 4.10, 4.18, 4.19, (räkna själv 4.21, 4.11) (4.6, 4.18)

V3 4.24, 5.1, 5.6, 5.12ab, 5.17, 5.20ab, (räkna själv 5.10)

V4 5.22, 6.1, 6.3, 6.8, 6.10a (räkna själv 6.4ab)

V5 7.1, 7.2, 7.7, 7.10, 7.12, 7.14

V6 7.4, 7.5, 8.3, 8.5 8.7, 8.13ab

V7 8.22ab, 8.28a+delvis b, exempel från extentor.

Examination

Examinationen består av skriftlig tentamen. Totalt 5 uppgifter på tentamen bedöms med 0-1 poäng per uppgift. Betygsgränser 0-1.9 ej godkänt, 2.0-2.9 ger betyg 3, 3.0-3.9 ger betyg 4, 4.0-5.0 ger betyg 5. För erhållande av slutbetyg fordras fullgjorda laborationer och ett godkänt tentamensresultat.
Tentamen äger rum den 20 oktober 2011, kl. 14-19. Tillåtna hjälpmedel är kursboken (Hayes) samt tabeller. Omtentamen äger rum i januari och april 2012. Förhandsanmälan är obligatorisk till alla omtentamina.