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Einführung

Die Digitale Signalverarbeitung umgibt uns in unserem Alltag inzwischen vollständig. In unserem Mobiltelefon rechnet eine Vielzahl verschiedener Prozessoren, um Audio- oder Videodateien für den Nutzer verständlich darzustellen oder an einen anderen Nutzer zu übertragen. In diesem Modul schauen wir auf die Algorithmen, die dies ermöglichen. Dabei ist das Modul unabhängig von der jeweiligen Vertiefungsrichtung, so dass die erlernten Methoden einen breiten Anwendungsbereich von der Audiotechnik, der Regelungstechnik bis hin zur Kommunikationstechnik finden.
Eingangssignale der Digitalen Signalverarbeitung

Vorlesung

In der Vorlesung werden verschiedene Themen der Signalverarbeitung behandelt:

  • Einführung in die zeitdiskreten Signale und Systeme: Darstellung zeitdiskreter Signale und Systeme im Zeit- und Frequenzbereich, Abtasttheorem, reguläre und irreguläre Abtastung, Fourier-Transformation diskreter Signal, z-Transformation.
  • Diskrete Signaltransformationen: Diskrete Fourier-Transformation (DFT) und schnelle Faltung, Karhunen-Loeve-Transformation, Schnelle Fourier-Transformation (FFT), Wavelet-Transformation.
  • Algorithmen der digitalen Signalverarbeitung: Rekursive und nichtrekursive Filter, Filterentwurfsmethoden, Quantisierungseffekte in Filterealisierungen, Adaptive Filter, Multiraten-Signalverarbeitung, mehrdimensionale Signalverarbeitung.
  • Behandlung stochastische Prozesse: Wahrscheinlichkeitstheorie, Zufallsvariablen, Verteilungsdichtefunktionen, Erwartungswerte, Korrelation, Zeitdiskrete stochastische Prozesse, Quantisierung, Moving-Average Prozesse, Markoff-Prozesse.
  • Signalschätzung: Orthogonalitätsprinzip, prädiktive Verfahren, Optimalfilter, Machted Filter, Wiener-Kolmogoroff- Filterung.
  • Adaptive Filter
  • Digitale Signalprozessoren: Architekturen, Arikmetikeinheiten, Pipelining, FPGA-Strukturen

Praktikum

Praktikum: Analyse und Synthese stochastischer Signale, Simulation adaptiver und nichtadaptiver Systeme mit Anwendungsbezug in der Audio- und Videosignalverarbeitung
Laufzeitmessung mit Korrelationsempfänger

Organisatorisches

  • Umfang: 2 SWS Vorlesung, 1 SWS Übung, 1 SWS Praktikum
  • Zeiten:
    • Vorlesung/Übung: Mittwoch 14:15-16:30 Uhr
    • Praktikumseinteilung/-termine: Siehe Einteilungsliste
  • Prüfungsform: Klausur
  • Unterlagen zur Vorlesung, den Übungen und dem Praktikum finden Sie im ILIAS.

Literatur

  • Oppenheim, A.V.; Schafer, R.W.: , Buck, J.R.:Zeitdiskrete Signalverarbeitung. R. Oldenbourg Verlag, 2004.
  • Kammeyer, K.D.; Kroschel, K.: Digitale Signalverarbeitung, Teubner Verlag, 2002.
  • Moschytz, G.; Hofbauer, M.: Adaptive Filter, Springer Verlag, 2000.
  • Doblinger, G.: Signalprozessoren, J. Schlembach Fachverlag, 2000.
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