Insegnamento ELABORAZIONE DIGITALE DEI SEGNALI
| Nome del corso di laurea | Ingegneria elettronica per l'internet-of-things |
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| Codice insegnamento | 70A00096 |
| Curriculum | Comune a tutti i curricula |
| Docente responsabile | Giuseppe Baruffa |
| Docenti |
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| Ore |
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| CFU | 9 |
| Regolamento | Coorte 2021 |
| Erogato | Erogato nel 2021/22 |
| Erogato altro regolamento | |
| Attività | Affine/integrativa |
| Ambito | Attività formative affini o integrative |
| Settore | ING-INF/03 |
| Anno | 1 |
| Periodo | Primo Semestre |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Tipo attività | Attività formativa monodisciplinare |
| Lingua insegnamento | Italiano |
| Contenuti | - Proprietà delle sequenze e dei sistemi discreti - Trasformata di Fourier discreta - Trasformata Z - Progetto di filtri digitali - Stima spettrale con sistemi digitali - Sistemi SDR per IoT e aerospazio - Elaborazione delle immagini per IoT e aerospazio |
| Testi di riferimento | - S. Orfanidis, “Introduction to Signal Processing”, Prentice Hall - Alan V Oppenheim, Ronald W. Schafer, “Discrete-Time Signal Processing,” 3rd Edition, Pearson - R. Gonzalez, R. Woods, “Digital Image processing”, Pearson Education - Dispense del docente |
| Obiettivi formativi | - Comprendere e progettare filtri numerici FIR e IIR - Comprendere, simulare e progettare schemi di stima spettrale basati sull'impiego di DFT/FFT - Comprendere, simulare e progettare schemi di conversione della frequenza di campionamento con tecnica diretta e polifase - Comprendere, progettare e utilizzare un sistema SDR - Comprendere e progettare un sistema di elaborazione delle immagini |
| Prerequisiti | - Teoria dei segnali - Fondamenti di telecomunicazioni - Teoria della probabilità e della misurazione |
| Metodi didattici | Le lezioni si svolgono con didattica frontale di tipo teorico utilizzando PC e proiettore e integrazione alla lavagna multimediale degli argomenti presentati. Si consiglia agli studenti di dotarsi di un calcolatore portatile per lo svolgimento degli esercizi in aula. |
| Altre informazioni | Ulteriori informazioni aggiornate saranno disponibili nella pagina UniStudium dedicata al corso, accessibile a tutti gli studenti iscritti all'insegnamento. |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | Due prove d'esame concorrono alla formazione del voto. L'obiettivo della prima prova, di tipo scritto con domande a risposta aperta, è di verificare la conoscenza teorica e pratica degli argomenti presentati durante le lezioni. La seconda prova consiste in un colloquio (prova orale a stimolo aperto con risposta aperta) sugli argomenti presentati durante le lezioni. Il voto conclusivo sarà assegnato in base alla media dei voti rilevati durante la prima e seconda prova. Si tenga presente che, in dipendenza delle esigenze legate al COVID, lo svolgimento dell’esame potrebbe prevedere solo la forma orale. |
| Programma esteso | Richiami sul campionamento ideale. Conversioni A/D e D/A. Quantizzazione, Rumore di quantizzazione. Richiami su segnali tempo-discreto, analogici, digitali. Sistemi di elaborazione tempo-discreto. Stabilità e Causalità. Sistemi lineari invarianti alla traslazione (LTI). Sistemi descritti da equazioni alle differenze lineari a coefficienti costanti. Spettro in Frequenza – DTFT. Campionamento della trasformata di Fourier. Trasformata di Fourier discreta (DFT). Calcolo della IDFT. Fast Fourier Transform. Convoluzione circolare. Uso della DFT/FFT nell' analisi spettrale dei segnali determinati. Uso della DFT/FFT nell' analisi spettrale di segnali stazionari, Periodogramma. Risoluzione. DFT tempo-variante per segnali non-stazionari. Spettrogramma. Progetto di filtri FIR con l'uso di finestre. Progetto Filtri FIR con la Finestra di Kaiser. Progetto Filtri con il metodo del campionamento in Frequenza. Tecniche di Progetto di filtri. Progetto di filtri IIR. Trasformata Z. Proprietà fondamentali, Regione di Convergenza, Causalità e Stabilità, Spettro in Frequenza, Trasformata Z inversa, Descrizioni Equivalenti dei Filtri Digitali, Funzione di Trasferimento, Risposta Sinusoidale, Risposta Regime Stazionario, Risposta al Transitorio, Progettazione Filtri con piazzamento di poli e zeri: Filtri del Primo Ordine, Risuonatori Parametrici ed Equalizzatori, Filtri Notch e Filtri Comb. Interpolazione e sovra-campionamento. Progetto di Filtri Interpolatori: forma diretta, forma polifase. Esempi di progetto: DAC equalization, Multistage Equalization. Decimazione. Convertitore di sampling rate. Quantizzatori Noise Shaping. Paradigma di funzionamento di un Sistema Software Defined Radio (SDR). Richiami sull’equivalenza tra segnali in BB e a RF. Principali algoritmi utilizzati per filtraggio digitale, conversione di frequenza portante e sintesi digitale di frequenza, conversione di frequenza di campionamento. Applicazione dei concetti a segnali multidimensionali: immagini e video. Campionamento bidimensionale. Trasformate 2D. Filtri 2D, lineari e non-lineari. Teoria della trasformata wavelet e applicazioni alla elaborazione delle immagini. |