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Digitale Signalverarbeitung (DSV)- Verantwortliche/Verantwortlicher
- Prof. Dr.-Ing. Walter Kellermann
- Angaben
- Vorlesung
3 SWS, benoteter Schein, ECTS-Studium, ECTS-Credits: 5
nur Fachstudium, Sprache Englisch, Es findet eine Fragestunde zur Klausurvorbereitung am 20.03. von 10:15-11:45Uhr im H6 statt.
- Studienfächer / Studienrichtungen
- WPF CE-BA-TA-IT 5
WF CE-MA-TA-IT 1
PF EEI-BA-INT 5-6
PF EEI-MA-INT 1-3
WPF INF-BA-W 5
PF IuK-BA-S 5
PF CME-MA 1
WF TM-BA 3-6
WF TM-MA 1-4
WPF WING-MA 1-3
WPF WING-BA-IKS-ING-MG2 3-6
WPF MT-MA-BDV 1-2
WPF MT-MA-MEL 1-2
- Inhalt
- Die Vorlesung baut auf der Theorie zeitdiskreter Signale und
Systeme auf und setzt Vertrautheit mit den Eigenschaften
idealisierter und kausaler, realisierbarer Systeme (z.B. Tiefpass,
Hilbertransformator) und entsprechenden Darstellungen in Zeit-,
Frequenz- und z-Bereich voraus. Davon ausgehend werden
Entwurfsverfahren für rekursive und nichtrekursive digitale Filter
diskutiert. Dabei werden zunächst rekursive Systeme nach
Vorschriften im Frequenzbereich entworfen. Butterworth-,
Tschebyscheff- und Cauer-Filter resultieren aus Entwurfsverfahren
für zeitkontinuierliche Systeme. Vorschriften im Zeitbereich
führen beispielsweise auf das Prony-Verfahren oder
Transformationsverfahren wie die Impulsinvariante Transformation.
Bei nichtrekursiven Systemen behandeln wir unter anderen die
Fourier-Approximation ohne und mit Fenstergewichtung sowie
Tschebyscheff-Approximation und deren Realisierung mit dem Remez-
Exchange-Algorithmus.
Der diskreten Fourier-Transformation und den Algorithmen zu ihrer
schnellen Realisierung ('Fast Fourier Transform') wird ebenfalls
ein eigener Abschnitt gewidmet. Als verwandte Transformationen
werden die Cosinus- und Sinus-Transformationen eingeführt.
Daran schließt sich ein Abschnitt zu elementaren Methoden zur
nichtparametrischen Spektralschätzung an. Multiratensysteme und
ihre effizienten Realisierungen in Polyphasenstruktur bilden die
Grundlage zur Behandlung von Analyse/Synthese - Filterbänken und
deren Anwendungen.
Den abschliessenden Teil der Vorlesung bildet
eine Untersuchung der Effekte endlicher Wortlänge, die bei der
Realisierung aller digitalen Signalverarbeitungssysteme
unvermeidlich sind.Zur Vorlesung wird jeweils im Sommersemester das Praktikum Digitale Signalverarbeitung
angeboten.
- Empfohlene Literatur
- 1. J.G. Proakis, D.G. Manolakis: Digital Signal Processing. 3rd
edition. Prentice Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1996.
2. A.V. Oppenheim, R.V. Schafer: Digital Signal Processing. Prentice Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1975.
3. K.D. Kammeyer, K. Kroschel: Digitale Signalverarbeitung:
Filterung und Spektralanalyse. 4. Aufl. Teubner, Stuttgart, 1998.
- ECTS-Informationen:
- Title:
- Digital Signal Processing
- Credits: 5
- Prerequisites
- Signals and Systems I, II
- Contents
- The course is based on the theory of discrete-time deterministic
signals and linear systems and assumes familiarity with the
properties of idealized and causal, realizable systems (e.g.,
lowpass, Hilbert transformer) and corresponding representations in
the time domain, frequency domain, and z-domain. Based on this,
design methods for recursive and nonrecursive digital filters
are discussed. Recursive systems with prescribed
frequency-domain properties are obtained by using design methods
for Butterworth filters, Chebyshev filters, and elliptic filters
borrowed from analog filter design. Impulse-invariant transform
and the Prony-method are representatives of the considered
designs with prescribed time-domain behaviour.For nonrecursive
systems, we consider the Fourier approximation in its original
and its modified form introducing a broad selection of windowing
functions. Moreover, the equiripple approximation is introduced
based on the Remez-exchange algorithm.
Another section is dedicated to the Discrete Fourier Transform
(DFT) and the algorithms for its fast realizations ('Fast
Fourier Transform'). As related transforms we introduce cosine
and sine transforms.
This is followed by a section on nonparametric spectrum
estimation. Multirate systems and their efficient realization as
polyphase structures form the basis for describing
analysis/synthesis filter banks and discussing their applications.
The last section is dedicated to investigating effects of finite
wordlength as they are unavoidable in any realization of digital
signal processing systems.
An corresponding lab course on DSP will be offered in the summer term.
- Literature
- 1. J.G. Proakis, D.G. Manolakis: Digital Signal Processing. 3rd edition. Prentice Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1996.
2. A.V. Oppenheim, R.V. Schafer: Digital Signal Processing. Prentice Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1975.
3. K.D. Kammeyer, K. Kroschel: Digitale Signalverarbeitung: Filterung und Spektralanalyse. 4. Aufl. Teubner, Stuttgart, 1998.
- Zusätzliche Informationen
- Erwartete Teilnehmerzahl: 112
- Zugeordnete Lehrveranstaltungen
- UE: Ergänzungen und Übungen zur Digitalen Signalverarbeitung
-
Dozent/in: Michael Bürger, M. Sc.
Zeit und Ort: Fr 16:15 - 17:45, H6; Bemerkung zu Zeit und Ort: im wöchentlichen Wechsel mit dem Tutorium
- UE: Tutorium zur Digitalen Signalverarbeitung
-
Dozent/in: Michael Bürger, M. Sc.
Zeit und Ort: Do 12:15 - 13:45, H6; Bemerkung zu Zeit und Ort: Im wöchentlichen Wechsel mit der Übung
- Verwendung in folgenden UnivIS-Modulen
- Startsemester SS 2013:
- Digitale Signalverarbeitung (DSV)
- Institution: Lehrstuhl für Multimediakommunikation und Signalverarbeitung
Kurse
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