Irakasgai hau Informatika Ingeniaritzako Graduko 4. mailako aukerako irakasgaia da (lehen lauhilekoan emana), Konputagailuen Ingeniaritza espezialitateko Hardware Aplikazioak areagotzearen barruan.



Irakasgaia Informatikako ikasleei Seinalearen Prozesatze Digitalaren alderdi teoriko zein praktikoetan sartzeko da. Horregatik, irakasgaiak matematika (zenbaki konplexuak, sinusoidalak...) eta programazio arloetako aurretiazko irakasgaietan ikasitako kontzeptuak erabiltzen ditu.



Arlo profesionalean, irakasgaiak edozein motatako seinaleak (soinua, irudia, sentsoreetatik datorren informazioa, denborazko serieak, etab.) digitalki tratatzeko gaitasuna ematen du, hainbat arlotan (ikus-entzunezkoak, industria, medikuntza, meteorologia...). Horrela, lotura gisa balio du beste arlo batzuetarako, hala nola Datuen Zientzia, Big Data, Industria 4.0, robotika, etab.



Helburu nagusiak honakoak dira:



- Ikasleei prozesatze digitalarekin lotutako oinarrizko kontzeptuak aurkeztea: seinaleak, sistemak, denbora- eta maiztasun-analisiak, iragazkiak.



- Kontzeptu horietan sakontzea soinuaren eta irudiaren kasuan, eta horrelako seinaleak hartzeko, prozesatzeko eta sortzeko sistema digitaletan erabiltzen diren metodoak erakustea.



- Teknika horien aplikazio praktikoak eta eraikitzeko alternatibak ezagutaraztea.



- Ikasitako kontzeptuak praktikara eramatea, eta MATLAB plataforma erabiliz seinaleak prozesatzeko kasu errealetan laborategian aplikatzea (beste aukera batzuk ere erabili ahal izango dira, hala nola SCILAB, Octave, Python eta abar).

Irakasgaiaren ikastearen emaitzak zera dira:



- Seinale prozesaketa digitalerako softwarea erabiltzen jakitea eta lortutako emaitzak kritikoki interpretatzea.



- Seinale jarraituak digital bihurtzeko teknikak menderatzea eta aplikatzeko gai izatea: laginketa eta kuantifikazioa.



- Fourierren transformatua kalkulatzeko metodo nagusiak ezagutzea eta seinale digitaletan aplikatzen jakitea.



- FIR eta IIR iragazki digitalen parametro nagusiak ezagutzea, eta horiek diseinatzen eta seinale digitaletan aplikatzen jakitea.



- Lan bat autonomiaz garatzea, autogestio- eta autorregulazio-teknikak erabiliz.



- Ikasleen ideiak eta argumentuak modu ulergarrian eta ezarritako irizpide formalen arabera jakinaraztea.



- Talde-lana baloratzea, aniztasunak ikasteko duen ahalmena ulertuz.



- Taldeko helburuak eta emaitzak lortzeko dagozkion lanak arduraz egitea.

1. gaia.

1.1 Seinale digitalak prozesatzeko sarrera

1.2 Seinaleak eta sistemak. Zergatik prozesaketa digitala?



2. gaia.

2.1 Seinale digitalak

2.2 Definizioak eta propietateak, Digitalizazioa. Seinaleak eta oinarrizko eragiketak. Soinua eta irudia.

2.3 Proiektua. Seinale prozesaketa digitalerako softwarerako sarrera: Soinua eta Irudia.



3. gaia.

3.1 Analisia denboraren eremuan

3.2 Ohiko eragiketak. Leihokatzea eta short-term eragiketak. Korrelazioa

3.3 Proiektuak. Soinu eta irudi seinaleen analisia denboraren eremuan



4. gaia.

4.1 Analisia maiztasunaren eremuan

4.2 Abiapuntuko ideia. Serieak eta Fourierren transformatua. Bi dimentsioko sistemetan aplikatzea

4.3 Proiektuak. Soinu eta irudi seinaleen maiztasun analisia



5. gaia.

5.1 Iragazkiak

5.2 LTI sistemak. FIR iragazkiak. Z transformatua. IIR iragazkiak. Iragazki ez-linealak

5.3 Proiektuak. Sistema linealak (FIR, IIR) eta iragazkien diseinua



6. gaia.

6.1 Seinale prozesaketa digitalaren aplikazioak

6.2 Aplikazio-eremuak eta adibideak

6.3 Azken proiektuak. Ertain/handiko konplexutasun proiektuak, ikasgaiaren gaietan eskuratutako gaitasunak aplikatzeko.

Lau jarduera mota aurreikusten dira:



- Ikasleek ikasgela birtualean gai bakoitzerako dagoen materiala autonomoki aztertzea. Material horretan, erabiliko diren kontzeptu teorikoak/praktikoak aurkeztuko dira, eta horiekin lotutako ariketak proposatuko dira. Zuzenean eskura dagoen informazioaz gain, ikasleek erreferentzia bibliografikoak erabil ditzakete laguntza-material gisa.



- Azalpen- eta ariketa-eskolak. Horietan, bai irakaslea bai ikasleak parte hartuz, gai bakoitzeko kontzeptu teoriko/praktikoei buruzko zalantzak argitzen dira, beti haien erabilgarritasuna eta alderdi praktikoak azpimarratzen. Saio horietan bateratuko dira hasieran proposatutako ariketak ("paperean"), oinarri teorikoetan sakontzeko. Gai bakoitzean ikasleek ebatzi beharreko ariketak ere proposatuko dira, eta berrelikaduraren bidez ebaluatuko dira (feed-back).



- Proiektuak garatzea, non ikasleek taldeka (2 edo 3ko taldeetan) ikasitako kontzeptu teoriko/praktikoak arazo errealei aplikatuko dizkiete, seinale prozesaketa digitalerako softwarea erabiliz. Saio bakoitzeko emaitzen txosten teknikoa aurkeztu behar da.



- Azken proiektu bat garatzea (ertain/handiko konplexutasuna), non ikasleek (2 edo 3ko taldeetan) irakasgaiaren aurreko zenbait gaitan ikasitako ezagutza teoriko/praktikoak aplikatuko dituzte.





Ikasleen ikaskuntza errazteko, proiektuen jarraipena egingo da, eta berrelikadura emango da, aldez aurretik ezarritako eta partekatutako ebaluazio irizpideen arabera. Horrela, ikasleek badakite zer ikasketa-maila duten, eta hori hobetzeko neurriak hartzeko aukera izango dute, beharrezkoa bada.

• Ebaluazio Jarraituaren Sistema
• Azken Ebaluazioaren Sistema
• Kalifikazioko tresnak eta ehunekoak:
  • Ehunekoak eta ebaluazio motak hurrengo ataletan zehazten dira. (%): 100

Irakasgaia bi modutan gainditu ahal izango da: ebaluazio jarraituaren bidez edo azken ebaluazioaren bidez. Ohiko deialdian, ebaluazio jarraituaren sistema da lehenetsitakoa, UPV/EHUko araudian adierazten den moduan.



Nota honela kalkulatzen da:



- Teoria: Ikasgelako ariketak eta azterketak: %50

- Praktika: proiektu espezifikoen entregak: %35, eta azken proiektua: %15. Banakako ebaluazio idatziak egingo dira zati praktikoaren notak haztatzeko.





Azken ebaluazioaren modalitaterako, ikasleek proiektu espezifikoei eta azken proiektuari dagozkien lanak eta txostenak aurkeztu beharko dituzte ohiko deialdiaren data baino bi aste lehenago. Kasu horretan, ohiko deialdiaren datan egindako azterketak %60ko pisua izango du, eta zati praktikoak (aldez aurretik entregatutako proiektuetan oinarritua) %40koa. Banakako ebaluazio idatzia egingo da zati praktikoaren nota globala haztatzeko.



Irakasgaia gainditzeko, edozein modalitatetan, bai zati teorikoa, bai zati praktikoa, bakoitza bere aldetik gainditu behar dira.



Ebaluazio jarraituaren baldintzak betetzen dituen ikasle batek azken ebaluazioa aukeratu nahiko balu, irakasgaiko irakasle arduradunei adierazi behar die nahi hori modu honetan eta epe hauetan: email baten bidez, fakultatearen egutegian adierazten den lehenengo lauhilekoaren bigarren ordutegi trinkoko astea hasi baino lehen.

Ez-ohiko deialdian, nota bi zati hauen arabera kalkulatzen da:



- Teoria (% 60): ezagutzen azterketa baten bidez ebaluatzen da, ez-ohiko deialdiaren datan.



- Praktika (% 40): proiektu espezifikoei eta azken proiektuei dagozkien lan eta txosten teknikoetatik abiatuta ebaluatzen da. Proiektu eta txosten horiek ez-ohiko deialdiaren data baino bi aste lehenago entregatu behar dira. Banakako ebaluazio idatzia egingo da zati praktikoaren nota globala haztatzeko.



Irakasgaia gainditzeko, bai zati teorikoa, bai zati praktikoa, bakoitza bere aldetik gainditu behar dira.

Irakasgaia behar bezala garatzeko beharrezkoa da:

- PC motako ordenagailu pertsonal bat,
- eta seinale prozesaketa digitala egiteko softwarea (MATLAB, etab. ), laborategietan erabiltzeko.

Bi baliabideak ikastegiak ematen ditu. Gainera, ikasleek beren ordenagailuetan egin ditzakete proiektu praktikoak, EHUko MATLABeko lizentzia korporatiboaren bidez eta software librearen bidez (SCILAB, Octave, Python, etab.).

Oinarrizko bibliografia

J. G. Proakis, D.G. Manolakis: "Tratamiento digital de señales". Prentice-Hall, 1997.

J. G. Proakis, D.G. Manolakis: Digital Signal Processing: Principles, Algorithms, and Applications. 4th Edition, Pearson Education, Inc., New Delhi, 2007.

V. Oppenheim, R. W. Schafer: "Digital Signal Processing". Prentice-Hall, 1988.

R. C. Gonzalez, R. E. Woods: "Digital Image Processing". Addison-Wesley, 1993.

S. S. Soliman, M.D. Srinath: "Señales y Sistemas continuos y discretos", Prentice Hall, 1999.

Gehiago sakontzeko bibliografia

E. Soria: "Tratamiento Digital de Señales: Problemas y ejercicios resueltos", Pearson Prentice Hall, 2003.
C. S. Burrus: "Ejercicios de tratamiento de señal utilizando MATLAB v4". Prentice-Hall, 1997.
B. Gold, N. Morgan: "Speech and audio Signal Processing: Processing and perception of speech and music", Wiley 2000.
J. R. Deller, J. G. Proakis: "Discrete-Time Processing of Speech Signals". MacMillan, 1993.

Aldizkariak

Digital Signal Processing (Elsevier)
Signal Processing (Elsevier)
IEEE Signal Processing Letters

Web helbideak

www.mathworks.com
www.scilab.org
www.dsprelated.com
www.gnu.org/software/octave
www.scipy.org