El conjunto de técnicas y algoritmos que permiten estudiar, detectar, transformar, procesar, transmitir y clasificar señales se denomina procesado de señal. En esta asignatura se ofrece una introducción a la teoría fundamental de esta disciplina tanto para señales unidimensionales como bidimensionales. Durante el curso se caracterizan las señales y los sistemas en el dominio del tiempo y en el dominio de la frecuencia mediante la Transformada de Fourier en sus versiones analógica y discreta. El teorema de muestreo permite procesar señales analógicas mediante técnicas discretas y así poder aplicar algoritmos computacionalmente eficientes. El curso introduce el concepto de filtro y filtrado sobre señales, y se diseñan filtros mediante especificaciones en el dominio de la frecuencia.
Profesorado
Responsable
Otros
Competencias
Competencias Técnicas
Competencias técnicas
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CE5 - Diseñar y aplicar técnicas de procesado de señal, eligiendo entre distintas herramientas tecnológicas, incluidas las de visión Artificial, de reconocimiento del lenguaje hablado y las de tratamiento de datos multimedia.
Competencias Transversales
Transversales
-
CT5 [Avaluable] - Uso solvente de los recursos de información. Gestionar la adquisición, la estructuración, el análisis y la visualización de datos e información en el ámbito de especialidad y valorar de forma crítica los resultados de dicha gestión.
Básicas
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CB5 - Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía
Competencias Técnicas Genéricas
Genéricas
-
CG1 - Concebir sistemas computacionales que integren datos de procedencias y formas muy diversas, creen con ellos modelos matemáticos, razonen sobre dichos modelos y actúen en consecuencia, aprendiendo de la experiencia.
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CG2 - Elegir y aplicar los métodos y técnicas más adecuados a un problema definido por datos que representen un reto por su volumen, velocidad, variedad o heterogeneidad, incluidos métodos informáticos, matemáticos, estadísticos y de procesado de la señal.
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CG5 - Poder recurrir a conocimientos fundamentales y metodologías de trabajo sólidas adquiridos durante los estudios para adaptarse a los nuevos escenarios tecnológicos del futuro.
Objetivos
-
El estudiante debe ser capaz de comprender y dominar los conceptos básicos de señales, sistemas lineales y las funciones y transformadas relacionadas.
Competencias relacionadas:
CG2,
CG5,
CB5,
-
El estudiante debe saber hacer el análisis matemático de señales y sistemas en el dominio del tiempo, tanto en un entorno analógico como digital.
Competencias relacionadas:
CG5,
CB5,
-
El estudiante debe saber hacer el análisis matemático de señales y sistemas analógicos en el dominio de la frecuencia.
Competencias relacionadas:
CG5,
CB5,
-
El estudiante debe saber hacer el análisis matemático de señales y sistemas discretos en el dominio de la frecuencia.
Competencias relacionadas:
CG5,
CB5,
-
El estudiante debe ser capaz de evaluar filtros discretos y aplicarlos a sistemas reales
Competencias relacionadas:
CE5,
CG2,
CG5,
CB5,
-
El estudiante debe saber plantear correctamente un problema a partir del enunciado propuesto e identificar las opciones para su resolución, aplicar el método de resolución adecuado y saber validar la solución.
Competencias relacionadas:
CT5,
CG2,
CB5,
-
El estudiante debe saber interpretar y utilizar señales y sistemas discretos en 1D y 2D en los dominios temporal/espacial.
Competencias relacionadas:
CE5,
CG1,
CG2,
-
El estudiante debe ser capaz de aplicar la representación frecuencial de señales y sistemas para resolver diversas aplicaciones.
Competencias relacionadas:
CE5,
CT5,
CG2,
-
El estudiante debe saber identificar, modelar y plantear problemas a partir de situaciones abiertas. También explorar y aplicar las alternativas para su resolución. Trabajará con aproximaciones.
Competencias relacionadas:
CE5,
CG1,
CG2,
CG5,
-
El estudiante debe saber utilizar de forma autónoma las herramientas, instrumentos y aplicativos software disponibles en los laboratorios de las materias básicas y avanzadas. Conocer su funcionamiento y sus limitaciones.
Competencias relacionadas:
CE5,
CT5,
CG1,
CG2,
-
El estudiante debe conocer herramientas adicionales útiles para procesar señales discretas genéricos en los dominios temporal y transformado.
Competencias relacionadas:
CE5,
CG1,
CG2,
-
El estudiante debe ser capaz de evaluar ventajas e inconvenientes de diferentes alternativas tecnológicas para implementar sistemas de análisis de señales analógicas y discretas.
Competencias relacionadas:
CE5,
CT5,
CG2,
Contenidos
-
Señales y sistemas en el dominio temporal (o espacial)
Señales y sistemas analógicos y discretos.
Convolución.
Caracterización de los sistemas lineales y temporalmente invariantes.
Correlación.
-
Señales y sistemas de tiempo continuo en el dominio frecuencial
Transformada de Fourier de señales analógicas.
Muestreo y recontrucción.
-
Señales y sistemas de tiempo discreto en el dominio frecuencial
Transformada de Fourier de secuencias.
Análisis frecuencial de señales y sistemas de tiempo discreto.
Diezmado e interpolación.
Transformada discreta de Fourier.
-
Representación, análisis y diseño de filtros lineales
Transformada Z.
Diseño de filtros lineales.
Actividades
Actividad
Acto evaluativo
Señales y sistemas analógicos y digitales
Asistencia a sesiones de teoría y problemas. Resolución autónoma en casa de problemas propuestos.
Objetivos:
2
6
Contenidos:
Convolución
Asistencia a sesiones de teoría y problemas. Resolución autónoma en casa de problemas propuestos.
Objetivos:
1
2
6
Contenidos:
Caracterización de sistemas lineales e invariantes
Asistencia a sesiones de teoría y problemas. Resolución autónoma en casa de problemas propuestos.
Objetivos:
1
2
6
Contenidos:
Correlación
Asistencia a sesiones de teoría y problemas. Resolución autonóma de problemas propuestos en casa.
Objetivos:
1
2
6
Contenidos:
Transformada de Fourier de señales analógicas
Asistencia a sesiones de teoría y problemas. Resolución autónoma en casa de problemas propuestos.
Objetivos:
6
3
Contenidos:
Muestreo y reconstrucción. Teorema de Nyquist
Asistencia a sesiones de teoría y problemas. Resolución autónoma en casa de problemas propuestos.
Objetivos:
2
6
3
Contenidos:
Transformada de Fourier de secuencias
Asistencia a sesiones de teoría y problemas. Resolución autónoma en casa de problemas propuestos.
Objetivos:
6
4
Contenidos:
Análisis frecuencial de señales y sistemas discretos
Asistencia a sesiones de teoría y problemas. Resolución autónoma en casa de problemas propuestos.
Objetivos:
6
4
Contenidos:
Diezmado e interpolación
Asistencia a sesiones de teoría y problemas. Resolución autónoma en casa de problemas propuestos.
Objetivos:
2
6
4
Contenidos:
Transformada discreta de Fourier
Asistencia a sesiones de teoría y problemas. Resolución autónoma en casa de problemas propuestos.
Objetivos:
6
4
Contenidos:
Transformada Z
- Definición de TZ, propiedades y ejemplos.
- Caracterización de sistemas definidos mediante EDFs.
Objetivos:
11
12
Contenidos:
Diseño de filtros
Asistencia a sesiones de teoría y problemas. Resolución autónoma en casa de problemas propuestos.
Objetivos:
8
5
Contenidos:
Práctica: convolución y correlación
Práctica guiada en horario lectivo (evaluable)
Objetivos:
7
9
5
10
Contenidos:
Práctica: vocoder
Práctica guiada en horario lectivo (evaluable)
Objetivos:
7
9
5
10
Contenidos:
Práctica: análisis de señales básicas en el dominio frecuencial
Práctica guiada en horario lectivo (evaluable)
Objetivos:
8
10
Contenidos:
Práctica: análisis frecuencial de señales de voz
Práctica guiada en horario lectivo (evaluable)
Objetivos:
8
10
Contenidos:
Práctica: pre-procesado de ECGs ruidosos
Práctica guiada en horario lectivo (evaluable)
Objetivos:
8
5
10
Contenidos:
Examen parcial
Objetivos:
1
2
8
7
6
3
Semana:
9
Examen final
Objetivos:
1
2
8
7
6
3
4
Semana:
15 (Fuera de horario lectivo)
Test 1
Objetivos:
2
Semana:
5 (Fuera de horario lectivo)
Test 2
Objetivos:
3
Semana:
10 (Fuera de horario lectivo)
Test 3
Objetivos:
4
Semana:
13 (Fuera de horario lectivo)
Metodología docente
La asignatura se basa en clases presenciales de teoría, de problemas y de laboratorio.
Las clases de teoría siguen el programa definido en esta guía docente. Dentro de las clases de teoría y problemas, se promociona el diálogo entre el profesor y los estudiantes proporcionando problemas y actividades a realizar conjuntamente basadas en aspectos particulares del tema que se está tratando.
Las clases de laboratorio se focalizan en los temas de Transformada de Fourier, filtrado y procesado de señales. Se basan en enunciados de prácticas en ordenador guiadas por un enunciado.
Las clases de teoría y problemas se impartirán en castellano. Las prácticas de laboratorio se impartirán en catalán.
Método de evaluación
La nota final de la asignatura se obtiene a partir de las notas de
-Cuestionarios: Q (6%)
- Examen parcial: P (19%)
- Examen final: F (60%)
- Las prácticas: L (15%)
Nota final = max( 0,19 P + 0,06 Q + 0,15 L +0,6 F; 0,15 L + 0,85 F )
En caso de hacer el examen de Reevaluación (R), el cálculo de la nota es:
Nota final = 0,85 R+0,15 L
Bibliografía
Básica:
Complementaria:
-
Discrete-time signal processing -
Oppenheim, A.V.; Schafer, R.W, Prentice-Hall ,
2010.
ISBN: 9780131988422
https://discovery.upc.edu/discovery/fulldisplay?docid=alma991003750389706711&context=L&vid=34CSUC_UPC:VU1&lang=ca
-
Tratamiento digital de la señal: una introducción experimental -
Vallverdú, S.; Mariño, J.B.; Rodríguez, J.A.; Moreno, A, Edicions UPC ,
1999.
ISBN: 8483012928
https://discovery.upc.edu/discovery/fulldisplay?docid=alma991002659899706711&context=L&vid=34CSUC_UPC:VU1&lang=ca
Capacidades previas
Los conocimientos adquiridos en las asignaturas del Grado del cuatrimestre anterior.