Drukuj sylabus

Analiza sygnałów

Informacje ogólne

Kod przedmiotu:	0800-ANSYG	Kod Erasmus / ISCED:	(brak danych) / (0540) Matematyka i statystyka
Nazwa przedmiotu:	Analiza sygnałów
Jednostka:	Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej
Grupy:	Informatyka Stosowana s2. Przedmioty do wyboru specjalistyczne (wszystkie)
Punkty ECTS i inne:	4.00
Język prowadzenia:	angielski
Wymagania wstępne:	Podstawy algebry liniowej, analizy matematycznej i statystyki
Rodzaj przedmiotu:	przedmiot obowiązkowy
Całkowity nakład pracy studenta:	Wykład: 30 godzin Laboratorium: 30 godzin Praca własna - przygotowanie się do zajęć: 60h godzin Razem: 120 godzin (4 ECTS)
Efekty uczenia się - wiedza:	- posiada wiedzę na temat podstaw matematycznych analizy sygnałów i jej inspiracji z innych dziedzin nauki, wiedzę teoretyczną i praktyczną w zakresie podstawowych metod analizy sygnałów, w szczególności w postaci szeregów czasowych, rówineż w dziedzinie częstotliwości i przestrzeni (K_W01) - posiada wiedzę na temat projektowania podstawowych algorytmów i zastosowań analizy sygnałów w informatyce stosowanej (K_W02)
Efekty uczenia się - umiejętności:	- potrafi zrozumieć do jakich zadań i w jakich warunkach można zastosować poszczególne metody analizy sygnałów i jakie rezultaty można zeń uzyskać (K_U01) - potrafi wykorzystać nabytą wiedzę matematyczną do opisu przeprowadzonej analizy sygnałów w języku matematyki, jak również wykorzystać ogólną wiedzę matematyczną do formułowania i rozwiązania problemów z użyciem analizy sygnałów (K_U07) - potrafi wykorzystać nabytą wiedzę do analizy sygnałów w różnych dziedzinach, w szczegółności określać samodzielnie przydatność algorytmów analizy sygnałów w określonych zastosowaniach (K_U01,K_U06)
Efekty uczenia się - kompetencje społeczne:	- może podjąć pracę wymagającą umiejętności w zakresie analizy sygnałów zarówno w nauce, jak i w przemyśle (K_K04,K_K05) - potrafi samodzielnego zdobywać i doskonalić wiedzę oraz umiejętności profesjonalne (K_K01,K_K02)
Metody dydaktyczne podające:	- wykład informacyjny (konwencjonalny)
Metody dydaktyczne poszukujące:	- projektu
Skrócony opis:	Przedmiot "Analiza sygnałów" obejmuje omówienie podstaw matematycznych wybranych metod analizy i przetwarzania sygnałów znajdujących zastosowanie w informatyce stosowanej. Z uwagi na sposób przedstawienia danych w literaturze, omówione zostaną wybrane metody dekompozycji macierzy, tensorów i szeregów czasowych na składowe. Omówiona zostanie również wielość możliwych reprezentacji sygnału, zarówno ze względu na dziedzinę reprezentacji (np., czas, częstotliwość, przestrzeń) jak i na sposób reprezentacji w danej dziedzinie zależny od wyboru słownika (m.in., transformata Fouriera, analiza falkowa, analiza EMD, ICA). Sięgniemy również do najnowocześniejszych metod reprezentacji sygnału, w szczególności reprezentacji rzadkiej sygnału. Wskazane zostaną zastosowania omawianych metod, z naciskiem na informatykę stosowaną i neuroinformatykę.
Pełny opis:	1. Podstawy algebry macierzowej 2. Rozkłady macierzy na wartości i wektory własne, wartości i wektory osobliwe 3. Metoda analizy głównych składowych 4. Wstęp do algebry tensorów 5. Rozkłady tensorowe: CANDECOMP/PARAFAC i rozkład Tuckera 6. Zastosowanie rozkładów macierzowych i tensorowych w analizie sygnału 7. Możliwe reprezentacje sygnału: domeny czasowe, częstotliwościowe i przestrzenne 8 i 9. Transformaty całkowe na przykładzie transformat Fouriera i falkowej 10. Rozkład sygnału za pomocą empirical mode decomposition (EMD) 11. Rozkład sygnału za pomocą analizy składowych niezależnych (ICA) 12 i 13. Zastosowanie transformat całkowych i rozkładów EMD i ICA na przykładach z neuroinformatyki 14. Metody wyboru rzadkiej (sparse) reprezentacji sygnału 15. Demo: zastosowanie omówionych metod w pełnym potoku analizy sygnałów neuroinformatycznych
Literatura:	1. R A Horn, C R Johnson, Matrix Analysis, Cambridge University Press, 2012. 2. A Cichocki, R Zdunek, A H Phan, S-I Amari, Nonnegative Matrix and Tensor Factorizations: Applications to Exploratory Multi-way Data Analysis and Blind Source Separation, Wiley, 2009. 3. N E Huang, Z Shen, S R Long, M C Wu, H H Shih, Q Zheng, N-C Yen, C C Tung, H H. Liu, The empirical mode decomposition and the Hilbert spectrum for nonlinear and non-stationary time series analysis, Proceedings of the Royal Society A, 454(1971), pp. 903-995, 1998. 4. A Hyvarinen, J Karhunen, E Oja, Independent Component Analysis, Wiley, 2004.
Metody i kryteria oceniania:	Metody oceniania: - laboratorium: projekt na zaliczenie, weryfikacja efektów U01,U06,U07 - wykład: egzamin pisemny złożony z części teoretycznej i implementacyjnej: weryfikacja W01,W02,U01,U06,U07,K01,K02,K04,K05 Kryteria oceniania: - laboratorium: binarna ocena projektu: i) projekt niespełniający wymogów lub brak projektu: ndst ii) projekt spełniający wymogi: bdb - wykład: ocena ważona egzaminu, część teoretyczna (50%) i implementacyjna (50%). Skala ocen (łącznie część teoretyczna i implementacyjna): ndst – poniżej 50% dst – 51%-60% dst plus- 61%-70% db- 71%-80% db plus- 81%-90% bdb- 91%-100%
Praktyki zawodowe:	Nie przewidziano.

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2017/18" (zakończony)

Okres:	2017-10-01 - 2018-02-25	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu zobacz plan zajęć
Typ zajęć:	Laboratorium, 30 godzin więcej informacji Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy:	Tomasz Piotrowski
Prowadzący grup:	(brak danych)
Lista studentów:	(nie masz dostępu)
Zaliczenie:	Przedmiot - Zaliczenie na ocenę Laboratorium - Zaliczenie na ocenę Wykład - Zaliczenie na ocenę

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2017/18" (zakończony)

Okres:	2018-02-26 - 2018-09-30	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu zobacz plan zajęć
Typ zajęć:	Laboratorium, 30 godzin więcej informacji Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy:	Tomasz Piotrowski
Prowadzący grup:	Tomasz Piotrowski
Lista studentów:	(nie masz dostępu)
Zaliczenie:	Przedmiot - Zaliczenie na ocenę Laboratorium - Zaliczenie na ocenę Wykład - Zaliczenie na ocenę

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2018/19" (zakończony)

Okres:	2018-10-01 - 2019-02-24	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu zobacz plan zajęć
Typ zajęć:	Laboratorium, 30 godzin więcej informacji Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy:	Tomasz Piotrowski
Prowadzący grup:	(brak danych)
Lista studentów:	(nie masz dostępu)
Zaliczenie:	Przedmiot - Zaliczenie na ocenę Laboratorium - Zaliczenie na ocenę Wykład - Zaliczenie na ocenę

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2018/19" (zakończony)

Okres:	2019-02-25 - 2019-09-30	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu zobacz plan zajęć
Typ zajęć:	Laboratorium, 30 godzin więcej informacji Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy:	Tomasz Piotrowski
Prowadzący grup:	Tomasz Piotrowski
Lista studentów:	(nie masz dostępu)
Zaliczenie:	Przedmiot - Zaliczenie na ocenę Laboratorium - Zaliczenie na ocenę Wykład - Zaliczenie na ocenę

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2019/20" (zakończony)

Okres:	2019-10-01 - 2020-02-28	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu zobacz plan zajęć
Typ zajęć:	Laboratorium, 30 godzin więcej informacji Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy:	Tomasz Piotrowski
Prowadzący grup:	(brak danych)
Lista studentów:	(nie masz dostępu)
Zaliczenie:	Przedmiot - Zaliczenie na ocenę Laboratorium - Zaliczenie na ocenę Wykład - Zaliczenie na ocenę

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2019/20" (zakończony)

Okres:	2020-02-29 - 2020-09-20	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu zobacz plan zajęć
Typ zajęć:	Laboratorium, 30 godzin więcej informacji Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy:	Tomasz Piotrowski
Prowadzący grup:	Michał Komorowski, Tomasz Piotrowski
Lista studentów:	(nie masz dostępu)
Zaliczenie:	Przedmiot - Zaliczenie na ocenę Laboratorium - Zaliczenie na ocenę Wykład - Zaliczenie na ocenę

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2020/21" (zakończony)

Okres:	2020-10-01 - 2021-02-21	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu zobacz plan zajęć
Typ zajęć:	Laboratorium, 30 godzin więcej informacji Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy:	Tomasz Piotrowski
Prowadzący grup:	(brak danych)
Lista studentów:	(nie masz dostępu)
Zaliczenie:	Przedmiot - Zaliczenie na ocenę Laboratorium - Zaliczenie na ocenę Wykład - Zaliczenie na ocenę

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2020/21" (w trakcie)

Okres:	2021-02-22 - 2021-09-20	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu zobacz plan zajęć
Typ zajęć:	Laboratorium, 30 godzin więcej informacji Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy:	Tomasz Piotrowski
Prowadzący grup:	Tomasz Piotrowski
Lista studentów:	(nie masz dostępu)
Zaliczenie:	Przedmiot - Zaliczenie na ocenę Laboratorium - Zaliczenie na ocenę Wykład - Zaliczenie na ocenę