- Nazwa przedmiotu:
- Przetwarzanie sygnałów biomedycznych I i II
- Koordynator przedmiotu:
- prof. dr hab.inż. K.Kałużyński
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia II stopnia
- Program:
- Inżynieria Biomedyczna
- Grupa przedmiotów:
- Obowiązkowe
- Kod przedmiotu:
- PSB
- Semestr nominalny:
- 1 / rok ak. 2013/2014
- Liczba punktów ECTS:
- 4
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- 120
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- 4
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- 1
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład450h
- Ćwiczenia0h
- Laboratorium225h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- Znajomość przekształceń całkowych i rozwinięcia w szereg Fouriera, opisu systemów liniowych (elektrotechnika teoretyczna/podstawy automatyki/sygnały i systemy), podstaw statystyki, zalecana znajomość środowiska MATLAB
- Limit liczby studentów:
- brak
- Cel przedmiotu:
- Przekazanie wiedzy nt. podstawowych i zaawansowanych metod przetwarzania sygnałów biomedycznych (analiza widmowa, filtracje, metody korelacyjne, transformacja falkowa, metody specjalne) oraz umiejętności ich wykorzystania
- Treści kształcenia:
- Właściwości wybranych sygnałów biomedycznych. Typowe zakłócenia w sygnałach biomedycznych. Szereg Fouriera, przekształcenie Fouriera w przetwarzaniu sygnałów. Twierdzenie o próbkowaniu. Dostosowanie przekształcenia Fouriera do potrzeb praktycznej analizy sygnałów.
Podstawy estymacji parametrów procesów losowych. Estymacja wartości średniej, wariancji, funkcji kowariancji, korelacji i autokorelacji oraz widmowej gęstości mocy sygnałów losowych. Uśrednianie.
Transformacja Hilberta. Sygnał analityczny.
Filtracja liniowa FIR i IIR. Wybrane układy - filtr różniczkujący, interpolator, decymator. Banki filtrów. Kwadraturowe filtry lustrzane. Filtr dopasowany. Filtracja homomorficzna. Filtracja adaptacyjna.
Analiza widmowa sygnałów niestacjonarnych. Spektrogram. Prezentacje czasowo-częstotliwościowe. Ciągła i dyskretna transformacja falkowa.
Modele wymiernej funkcji przenoszenia. Metoda Minimalnej Wariancji.
Metoda dekompozycji empirycznej.
Estymacja czasu opóźnienia.
Przykłady zastosowań: analiza widmowa sygnału dopplerowskiego prędkości przepływu krwi, kompresja EKG, analiza w podpasmach sygnału dopplerowskiego aktywności ruchowej płodu; analiza widmowa zmienności rytmu serca, estymacja rytmu serca i detekcja ruchów pseudooddechowych płodu, estymacja opóźnienia (wykorzystanie funkcji i współczynnika korelacji i autokorelacji, transformacji Hilberta funkcji korelacji, metody różnic bezwzględnych i metoda kwadratów różnic bezwzględnych).
Laboratorium
Wydobywanie sygnałów z szumu z wykorzystaniem uśredniania
Analiza sygnału EKG z użyciem transformacji falkowej
Analiza sygnału o nieznanej strukturze
Analiza sygnału świergotowego przy zastosowaniu transformacji Hilberta
Rozkładu sygnału na mody wewnętrzne
- Metody oceny:
- Wykład - egzamin
Laboratorium - zaliczenie na podstawie sprawdzianów i sprawozdań
- Egzamin:
- tak
- Literatura:
- Zieliński T.P. Cyfrowe przetwarzanie sygnałów, WKiŁ 2005
Zieliński T.P. Od teorii do cyfrowego przetwarzania sygnałów, Wyd. AGH, 2002
Moczko J., Kramer L. Cyfrowe metody przetwarzania sygnałów biomedycznych, Wyd. Nauk. UAM, 2001
- Witryna www przedmiotu:
- brak
- Uwagi:
- brak
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Efekt PSB_W01
- Zna metody analizy sygnałów niestacjonarnych
Weryfikacja: Egzamin
Powiązane efekty kierunkowe:
K_W01, K_W05
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_W01, T2A_W03, T2A_W04, T2A_W07
- Efekt PSB_W02
- Zna uwarunkowania i metody filtracji sygnałów biomedycznych
Weryfikacja: Egzamin
Powiązane efekty kierunkowe:
K_W04, K_W05
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_W04, T2A_W03, T2A_W04, T2A_W07
- Efekt PSb_W03
- Zna zastosowania i ograniczenia przetwarzania sygnałów biomedycznych
Weryfikacja: Egzamin
Powiązane efekty kierunkowe:
K_W05
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_W03, T2A_W04, T2A_W07
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Efekt PSB_U01
- Potrafi uzyskać i zinterpretować reprezentację czasowo-częstoliwościową sygnałów biomedycznych (niestacjonarnych)
Weryfikacja: laboratorium
Powiązane efekty kierunkowe:
K_U07, K_U08
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_U08, T2A_U09, T2A_U18, T2A_U08, T2A_U09, T2A_U15, T2A_U18
- Efekt PSB_U02
- Ma umiejętność identyfikacji struktury nieznanego sygnału
Weryfikacja: laboratorium
Powiązane efekty kierunkowe:
K_U07, K_U08, K_U12, K_U13
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_U08, T2A_U09, T2A_U18, T2A_U08, T2A_U09, T2A_U15, T2A_U18, T2A_U19, T2A_U10, T2A_U15, T2A_U16
Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne
- Efekt PSB_K01
- Potrafi pracować w zespole
Weryfikacja: laboratorium
Powiązane efekty kierunkowe:
K_K02, K_K03
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_K03, T2A_K06