Теорія cигналів, Теорія біомедичних сигналів

 

Список рекомендованої літератури
Методичні вказівки до практичних занять та курсової/розрахункової роботи
Питання на іспит/залік

Протоколи лабораторних робіт

Лабораторна робота № 1. Основи програмування в середовищі MatLAB
Лабораторна робота № 2. Реєстрація сигналів в MatLAB
Лабораторна робота № 3. Моделювання лінійних систем в часовій та частотній області
Лабораторна робота № 4. Спектральний аналіз сигналів за Фурьє
Лабораторна робота № 5. Спектрально-часовий аналіз сигналів за Фурьє
Лабораторна робота № 6. Фільтраця сигналів
Лабораторна робота № 7. Кореляційний аналіз детермінованих сигналів - виконується самостійно, обов'язково
Лабораторна робота № 8*. Вейвлет-аналіз сигналів - виконується самостійно, не обов'язкова, за додаткові бали

Порядок виконання та здачі лабораторних робіт

Допуск до виконання роботи

Для допуску до виконання лабораторної роботи студент повинен знати основні теоретичні відомості щодо роботи, яку він буде виконувати, бути знайомим з порядком виконання роботи, уявляти, які результати мають бути отримані в роботі. В кінці кожного заняття студент повинен пред'явити результати, які були отримані ним протягом роботи в класі. Вразі виявлення незадовільної роботи протягом заняття та відсутності результатів роботи, студент вважається таким, що недопущений до виконання роботи і повинен виконати її в інший час.

Здача роботи

На визначеному викладачем занятті студент повинен надати в електронному вигляді оформлений протокол виконаної роботи з результатами і висновками. Всі обов'язкові завдання повинні бути виконані. Також необхідно мати програмний код роботи. Захист відбувається разом з перевіркою працездатності програми. Висновки до лабораторних робіт пишуться від руки на окремому аркуші, який підписується. З використанням протоколу та програмного коду проводиться коротка співбесіда по теоретичним питанням, результатам та виконанню роботи. Вразі правильних відповідей робота вважається виконаною та зарахованою. Максимальний бал, який можна отримати при вчасній здачі роботи - 5 бали, при невчасній - 3 бали.

На кожному занятті проводиться контрольна робота в письмовій формі по теоретичному матеріалу та його практичному застосуванню, з використанням результатів виконаної роботи. Користуватися допоміжною літературою під час контрольної роботи не дозволяється. Максимальний бал за кожну контрольну роботу - 5 балів.

Вимоги до протоколу

Протоколи лабораторних робіт виконуються з одного боку білого паперу формату А4 шрифтом не менше 10-го.

  • протокол виконання роботи оформлюється один на кожного студента. У випадку виявлення ідентичних за змістом протоколів, всі студенти отримують за дану роботу 0 балів без права перездачі та не допускаються до виконання всіх наступних робіт без допуску, підписаного завідувачем кафедри;
  • в протоколі повинні бути викладені: мета роботи, текст завдання, лістінг коду програми, належно оформлені графіки та рисунки, рукописні висновки;
  • в протоколі повинні бути відображені результати виконання ВСІХ пунктів завдання (у випадку повторення – один приклад на кожний пункт, де є повторення);
  • лістінг коду програми повинен містити код для виконання всіх пунктів завдання з усіма повтореннями;
  • висновки не повинні дублювати завдання та мету роботи, а повинні містити оцінку та аналіз результатів, отриманих в роботі, порівняння практичних результатів з теоретичними положеннями, власні міркування щодо можливих причин розбіжностей.

Титульний аркуш протоколу повинен містити:

  • назву факультету/інституту;
  • назву дисципліни;
  • номер та назву роботи;
  • ім'я та прізвище студента, шифр та номер його групи.

Умови атестацій

Для отримання атестації необхідно набрати 50% від максимальної кількості балів, яку можна мати на час атестації. Бали отримують за лабораторні роботи, поточні контрольні роботи, модульні контрольні роботи, відповіді на заняттях, РГР (вразі наявності). Перед кожною атестацією студентам буде доведено кількість балів, яку треба отримати.

Файли з сигналами для завантаження

сигнал внутрішньочерепного тиску
сигнали ЕКГ
сигнали ЕЕГ здорової людини
сигнали ЕЕГ хворої людини
сигнал кардіоритмограми хворої людини
сигнал кардіоритмограми здорової людини
багатоканальний сигнал ЕЕГ здорової людини

Курсова робота / Розрахунково-графічна робота

Методичні вказівки до виконання КР/РГР

До першої атестації з КР необхідно виконати та здати на перевірку першу частину КР та обрати тему для третьої частини КР. Обрання теми підтверджується записом в списку, який знаходиться у викладача. Можна запропонувати свою власну тему (необхідно узгодити її з викладачем). Для отримання атестації треба набрати 50% балів.

До другої атестації необхідно виконати та здати на перевірку першу, другу та третю частини КР. Для отримання атестації треба набрати 50% балів.

В кінці семестру кожному студенту в залежності від набраних балів буде запропоновано оцінку, яку можна отримати автоматом. Вразі незгоди оцінка виставляється за результатами захисту КР.

При невчасній здачі роботи на перевірку бали за виконані завдання діляться навпіл.

Питання для отримання оцінки Е

  1. Поняття про дискретизацію і квантування сигналів, зв'язок між частотою та кроком дискретизації. Вибір частоти дискетизації за теоремою Котельникова-Шеннона.
  2. Лінійні дискретні системи: визначення та основні властивості (стаціонарність, детермінованість).
  3. Різницеві рівняння лінійних систем та побудова структур для їх реалізації. Розрахунок вихідного сигналу лінійної системи за різницевим рівнянням.
  4. Імпульсна характеристика лінійної дискретної системи, її отримання та використання для розрахунку вихідного сигналу.
  5. Комплексна частотна характеристика лінійної дискретної системи, її використання для розрахунку вихідного сигналу системи.
  6. Поняття розкладу сигналів в базисі. Отримання коефіцієнтів розкладу в ортогональному базисі.
  7. Перетворення Фурьє дискретних скінченних сигналів, його викорстання. Амплітудний та фазовий спектр.
  8. Поняття частотно-часового аналізу сигналів, його використання. Спектрограмма.
  9. Фільтрація сигналів, типи та параметри фільтрів.
  10. Кореляційний аналіз детермінованих сигналів, взаємно- та автокореляційна функції. Коефіцієнт кореляції.

Відеозаписи лекцій

2016-2017 рр.

Лекція 1. Вступ до Теорії сигналів
Лекція 2. Види сигналів
Лекція 3. Аналого-цифрове перетворення. Дискретні сигнали (немає початку і кінця)
Лекція 4-5. Лінійні дискретні системи та їх характеристики
Лекція 6. Розклади сигналів - 1. Основні поняття простору сигналів
Лекція 7. Розклади сигналів - 2. Представлення сигналів в Гільбертових просторах. Теорема ортогонального проектування.
Лекція 8. запису немає
Лекція 9. запису немає
Лекція 10. запису немає
Лекція 11. Спектральний аналіз сигналів за Фурьє - 3. Накладання спектрів. Розтікання спектрів. Теорема Котельникова.
Лекція 12. Спектральний аналіз сигналів за Фурьє - 4. Віконна обробка, спектрограма. Перетворення Хартлі (немає початку)
Лекція 13. Фільтрація сигналів
Лекція 16. Аналіз двовимірних сигналів
Лекція 17. Перетворення Уолша-Адамара, Хартлі, вейвлет

Лекція 0. Біомедичні сигнали
Лекція 1. Вступ до Теорії сигналів - 2012
Лекція 2. Види сигналів
Лекція 3. ч. 1 Дискретні сигнали та послідовності, ч. 2 Дискретні системи, загальні визначення
Лекція 4. Опис лінійних дискретних систем (різницеве рівняння, імпульсна характеристика, характеристична функція)
Лекція 5. Комплексна частотна характеристика лінійної системи. Простори сигналів
Лекція 6. Розклади сигналів
Лекція 7. Спектральний аналіз сигналів-1. Аналіз за Фурьє неперервних сигналів
Лекція 8. Спектральний аналіз сигналів-2. Аналіз за Фурьє дискретних сигналів
Лекція 9. Спектральний аналіз сигналів-3. Накладання спектрів. Ефект Гіббса. Теорема Котельникова-Шеннона
Лекція 10. Спектральний аналіз сигналів-4. Віконна обробка. Частотно-часовий аналіз. Перетворення Уолша-Адамара
Лекція 11. Вейвлет-перетворення сигналів
Лекція 12. Фільтрація сигналів-1. Параметри фільтрів, проектування фільтрів, аналогова фільтрація
Лекція 13. Фільтрація сигналів-2. Методи проектування цифрових фільтрів, структури цифрових фільтрів. Багатошвидкісна обробка сигналів
Лекція 14. Модуляція сигналів-1. Амплітудна, кутова та квадратурна модуляція
Лекція 15. Модуляція сигналів-2. Маніпуляція. Передача цифрових сигналів
Лекція 16. Мультиплексування інформаційних каналів. Поняття про випадкові сигнали
Лекція 17. Основні поняття Data Mining

Цифрова обробка і аналіз сигналів в біомедичних системах

 

Розклад іспитів

14.06.2016, 09-00, 437-12
питання на іспит

Методичні матеріали

РГР, пдф

Протоколи лабораторних робіт

Лаб.1
Лаб.2
Лаб.3
Лаб.4

Лекції

Introduction
Applications
Classification of biosignals
Linear Univariate
Nonlinear Univariate
Multivariate measures (sleep staging case)
Image processing
Machine Learning elements
EEG processing
Fuzzy logic and Alzheimer's Disease

Цифрова обробка та візуалізація біомедичних сигналів і зображень

 

Увага!

Для підготовки до кожного практичного заняття необхідно ознайомитися з теоретичними відомостями, викладеними в книзі Гонсалес, Р. Цифровая обработка изображений / Р. Гонсалес, Р. Вудс. - М. : Техносфера, 2005. - 1072 с. - ISBN 5-94836-028-8.
На кожне практичне заняття необхідно прийти, маючи в себе заздалегідь ті зображення, обробка яких описана в книзі у відповідному розділі. Завантажити зображення можна тут .

Список літератури з дисциплін "Цифрова обробка та візуалізація біомедичних сигналів і зображень"

Методичні вказівки для виконання лабораторних робіт

Основи обробки та аналізу зображень

Питання до заліку

  1. Задачі, види етапи обробки та аналізу зображень.
  2. Представлення зображень в цифровій формі.
  3. Зорове та кольорове сприйняття зображень. Представлення зображень в цифровій формі.
  4. Способи отримання зображень. Системи реєстрації зображень. Приклади. Представлення зображень в цифровій формі.
  5. Гістограмна обробка зображень. Еквалізація гістограм.
  6. Градаційна обробка зображень. Гамма-корекція.
  7. Просторова фільтрація зображень, використання масок.
  8. Просторова фільтрація зображень, медіанна фільтрація.
  9. Методи знаходження границь на зображеннях. Метод Собеля.
  10. Методи знаходження границь на зображеннях. Метод Кенні.
  11. Частотна фільтрація зображень.
  12. Вейвлет-аналіз зображень.
  13. Для даного зображення виконати медіанну фільтрацію для отримання пікселів відфільтрованого зображення, які відповідають позначеним пікселям. Навести всі розрахунки.
  14. Для даного зображення виконати фільтрацію з використанням заданої маски для отримання пікселів відфільтрованого зображення, які відповідають позначеним пікселям. Навести всі розрахунки.

Методи і засоби інтроскопії

 

Методичні вказівки до лабораторних робіт

Питання на іспит