Скачать 163.02 Kb.
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ (ИРЭ) ___________________________________________________________________________________________________________ Направление специалитета: 210601 Радиоэлектронные системы и комплексы Специализация подготовки: Радионавигационные системы и комплексы Квалификация (степень) выпускника: специалист Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ "УСТРОЙСТВА И МЕТОДЫ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ РЕЧЕВЫХ СИГНАЛОВ"
Москва - 2011 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является углубленное теоретическое и практическое освоение методов и средств цифровой обработки речевых сигналов, применяемых при проектировании цифровых систем передачи, приема, контроля и анализа речевой информации. По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:
Задачами дисциплины являются:
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла С.3 основной образовательной программы подготовки специалистов по специализации подготовки "Радионавигационные системы и комплексы" направления 210601 Радиоэлектронные системы и комплексы. Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Математика", "Цифровые устройства и микропроцессоры", "Цифровая обработка сигналов" и учебно-производственной практике. Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении выпускной квалификационной работы, а также для овладения студентом вышеуказанными общекультурными и общепрофессиональными компетенциями. 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования: Знать:
Уметь:
Владеть:
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 часов.
4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции: 1. Основы цифровой обработки сигналов Сигналы и системы в дискретном времени. Операции дискретизации и взвешивания. Теорема о дискретизации. Прореживание и интерполяция сигналов. Описание преобразований сигналов и систем: преобразование Фурье, дискретное преобразование Фурье (ДПФ), быстрое преобразование Фурье (БПФ), прямое и обратное z-преобразование. Основы цифровой фильтрации: фильтрация сигналов с помощью ДПФ, системы с конечными импульсными характеристиками, системы с бесконечными импульсными характеристиками. Вейвлет-анализ сигналов. 2. Модели речевых сигналов Процесс образования речи. Акустическая теория речеобразования. Сведения о слуховом восприятии речевых сигналов и оценки качества их звучания. Вероятностные и статистические модели речевых сигналов. Цифровые модели речевых сигналов. 3. Методы обработки речевых сигналов во временной области Текущая обработка речевых сигналов. Кратковременные характеристики речевого сигнала: энергия, среднее значение, функция среднего числа переходов через нуль, автокорреляционная функция. Методы оценивания периода основного тона речевого сигнала. Оценивание спектра и форматных параметров. Разделение речи и пауз на основе функций кратковременной энергии и среднего числа переходов через нуль. Медианное сглаживание и обработка речи. 4. Цифровое представление речевых сигналов Квантование мгновенных значений речевого сигнала. Адаптивное квантование. Общая теория разностного квантования. Импульсно-кодовая модуляция. Дифференциальная (разностная) импульсно-кодовая модуляция. Дельта-модуляция и сигма-дельта модуляция. Преобразования способов кодирования. 5. Кодирование речевых сигналов на основе линейного предсказания Авторегрессионный случайный процесс и его свойства. Методы анализа на основе линейного предсказания. Вычисление коэффициента усиления модели. Методы решения уравнений линейного предсказания. Анализ линейного предсказания в частотной области. Синтез речевого сигнала по параметрам линейного предсказания. Применение параметров линейного предсказания. Кепстральные коэффициенты линейного предсказания. 6. Обнаружение и фильтрация речевых сигналов Алгоритмы обнаружения речевых сигналов на основе марковских моделей. Марковская фильтрация речевых сигналов. Обнаружение речевых сигналов на основе их кратковременных характеристик. Эмпирические алгоритмы фильтрации речевых сигналов. Градиентные и рекурсивные авторегрессионные методы фильтрации. 7. Цифровые вокодеры Принципы работы и практическая реализация речевого кодека на основе метода линейного предсказания с возбуждением от кода. Построение речепреобразующих устройств на основе метода линейного предсказания со смешанным возбуждением. Проектирование низкоскоростных речепреобразующих устройств для каналов с высоким процентом ошибок. Эффективность использования различных помехоустойчивых кодов в задачах проектирования речевых кодеков для каналов с высоким процентом ошибок. 8. Цифровая обработка речи в системах речевого общения человека с машиной Системы верификации и идентификации дикторов. Проектирование системы верификации личности на основе статистических свойств речевых сигналов. Системы распознавания речи на основе метода динамического искажения времени. Системы распознавания речи на основе скрытых марковских моделей. Построение системы распознавания речи с использованием однослойных нейронных сетей и нейронных сетей встречного распространения. 4.2.2. Практические занятия: № 1. Определение статистических характеристик речевых сигналов (Тема 2). № 2. Определение кратковременных характеристик речевых сигналов (Тема 3). № 3. Моделирование системы импульсно-кодовой модуляции речевых сигналов (Тема 4). № 4. Построение параметрического описания речевых сигналов на основе метода линейного предсказания (Тема 5). № 5. Моделирование системы адаптивного подавления эхо-помех в речевых сигналах (Тема 6). № 6. Построение речевого кодека на основе метода линейного предсказания со смешанным возбуждением (Тема 7). № 7. Моделирование системы распознавания речи на основе динамического искажения времени (Тема 8). 4.3. Лабораторные работы: «Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены». 4.4. Расчетные задания: Расчетное задание включает в себя расчет и моделирование работы заданного алгоритма обработки речевых сигналов с итоговой интерпретацией полученных результатов и формулировкой выводов по проделанной работе. Технические условия для проектирования алгоритма обработки речевых сигналов формулируются индивидуально. Темы расчетных заданий: 1. Проектирование алгоритма подавления аддитивных помех в речевых сигналах. 2. Проектирование алгоритма подавления эхо-помех в речевых сигналах. 3. Проектирование речевого кодека на основе метода линейного предсказания. 4. Проектирование системы верификации личности на основе статистических свойств речевых сигналов. 5. Проектирование системы распознавания изолированных слов на основе скрытых марковских моделей. 6. Проектирование системы распознавания изолированных слов с помощью нейросетевых технологий. 4.5. Курсовые проекты и курсовые работы «Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен». 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия проводятся в форме лекций, в том числе с использованием презентаций. Практические занятия включают изучение работы учебных программ обработки речевых сигналов на ЭВМ, а также разработку и практическую реализацию алгоритмов обработки речевых сигналов с использованием специализированных пакетов прикладных программ (MATLAB и др.) или языков программирования высокого уровня (Delphi, C++ и др.) согласно заданию, выданному преподавателем. Самостоятельная работа включает подготовку к лекционным занятиям, тестам и лабораторным работам, оформление отчетов по лабораторным работам, подготовку к зачету. 6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются тесты, устный опрос, защита лабораторных работ. Аттестация по дисциплине – зачет. 7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература: а) основная литература:
б) дополнительная литература: 1. Громаков Ю.А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи. – М.: ЭкоТрендз Ко, 2000. – 239 с. 2. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов: Учебник для вузов. – СПб.: Питер, 2003. – 608 с. 3. Назаров М.В., Прохоров Ю.Н. Методы цифровой обработки и передачи речевых сигналов. – М.: Радио и связь, 1985. – 176 с. 4. Солонина А.И. и др. Основы цифровой обработки сигналов. Учебное пособие. – СПб.: БХВ Петербург, 2005. – 768 с. 5. Айфичер Э., Джервис Б. Цифровая обработка сигналов. Практический подход. - М.: Вильямс, 2004. – 992 с. 6. Марпл-мл. С.Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения: Пер. с англ. М.: Мир. 1990. – 584 с. 7.2. Электронные образовательные ресурсы: а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы: www.dspa.ru; www.dsp.sut.ru/rus/main.html; http://dsp.mirahost.ru; http://dsp-book.narod.ru; http://dspcenter.ru; http://digital.sibsutis.ru/contDSP.htm; www.tehnauk.ru; http://lib.rus.ec/g/comp_dsp; www.studfiles.ru/dir/cat32/subj116.html; http://matlab.exponenta.ru/signalprocess. б) другие: авторские компьютерные программы и демо-ресурсы иллюстрации алгоритмов работы фильтрации, кодирования и распознавания речевых сигналов. 8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций. Практические занятия по дисциплине целесообразно проводить в учебном компьютерном классе при наличии программного обеспечения, включающего прикладной пакет MATLAB, либо среду программирования на языке высокого уровня (Delphi, C++). Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению специалитета 210601 «Радиоэлектронные системы и комплексы» и специализации подготовки «Радионавигационные системы и комплексы». ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ: к.ф.-м.н., доцент Чернояров О.В. "СОГЛАСОВАНО": Директор ИРЭ к.т.н., профессор Замолодчиков В.Н. "УТВЕРЖДАЮ": Зав. кафедрой радиотехнических приборов д.т.н., профессор Баскаков А.И. |
Московский энергетический институт (технический университет) институт... Целью дисциплины является изучение основных принципов обеспечения безопасности на производстве и в быту | Московский энергетический институт (технический университет) институт... Целью дисциплины является изучение методов синтеза, анализа и экспериментального исследования цифровых устройств радиотехнического... | ||
Московский энергетический институт (технический университет) институт... Целью дисциплины является изучение особенностей построения и функционирования спутниковых радионавигационных систем (срнс) глонасс,... | Московский энергетический институт (технический университет) институт... Цели и задачи освоения дисциплины целью дисциплины является изучение исторических аспектов развития систем передачи приема, обработки... | ||
Московский энергетический институт (технический университет) институт... Целью дисциплины является изучение основных составляющих аппаратуры потребителей систем спутниковой навигации, изучение ключевых... | Московский энергетический институт (технический университет) институт... Целью дисциплины является изучение принципов построения радиосистем, предназначенных для передачи информации посредством формирования,... | ||
Московский энергетический институт Московский государственный технический университет радиотехники, электроники и автоматики (мгту мирэа) | Московский энергетический институт (технический университет) институт радиотехники и электроники Целью дисциплины является обеспечение студентов базовыми знаниями современной теории электрических цепей и формирование основы для... | ||
Московский энергетический институт (технический университет) институт радиотехники и электроники Целью дисциплины является обеспечение студентов базовыми знаниями современной теории электрических цепей и формирование основы для... | Диалектика Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет) | ||
Московский энергетический институт (технический университет) институт электротехники Целью дисциплины является изучение типовых схем систем электроники и автоматики автомобилей и тракторов и их отдельных элементов,... | Московский энергетический институт (технический университет) институт электротехники (иэт) Целью дисциплины является формирование у студентов системного подхода в изучении физических процессов, явлений, параметров и возможных... | ||
Московский энергетический институт (технический университет) институт электроэнергетики (иээ) | Московский энергетический институт (технический университет) институт электротехники (иэт) | ||
Московский энергетический институт (технический университет) институт... | Московский энергетический институт (технический университет) институт... |