Sayısal Sinyal İşleme (EE 306 ) Ders Detayları Ders Adı Ders Kodu Dönemi Ders Saati Uygulama Saati Laboratuar Saati Kredi AKTS Sayısal Sinyal İşleme EE 306 Bahar 3 0 0 3 8 Ön Koşul Ders(ler)i EE 303 (FD) Dersin Dili Dersin Türü Dersin Seviyesi Ders Verilme Şekli İngilizce Zorunlu Bölüm Dersleri Lisans Yüz Yüze Dersin Öğrenme ve Öğretme Teknikleri Dersin Koordinatörü Anlatım, Gösteri, Tartışma, Soru-Yanıt, Uygulama-Alıştırma
Dersin Öğretmen(ler)i Yrd. Doç. Dr. Hakan Tora Dersin Asistanı Dersin Amacı Dersin Eğitim Çıktıları Analog sinyalerin ayrık zamanlı örnekleri ile nasıl gösterildiğini ve hangi durumlarda sayısal süzmenin analog süzmeye denk olduğunu anlamak. Ayrık zamanlı Fourier dönüşümü (DTFT), ayrık Forier dönüşümü (DFT) ve z-dönüşümü kullanarak ayrık zamanlı sinyallerin frekans alanında gösterimini öğrenmek. FIR ve IIR süzgeçlerin temel formlarını ve istenen frekans tepkilerinde süzgeç tasarımlarının nasıl yapıldığını öğrenmek. Hızlı Fourier dönüşümü (FFT) cinsinden DFT lerin gereçekleştirilmesini anlamak. Bu dersi başarıyla tamamlayabilen öğrenciler; Hem zaman hem de frekans alanında örneklemeyi ve örneklemenin sinyaller üzerindeki etkisini anlayabilme Örnekleme hızı değişiminin sinyal spektrumunu nasıl etkilediğini anlayabilme LTI sistemin z-dönüşümünü alabilme Kutuplar-Sıfırlar ve kararlılık arasındaki ilişkiyi anlayabilme Protatip analog süzgeç tasarımlarının sayısal süzgeç tasarımlarına dönüştürülmesinde frekans dönüşümlerini ve çift doğrusal (bilinear) dönüşümü anlayabilme Sayısal FIR ve IIR süzgeçler tasarlayabilme Ayrık zamanlı sistemleri analiz etmek ve tasarlamak için Matlab kullanabilme Bir dönem projesi hazırlayabilme
Dersin İçeriği Sinyaller ve sinyal işleme, Ayrık zamanlı sinyaller ve sistemler, Ayrık zamanlı Fourier Dönüşümü (DTFT), z-dönüşümü, Sürekli zamanlı sinyallerin örneklenmesi, LTI sistemlerin dönüşüm analizi, Ayrık zamanlı sistemlerin yapıları, Sayısal süzgeç tasarım teknikleri,ayrık Fourier dönüşümü (DFT) ve hesaplaması, Konuşma ve görüntü işleme uygulamaları Haftalık Konular ve İlgili Ön Hazırlık Çalışmaları HaftaKonular Ön Hazırlık 1 Ayrık Zamanlı (DT) Sinyaller ve Sistemler DT sinyaller: Diziler DT sistemler: Hafızasız, Doğrusal, Zamanla değişmeyen, Nedensel ve Kararlı Sistemler Frequency-Domain Representation of DT Signals and Systems 2 DT Sinyaller ve Sistemler Bir önceki haftanın konularını 3 z-dönüşümü z-dönüşümü için yakınsama bölgesinin (ROC) özellikleri Ters z-dönüşümü z-dönüşümünün özellikleri 4 z-dönüşümü Bir önceki haftanın konularını
5 Doğrusal Zamanla Değişmeyen (LTI) Sistemlerin Dönüşüm Analizi LTI sistemlerin Frekans Tepkisi: The Frequency Response of LTI Systems: Ideal frekans seçici süzgeçler, Evre bozulması ve gecikmesi Sistem Fonksiyonları: Kararlılık, Nedensellik, Ters sistemler, Rasyonel system fonksiyonları için dürtü tepkisi Genlik ve Evre arasındaki ilişki Tüm Geçiren sistemler En küçük evreli sistemler Genelleştirilmiş doğrusal evreli doğrusal sistemler 6 LTI Sistemlerin Dönüşüm Analizi Bir önceki haftanın konularını 7 Ayrık Zamanlı Sistemler için Yapılar Doğrusal Sabit Katsayılı Fark Denklemlerinin Blok Diyagram Gösterimi Sinyal Akış Çizgesi IIR Sistemler için Temel Yapılar: Basic Structures for IIR Systems: Doğrudan, Art Arda ve Paralel Formlar 8 Ayrık Zamanlı Sistemler için Yapılar FIR Sistemler için Temel Ağ Yapıları 9 Süzgeç Tasarım Teknikleri Protatip Analog Süzgeçler: Butterworth, Chebyshev ve Elliptic Süzgeçler CT süzgeçlerden DT IIR süzgeçlerin tasarımı: Dürtüsel değişmezlik metodu, Çift doğrusal (bilinear) dönüşümler 10 Süzgeç Tasarım Teknikleri Pencereleme ile FIR süzgeçlerin tasarımı Bir önceki haftanın konularını Bir önceki haftanın konularını
11 Ayrık Fourier Dönüşümü (DFT) Ayrık kosinüs dönüşümü (DCT) ve DFT arasındaki İlişki 12 DFT Bir önceki haftanın konularını 13 Konuşma ve Görüntü İşleme Uygulamaları 14 Konuşma ve Görüntü İşleme Uygulamaları 15 Dönem sonu sınav çalışmaları Dönem içi konuların tekrarı 16 Dönem sonu sınav çalışmaları Dönem içi konuların tekrarı Kaynaklar Ders Kitabı: Diğer Kaynaklar: 1. Discrete-Time Signal Processing, Second Edition, Alan V. Oppenheim, Ronald W. Schafer and John R. Buck, Prentice Hall, 1999 1. Digital Signal Processing, A Computer Based Approach, Sanjit. K. Mitra, McGraw-Hill, 1998 2. Digital Signal Processing, Algorithms and Applications, John G. Proakis and Dimitris G.Manolakis,3rd Edition, 2000 Değerlendirme Sistemi Çalışmalar Sayı Katkı Payı Devam/Katılım - - Laboratuar - -
Uygulama - - Alan Çalışması - - Derse Özgü Staj - - Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği - - Ödevler - - Sunum - - Projeler 4 20 Seminer - - Ara Sınavlar/Ara Juri 2 40 Genel Sınav/Final Juri 1 40 Toplam 7 100 Yarıyıl İçi Çalışmalarının Başarı Notu Katkısı Yarıyıl Sonu Çalışmalarının Başarı Notuna Katkısı 60 40 Toplam 100 Ders Kategorisi Temel Meslek Dersleri Uzmanlık/Alan Dersleri
Destek Dersleri İletişim ve Yönetim Becerileri Dersleri Aktarılabilir Beceri Dersleri Dersin Öğrenim Çıktılarının Program Yeterlilikleri ile İlişkisi # Program Yeterlilikleri / Çıktıları Katkı Düzeyi 1 2 3 4 5 1 Ayrık matematik, rasgele süreçler, türevsel denklemler, lineer cebir ile karmaşık değişkenleri içeren ileri mühendislik matematiği, fen bilimleri ve Elektrik-Elektronik alanı ile ilgili kuramsal ve uygulamalı bilgileri, mühendislik problemlerini modelleme ve çözme için uygulayabilme becerisi 2 Karmaşık mühendislik problemlerini saptama, tanımlama, formüle etme ve çözme becerisi; bu amaçla uygun analiz ve modelleme yöntemlerini seçme ve uygulama becerisi. 3 Karmaşık bir sistemi, süreci, cihazı veya ürünü gerçekçi kısıtlar ve koşullar altında, belirli gereksinimleri karşılayacak şekilde tasarlama becerisi; bu amaçla modern tasarım yöntemlerini uygulama becerisi. (Gerçekçi kısıtlar ve koşullar tasarımın niteliğine göre, ekonomi, çevre sorunları, sürdürülebilirlik, üretilebilirlik, etik, sağlık, güvenlik, sosyal ve politik sorunlar gibi ögeleri içerirler.) 4 Mühendislik uygulamaları için gerekli olan modern teknik ve araçları geliştirme, seçme ve kullanma becerisi; bilişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanma becerisi.
5 Mühendislik problemlerinin incelenmesi için deney tasarlama, deney yapma, veri toplama, sonuçları analiz etme ve yorumlama becerisi. 6 Disiplin içi ve çok disiplinli takımlarda etkin biçimde çalışabilme becerisi; bireysel çalışma becerisi. 7 Türkçe sözlü ve yazılı etkin iletişim kurma becerisi; en az bir yabancı dil bilgisi. 8 Yaşam boyu öğrenmenin gerekliliği bilinci; bilgiye erişebilme, bilim ve teknolojideki gelişmeleri izleme ve kendini sürekli yenileme becerisi. 9 Mesleki ve etik sorumluluk bilinci. 10 Proje yönetimi, risk yönetimi, zaman yönetimi ve değişiklik yönetimi gibi iş hayatındaki uygulamalar hakkında bilgi; girişimcilik, yenilikçilik, sıradışı yöntemler sunabilmek ve sürdürebilir kalkınma hakkında farkındalık. 11 Mühendislik uygulamalarının evrensel ve toplumsal boyutlarda sağlık, çevre ve güvenlik üzerindeki etkileri ile çağın sorunları hakkında bilgi; mühendislik çözümlerinin hukuksal sonuçları konusunda farkındalık. ECTS/İş Yükü Tablosu Aktiviteler Sayı Süresi (Saat) Toplam İş Yükü Ders saati (Sınav haftası dahildir: 16 x toplam ders saati) Laboratuar Uygulama Derse Özgü Staj Alan Çalışması 16 3 48
Sınıf Dışı Ders Çalışma Süresi Sunum/Seminer Hazırlama 14 3 42 Projeler 4 8 32 Ödevler Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği Ara Sınavlara/Ara Juriye Hazırlanma Süresi Genel Sınava/Genel Juriye Hazırlanma Süresi 2 4 8 1 2 2 Toplam İş Yükü 132