SGN Signaalinkäsittelyn perusteet Välikoe Heikki Huttunen

Samankaltaiset tiedostot
SGN-1251 Signaalinkäsittelyn sovellukset Välikoe Heikki Huttunen

SGN Signaalinkäsittelyn perusteet Välikoe Heikki Huttunen

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät Välikoe

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät Välikoe

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tentti

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tentti

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tentti

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tentti

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tentti

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tentti

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tentti

1 Vastaa seuraaviin. b) Taajuusvasteen

Tuntematon järjestelmä. Adaptiivinen suodatin

IIR-suodattimissa ongelmat korostuvat, koska takaisinkytkennästä seuraa virheiden kertautuminen ja joissakin tapauksissa myös vahvistuminen.

Alias-ilmiö eli taajuuden laskostuminen

Kompleksiluvut signaalin taajuusjakauman arvioinnissa

TL5503 DSK, laboraatiot (1.5 op) Suodatus 1 (ver 1.0) Jyrki Laitinen

Säätötekniikan ja signaalinkäsittelyn työkurssi

Digitaalinen Signaalinkäsittely T0125 Luento

Alipäästösuotimen muuntaminen muiksi perussuotimiksi

B. 2 E. en tiedä C ovat luonnollisia lukuja?

Heikki Huttunen Signaalinkäsittelyn sovellukset

Signaalinkäsittelyn sovellukset

T Digitaalinen signaalinkäsittely ja suodatus

Heikki Huttunen Signaalinkäsittelyn perusteet

T SKJ - TERMEJÄ

Signaalinkäsittelyn menetelmät

Tekijä MAA2 Polynomifunktiot ja -yhtälöt = Vastaus a)

Diskreetin matematiikan perusteet Laskuharjoitus 1 / vko 8

MATEMATIIKAN JAOS Kompleksianalyysi

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

Yksinkertaisin järjestelmä

: Johdatus signaalinkäsittelyyn 1

Tehtäväsarja I Seuraavissa tehtävissä harjoitellaan erilaisia todistustekniikoita. Luentokalvoista 11, sekä voi olla apua.

TL5503 DSK, laboraatiot (1.5 op) Audiosignaalit (ver 1.0) Jyrki Laitinen

TL5503 DSK, laboraatiot (1.5 op) Suodatus 2 (ver 1.0) Jyrki Laitinen

b) Määritä myös seuraavat joukot ja anna kussakin tapauksessa lyhyt sanallinen perustelu.

Insinöörimatematiikka A

z muunnos ja sen soveltaminen LTI järjestelmien analysointiin

SISÄLLYS - DIGITAALITEKNIIKKA

Diskreetin matematiikan perusteet Laskuharjoitus 2 / vko 9

VAIN NE SIVUT TARKASTETAAN, JOIHIN PYRKIJÄ ON MERKINNYT HENKILÖTIE- TONSA ENNEN KOKEEN PÄÄTTYMISTÄ.

Johdatus tekoälyyn. Luento : Koneoppiminen. Patrik Hoyer. [ Kysykää ja kommentoikaa luennon aikana! ]

Insinöörimatematiikan tentin toteuttaminen EXAM-järjestelmällä

Matematiikan peruskurssi 2

Tentti erilaiset kysymystyypit

Heikki Huttunen Signaalinkäsittelyn sovellukset

Tehtävä 1. Vaihtoehtotehtävät.

Moniulotteisia todennäköisyysjakaumia

S Piirianalyysi 1 2. välikoe

Ilkka Mellin Todennäköisyyslaskenta Osa 3: Todennäköisyysjakaumia Moniulotteisia todennäköisyysjakaumia

ELEC-C Sovellettu digitaalinen signaalinkäsittely. Äänisignaalien näytteenotto ja kvantisointi Dither Oskillaattorit Digitaalinen suodatus

Tekijä Pitkä matematiikka

MATEMATIIKAN KOE PITKÄ OPPIMÄÄRÄ

Lue tehtävänannot huolella. Tee pisteytysruudukko 1. konseptin yläreunaan. ILMAN LASKINTA -OSIO! LASKE KAIKKI SEURAAVAT TEHTÄVÄT:

Jokaisen parittoman kokonaisluvun toinen potenssi on pariton.

/1. MTTTP5, luento Normaalijakauma (jatkuu) Binomijakaumaa voidaan approksimoida normaalijakaumalla

Signaalien digitaalinen käsittely

SGN-4200 Digitaalinen audio

Palautekysely tilastollisen signaalinkäsittelyn kurssiin

Spektri- ja signaalianalysaattorit

Tämän luvun tarkoituksena on antaa perustaidot kompleksiluvuilla laskemiseen sekä niiden geometriseen tulkintaan. { (a, b) a, b œ R }

5. Z-muunnos ja lineaariset diskreetit systeemit. z n = z

Vaasan yliopisto (11) Tietotekniikan ja tuotantotalouden kandidaattiohjelma Valintakoe

y=-3x+2 y=2x-3 y=3x+2 x = = 6

1 Rationaalifunktio , a) Sijoitetaan nopeus 50 km/h vaihtoaikaa kuvaavan funktion lausekkeeseen.

Osa IX. Z muunnos. Johdanto Diskreetit funktiot

Luku 1 Johdatus yhtälöihin

Mediaanisuodattimet. Tähän asti käsitellyt suodattimet ovat olleet lineaarisia. Niille on tyypillistä, että. niiden ominaisuudet tunnetaan hyvin

SaSun VK1-tenttikysymyksiä 2019 Enso Ikonen, Älykkäät koneet ja järjestelmät (IMS),

Harjoitustyö 1. Signaaliprosessorit Sivu 1 / 11 Vähämartti Pasi & Pihlainen Tommi. Kaistanestosuodin, estä 2 khz. Amplitudi. 2 khz.

Sekalaiset tehtävät, 11. syyskuuta 2005, sivu 1 / 13. Tehtäviä

Digitaalinen signaalinkäsittely Desibeliasteikko, suotimen suunnittelu

Tehtävä 1. Arvioi mitkä seuraavista väitteistä pitävät paikkansa. Vihje: voit aloittaa kokeilemalla sopivia lukuarvoja.

/1. MTTTP5, luento Normaalijakauma (jatkuu) Binomijakaumaa voidaan approksimoida normaalijakaumalla

Esipuhe. Tampereella, 9. toukokuuta 2003, Heikki Huttunen

TEEMU ROOS (KALVOT MUOKATTU PATRIK HOYERIN LUENTOMATERIAALISTA)

: Johdatus signaalinkäsittelyyn 2

Lukujonot Z-muunnos Z-muunnoksen ominaisuuksia Z-käänteismuunnos Differenssiyhtälöt. Z-muunnos. 1. joulukuuta Z-muunnos

5.3 Ensimmäisen asteen polynomifunktio

Kirjoitetaan FIR-suotimen differenssiyhtälö (= suodatuksen määrittelevä kaava):

MS-A0003/A0005 Matriisilaskenta Laskuharjoitus 2 / vko 45

Vastausehdotukset analyysin sivuainekurssin syksyn välikokeeseen

Digitaalinen signaalinkäsittely Signaalit, jonot

Juuri 2 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty

Remez-menetelmä FIR-suodinten suunnittelussa

Numeeriset menetelmät

811120P Diskreetit rakenteet

Johdatus lukuteoriaan Harjoitus 11 syksy 2008 Eemeli Blåsten. Ratkaisuehdotelma

Kompleksianalyysi, viikko 7

2.3 Virheitä muunnosten käytössä

Ohjelmoinnin perusteet Y Python

Ensimmäisen ja toisen asteen yhtälöt

1 Johdanto. 2 Kriittinen näytteistys 2:lla alikaistalla. 1.1 Suodatinpankit audiokoodauksessa. Johdanto

Digitaalinen signaalinkäsittely Kuvankäsittely

Tenttiin valmentavia harjoituksia

Digitaalinen signaalinkäsittely Johdanto, näytteistys

Juuri 6 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty Vastaus: Määrittelyehto on x 1 ja nollakohta x = 1.

Transkriptio:

SGN- Signaalinkäsittelyn perusteet Välikoe.5.4 Heikki Huttunen Tentissä ja välikokeessa saa käyttää vain tiedekunnan laskinta. Tenttikysymyksiä ei tarvitse palauttaa. Sivuilla -3 on. Sivuilla 4-5 on. Sivulla 6 on kaavakokoelma. Vastaa vain jompaan kumpaan kokeeseen, ei molempiin eikä sekaisin. Vastaa konseptille, ja kirjoita ensimmäiselle sivulle ylös isolla sana tai. Jos olet suorittanut pakolliset harjoitukset aikaisemmin kuin tänä vuonna, merkitse paperin alkuun milloin (kevät/kesä/syksy/vuosi). Ovatko seuraavat väitteet tosia vai epätosia? Ei perusteluja, pelkkä tosi / epätosi. Oikea vastaus p, väärä vastaus - p, ei vastausta p. (a) Takaisinlevitysmenetelmä (engl. backpropagation) on hermoverkkojen opetuksessa käytetty algoritmi. (b) Ns. circular buffering -tekniikkaa käytetään ohjelmistojen toteutuksessa signaaliprosessoreille. (c) Näytteenottotaajuuden nostaminen ennen nollannen asteen pitopiirin käyttöä helpottaa D/A-muunnosta seuraavan analogisen alipäästösuotimen suunnittelua. (d) Bilineaarimuunnosta käytetään IIR-suodinten suunnittelussa. (e) Näytteenottotaajuus muunnetaan,5-kertaiseksi desimoimalla se ensin puoleen ja interpoloimalla sen jälkeen kolminkertaiseksi. (f) Desimoinnin yhteydessä tavattu N -operaatio lisää N nollaa jokaisen kahden peräkkäisen näytteen väliin.. (a) Täydennä oheisen lohkokaavio niin, että se esittää toisen asteen kohinanmuokkainta. x(n) w(n) Kvanti y(n) L H(z) + sointi Interpolointi D/A (b) Alla oleva kuva esittää opetusdataa, jossa on kaksi luokkaa: "neliöt" ( ) ja "tähdet" ( ). Kumpaan luokkaan -nearest neighbor (-NN) -luokittelija sijoittaa pisteen (.7, )? Perustele. (c) Entä 3-NN-luokittelija? Perustele.

3 (.3,.8) (.3,.6) (.5,.4) (.4,.7) (.5,.) (,.) (.5, ) (.,.9) (.3,.7) (.8,.5) (.3,.9) (.3,.9) (.,.) (.,.8) (.4,.5) (.5,.5) (.3,.8) (.,.5) (.3,.5) (.8,.3) 3.5.5.5.5.5 3. Matlabin funktiolla suunnitellaan IIR-suodin, ja saadaan vektorit a = [.49,.98,.49] ja b = [.,.69,.9]. Nythän a kuvaa siirtofunktion osoittajan kertoimia ja b nimittäjän. Kirjoita (konseptille) puuttuva C-kielinen rivi, joka toteuttaa suotimen alla olevassa yksinkertaistetussa koodirungossa: while (!finished) { x[n] = ReadInput (); } y[n] = WriteOutput (y[n]); n = n + ; 4. Signaalin näytteenottotaajuus on 48 Hz ja se halutaan tallentaa laitteelle, jonka näytteenottotaajuus on 6 Hz. Signaalin olennaisin informaatio on taajuuskaistalla 5 Hz, joka tulee säilyttää sellaisenaan ilman vaimennusta. Desimointi halutaan toteuttaa mahdollisimman tehokkaasti, joten kaikki usean vaiheen toteutukset on tutkittava. (a) Piirrä mahdollisten toteutusten lohkokaaviot. (p) (b) Suotimet suunnitellaan Hamming-ikkunalla, jolloin N = 3.3/ f. Laske kerrointen yhteismäärät eri toteutuksissa. (p) (c) Laske montako kertolaskua sekunnissa eri toteutukset tarvitsevat. Mikä on tehokkain toteutus? (p)

5. (a) Suunniteltaessa lineaarista luokittelijaa kaksiulotteiselle datalle (ks. kuva alla) saadaan opetusdatasta kahden luokan kovarianssimatriiseiksi ja keskiarvoiksi seuraavat: cov = µ = ( ). cov.. = ( ) ( ) 7 µ = Laske projektiosuoran määräävä vektori w. (3p) ( 3 ) (b) Projektiosuoran lisäksi tarvitaan kynnysarvo c, joka kumpaan luokkaan näyte kuuluu. Helpoin tapa valita c on projisoida luokkien massakeskipisteet vektorille w ja ottaa niiden keskiarvo. Laske c. (p) (c) Kuuluuko näyte x = ( 3, ) T luokkaan vai? (p) 6 5 Luokka 4 Luokka 3 3 8 6 4

SGN- Signaalinkäsittelyn perusteet Tentti.5.4 Heikki Huttunen. Ovatko seuraavat väittämät tosia vai epätosia? (Perusteluja ei tarvita. Oikea vastaus: p, väärä: p, ei vastausta p.) Pistemäärä pyöristetään ylöspäin lähimpään kokonaislukuun. (a) Suotimen stabiilius tarkistetaan selvittämällä ovatko sen siirtofunktion nollien itseisarvot pienempiä kuin yksi. (b) Vaihevasteen lineaarisuus takaa, että signaalin kaikki taajuudet viivästyvät yhtä monta sekuntia. (c) Jatkuva-aikaisen signaalin suurin taajuus on 3Hz. Se pystytään rekonstruoimaan näytteidensä avulla jos näytteenottotaajuus on 5Hz. (d) FIR-suotimen siirtofunktio voidaan aina päätellä sen impulssivasteesta. (e) Näytteenottotaajuuden nostaminen ennen nollannen asteen pitopiirin käyttöä helpottaa ZOH:ta seuraavan analogisen alipäästösuotimen suunnittelua. (f) Desimoinnin yhteydessä tavattu N -operaatio lisää N nollaa jokaisen kahden peräkkäisen näytteen väliin.. (a) Laske vektorin x = [,,, ] T diskreetti Fourier-muunnos. (p) (b) Kuvassa on kaksi napa-nollakuviota. Kumpi on FIR-suotimen ja kumpi IIRsuotimen napa-nollakuvio? Millä perusteella? (p).5 Suotimen napa nollakuvio.5 Suotimen napa nollakuvio.5.5 Imaginaariosa Imaginaariosa 5.5.5.5.5.5.5.5 Reaaliosa.5.5.5.5.5 Reaaliosa Kuva : Tehtävien b ja c suodinten napa-nollakuviot.

(c) Täydennä oheisen kuvan lohkokaavio niin, että se esittää toisen asteen kohinanmuokkainta. (p) x(n) w(n) Kvanti y(n) L H(z) + sointi Interpolointi D/A 3. Oletetaan, että kausaalisen LTI-järjestelmän heräte x(n) ja vaste y(n) toteuttavat seuraavan differenssiyhtälön: y(n) = y(n ) y(n ) + x(n) x(n ) + x(n ). (a) Määritä järjestelmän siirtofunktio H(z). (b) Piirrä napa-nollakuvio. (c) Onko järjestelmä stabiili? Miksi / miksi ei? 4. Signaalin näytteenottotaajuus on 48 Hz ja se halutaan tallentaa laitteelle, jonka näytteenottotaajuus on 6 Hz. Signaalin olennaisin informaatio on taajuuskaistalla 5 Hz, joka tulee säilyttää sellaisenaan ilman vaimennusta. Desimointi halutaan toteuttaa mahdollisimman tehokkaasti, joten kaikki usean vaiheen toteutukset on tutkittava. (a) Piirrä mahdollisten toteutusten lohkokaaviot. (p) (b) Suotimet suunnitellaan Hamming-ikkunalla, jolloin N = 3.3/ f. Laske kerrointen yhteismäärät eri toteutuksissa. (p) (c) Laske montako kertolaskua sekunnissa eri toteutukset tarvitsevat. Mikä on tehokkain toteutus? (p) 5. Tarkastellaan alla olevan kuvan mukaista kolmesta lohkosta koostuvaa järjestelmää. Lohkojen siirtofunktiot ovat H (z) = + 3z H (z) = z H 3 (z) = + z z. Mikä on kokonaisuuden (x(n) y(n)) siirtofunktio? H (z) H (z) x(n) y(n) H 3 (z)

Joitakin aiheeseen ehkä liittyviä Wikipedia-sivuja