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FONDAMENTI DI ELABORAZIONE DI DATI E SEGNALI BIOMEDICI

CODICE 80220
ANNO ACCADEMICO 2020/2021
CFU
  • 9 cfu al 3° anno di 8713 INGEGNERIA BIOMEDICA (L-8) - GENOVA
  • SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE ING-INF/06
    LINGUA Italiano
    SEDE
  • GENOVA
  • PERIODO 1° Semestre
    MATERIALE DIDATTICO AULAWEB

    PRESENTAZIONE

    L'elaborazione numerica dei segnali digitali è una disciplina molto vasta con appliazioni in differenti domini quali ad sempio comunicazioni, eplorazioni spaziali e medicina. L'elaborazione dei segnali digitali si occupa principalmente della rappresentazione, trasformazione e manipolazione dei segnali e delle informazioni in essi contenute. 

    OBIETTIVI E CONTENUTI

    OBIETTIVI FORMATIVI

    L'insegnamento ha l'obiettivo di fornire le conoscenze di base sulle metodologie per il trattamento e l'elaborazione numerica di dati e segnali in campo biomedico, in vista di possibili applicazioni cliniche.

    OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

    L’insegnamento si propone di fornire strumenti teorici e pratici per il trattamento di dati e segnali biomedici. Le tecniche di trattamento (numerico) del segnale sono finalizzate alla sua caratterizzazione e all’estrazione delle sue proprietà caratteristiche. L’obiettivo primario è quello di instillare la sensibilità sull’importanza delle tecniche di elaborazione del segnale e di analisi statistica dei dati quali strumenti operativi per un ingegnere biomedico. L’esercizio di tali tecniche è finalizzato a sviluppare le capacità dell’allievo bioingegnere nell’applicare operativamente i concetti appresi a problematiche di interesse medico-biologico.

    PREREQUISITI

    Conoscere gli elementi fondamentali di comunicaizoni elettriche, dell'analisi di sistemi (Laplace, Fourier), e della statistica descrittiva (istogramma, media, varianza etc.)

    MODALITA' DIDATTICHE

    Lezioni ed esercizi in aula. Esercitazioni in MATLAB da svolgere autonomamente durante il semestre e da consegnare tramite Aulaweb.

    PROGRAMMA/CONTENUTO

    Elaborazione di segnali

    • Segnali deteministici a tempo discreto: richiami sul campionamento di segnali a tempo continuo. Rappresentazione di sequenze numeriche. Caratterizzazione energetica. Trasformata di Fourier discreta (DTFT e DFT).
    • Sistemi a tempo discreto: equazioni lineari alle differenze a coefficienti costanti. Convoluzione numerica. Trasformata Z. Sistemi FIR e IIR e la loro implementazione. Uso di grafi di flusso e matrici per la rappresentazione dei filtri numerici. Tecniche di progetto di filtri numerici. Calcolo della trasformata di Fourier discreta (FFT).
    • Segnali aleatori a tempo discreto: richiami sui processi stocastici. Principi fondamentali di teoria della stima. Stima dell’autocovarianza e dello spettro di potenza.

    Elaborazione dati

    Statistica descrittiva e inferenziale. Elementi di calcolo delle probabilità. Stime e test. Test di Student. Analisi della varianza. Errori di prima e seconda specie. Intervalli di confidenza. Statistica discreta. Regressione lineare.

    TESTI/BIBLIOGRAFIA

    Materiale distribuito e note disponibili su Aulaweb.

    • Oppenheim A.V.,  Schafer R.W. Discrete-time signal processing. 3rd Edition. Pearson New International Edition.
    • G. Filatrella, P. Romano Elaborazione statistica dei dati sperimentali, EDISES.
    • T. Vargiolu, Elementi di probabilità e statistica, CLEUP.

    DOCENTI E COMMISSIONI

    Commissione d'esame

    MARCO MASSIMO FATO (Presidente)

    VITTORIO SANGUINETI

    GABRIELE ARNULFO (Presidente Supplente)

    LEZIONI

    Orari delle lezioni

    L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile su EasyAcademy.

    ESAMI

    MODALITA' D'ESAME

    Prova scritta con esercizi e domande aperte sul programma svolto a lezione. Prova orale con discussione della prova scritta e valutazione delle esercitazioni.

    MODALITA' DI ACCERTAMENTO

    • Conoscenza dei principali strumenti per il trattamento e l'elaborazione e l’analisi di dati e segnali.
    • Capacità  di  realizzare  moduli software per l'elaborazione numerica di segnali e dati biomedici.
    • Conoscenze di base necessarie per affrontare e approfondire tematiche avanzate e innovative sull’argomento.

    Calendario appelli

    Data Ora Luogo Tipologia Note
    20/01/2021 14:00 GENOVA Scritto
    15/02/2021 14:00 GENOVA Scritto
    22/06/2021 14:00 GENOVA Scritto
    14/07/2021 14:00 GENOVA Scritto
    06/09/2021 14:00 GENOVA Scritto