PRESENTAZIONE

Il corso di Digital Signal and Image Processing introduce i principi fondamentali dell’analisi e dell’elaborazione digitale dei segnali, fornendo gli strumenti teorici e pratici necessari per la rappresentazione, l’analisi e il trattamento di segnali mono-dimensionali nel dominio del tempo, dello spazio e della frequenza.

Una parte iniziale del corso è dedicata al richiamo e al consolidamento di concetti fondamentali di analisi matematica, algebra lineare e probabilità, indispensabili per la comprensione dei modelli e delle metodologie utilizzati nell’elaborazione dei segnali. 

Le lezioni teoriche sono integrate da attività di laboratorio guidato, finalizzate all’applicazione pratica dei concetti presentati e all'acquisizione di familiarità con strumenti software per l’analisi e l’elaborazione dei segnali.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Lo scopo dell’insegnamento è introdurre gli strumenti di base per l’analisi di segnali unidimensionali, sia nel dominio temporale/spaziale sia nel dominio delle frequenze.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

L’insegnamento fornisce le basi teoriche e metodologiche dell’elaborazione digitale di segnali, introducendo gli strumenti matematici necessari per la loro rappresentazione, analisi e trattamento nei domini del tempo, dello spazio e della frequenza. Particolare attenzione è dedicata alla comprensione dei concetti fondamentali del Digital Signal Processing e alla loro applicazione mediante strumenti computazionali.

Al termine dell’insegnamento, lo studente sarà in grado di:

• comprendere e utilizzare correttamente la terminologia e i concetti fondamentali dell’elaborazione digitale di segnali;

• descrivere i principali modelli e strumenti matematici impiegati per l’analisi di segnali;

• applicare le tecniche fondamentali di elaborazione nei domini del tempo, dello spazio e della frequenza;

• interpretare e confrontare i risultati ottenuti mediante diverse metodologie di analisi ed elaborazione;

• implementare e utilizzare strumenti computazionali per l’analisi e il trattamento di segnali digitali.

PREREQUISITI

Sono richieste conoscenze di base di analisi matematica, algebra lineare, probabilità e statistica, numeri complessi e programmazione. È richiesta la capacità di sviluppare semplici programmi e una familiarità di base con gli strumenti di calcolo numerico.

MODALITA' DIDATTICHE

L’insegnamento prevede lezioni frontali, attività di laboratorio e compiti individuali. Le attività pratiche e gli esercizi assegnati consentono agli studenti di approfondire e applicare gli argomenti trattati durante il corso.

Gli studenti con certificazioni valide per Disturbi Specifici dell’Apprendimento (DSA), per disabilità o altri bisogni educativi sono invitati a contattare il docente e il referente di Scuola per la disabilità all’inizio dell’insegnamento per concordare eventuali modalità didattiche che, nel rispetto degli obiettivi dell’insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali. 

I contatti del referente di Scuola per la disabilità sono disponibili al seguente link https://unige.it/commissioni/comitatoperlinclusionedeglistudenticondisabilita.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Il corso copre i principali strumenti teorici e computazionali per l’analisi e l’elaborazione di segnali mono-dimensionali nei domini del tempo, dello spazio e della frequenza.

Gli argomenti trattati includono:

• richiami di analisi matematica, algebra lineare e probabilità utili all’elaborazione dei segnali;

• rappresentazione e analisi di segnali e sistemi;

• serie e trasformata di Fourier;

• sistemi lineari e convoluzione;

• filtraggio nel dominio del tempo e della frequenza;

• filtro di Kalman e metodi di stima per segnali dinamici;

• analisi multirisoluzione e trasformata wavelet;

• frames e rappresentazioni ridondanti dei segnali;

• introduzione alla rappresentazione sparsa dei segnali e al dictionary learning;

• esempi e applicazioni dell’elaborazione digitale dei segnali.

Le attività di laboratorio prevedono l’implementazione e la sperimentazione pratica delle metodologie presentate durante il corso mediante strumenti pacchetti Python dedicati.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Note, letture e slide fornite dai docenti (Aulaweb) Digital Signal Processing

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

https://easyacademy.unige.it/portalestudenti/index.php?view=easycourse&_lang=it&include=corso

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L’esame consiste nello sviluppo di un progetto su un argomento del corso scelto da una lista proposta dal docente e in una prova orale. Durante il colloquio saranno discussi sia gli aspetti teorici trattati nell’insegnamento sia il progetto e gli elaborati sviluppati e consegnati nel corso delle attività didattiche.

Indicazioni per studenti con certificazione di DSA, di disabilità o di altri bisogni educativi speciali sono disponibili a partire da https://corsi.unige.it/corsi/11964/studenti-disabilita-dsa

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito una buona comprensione dei concetti fondamentali dell’elaborazione digitale dei segnali e di saper applicare gli strumenti matematici e computazionali presentati durante il corso.

La valutazione si baserà sul progetto sviluppato e sulla prova orale. Saranno oggetto di valutazione la comprensione degli aspetti teorici, la capacità di applicare le metodologie studiate, la qualità del lavoro svolto e la capacità di discutere criticamente i risultati ottenuti.

ALTRE INFORMAZIONI

Per ulteriori informazioni, consultare il modulo Aulaweb dell'insegnamento o contattare il docente.

Gli studenti con certificazioni valide per Disturbi Specifici dell’Apprendimento (DSA) possono richiedere adattamenti in sede d'esame, con almeno 7 giorni di anticipo rispetto alla data dell’esame, compilando il "modulo richieste adattamenti" (dai servizi online https://modulionline.unige.it/richiesta-adattamenti#no-back) che verrà inviato in automatico dal sistema al/alla docente responsabile dell’insegnamento e al/alla docente referente per gli studenti con disabilità e con DSA della propria Scuola/Area. 

Lo studente riceverà una copia della sua richiesta.