L'insegnamento ha lo scopo di introdurre i concetti base dei segnali, di presentare i principi fondamentali ed i metodi per l’analisi e l’elaborazione dei segnali mediante sistemi tempo discreti.

01 Introduzione alla elaborazione dei segnali
01.01 Caratterizzazione e classificazione dei segnali
01.02 Vantaggi e svantaggi della elaborazione numerica dei segnali

02 Segnali a tempo discreto nel dominio del tempo
02.01 Rappresentazione dei segnali nel dominio del tempo
02.02 Operazioni sulle sequenze
02.03 Classificazione delle sequenze
02.04 Energia e potenza media di segnali a tempo discreto
02.05 Sequenze elementari
02.06 Sequenze complesse e sinusoidi a tempo discreto

03 Sistemi a tempo discreto
03.01 Proprietà dei sistemi a tempo discreto 
03.02 Esempi di semplici sistemi
03.03 Sistemi LTI
03.04 Risposta impulsiva e somma di convoluzione
03.05 Equazioni alle differenze

04 Segnali a tempo discreto nel dominio della frequenza
04.01 Trasformata di Fourier a tempo discreto (DTFT)
04.02 DTFT notevoli
04.03 Proprietà della DTFT
04.04 Teorema della convoluzione
04.05 Teorema di Parseval
04.06 Risposta in frequenza dei sistemi LTI
04.07 Ritardo di fase e di gruppo

05 Campionamento e quantizzazione
05.01 Campionamento ideale dei segnali a tempo continuo
05.02 Il teorema del campionamento
05.03 Fenomeno dell’aliasing
05.04 Ricostruzione del segnale
05.05 Quantizzazione ed errore di quantizzazione

06 Trasformata di Fourier discreta
06.01 Definizione della trasformata di Fourier discreta (DFT)
06.02 Relazione tra DTFT e DFT
06.03 Valutazione della DTFT su frequenze discrete tramite la DFT (zero-padding)
06.04 Proprietà della trasformata DFT
06.05 Convoluzione lineare e convoluzione circolare
06.06 Analisi di sistemi LTI mediante DFT
06.07 Fast Fourier Transform (FFT)

07 Trasformata Z
07.01 Definizione della trasformata Z
07.02 Relazione tra DTFT e trasformata Z
07.03 Analisi della regione di convergenza
07.04 Diagramma poli-zeri
07.05 Effetto della presenza di un polo/zero sul modulo della trasformata Z 
07.05 Proprietà della trasformata Z
07.06 Trasformata Z inversa
07.07 Analisi dei sistemi LTI mediante trasformata Z: funzione di trasferimento, stabilità e  causalità

08 Sistemi LTI a tempo discreto nel dominio della frequenza
08.01 Filtri ideali
08.02 Caratteristiche dei filtri reali
08.03 Filtri FIR
08.04 Esempi di semplici filtri FIR
08.05 Filtri FIR a fase lineare
08.06 Filtri a fase zero
08.07 Filtri IIR
08.08 Progettazione di filtri IIR tramite collocamento diretto di poli e zeri
08.09 Filtri a pettine
08.10 Filtri passa-tutto
08.11 Funzioni di trasferimento a fase minima e fase massima
08.12 Sistema inverso
08.13 Progettazione di filtri FIR tramite il metodo delle finestre

09 Laboratorio
09.01 Introduzione al linguaggio Python
09.02 Implementazione di algoritmi di elaborazione dei segnali usando il Python

Per quanto non vi siano propedeuticità obbligatorie si suggerisce vivamente di sostenere l'esame di questo insegnamento solo dopo gli esami di Logica, Algebra e Geometria, Analisi Matematica 1 e 2.

Conoscenza e comprensione:

Lo studente al termine dell'insegnamento acquisirà le conoscenze fondamentali per l’analisi dei segnali, saprà come i segnali possono essere elaborati mediante filtri digitali, conoscerà le principali strutture filtranti digitali nonché acquisterà la capacità di comprendere i principi ed i metodi di elaborazione che stanno alla base di un qualunque sistema per il trattamento dei segnali.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione:

Lo studente acquisirà le metodologie proprie della Elaborazione dei Segnali e sarà in grado di applicarle per il trattamento di segnali. In particolare sarà in grado di analizzare segnali, di elaborarli medianti filtri digitali e avrà la capacità di progettare diverse tipologie di filtri per l’elaborazione dei segnali. La capacità di applicare queste tecniche verrà sviluppata ed affinata nelle esercitazioni di laboratorio dove verranno analizzati ed elaborati segnali audio.

Autonomia di giudizio:

Lo studente  sarà in grado di applicare la metodologia dell’elaborazione dei segnali per la comprensione e la risoluzione di nuovi problemi riguardanti  l’analisi o l’elaborazione di segnali. Le discussioni critiche in aula e le esercitazioni serviranno a stimolare e sviluppare l’autonomia di giudizio dello studente.

Abilità comunicative:

Lo studente  acquisirà la capacità di esprimere i concetti fondamentali dell’elaborazione dei segnali con terminologia appropriata e rigorosa. Imparerà a descrivere i problemi inerenti all’analisi e all’elaborazione di segnali e le metodologie adottate per la loro soluzione.

Capacità di apprendimento:

Lo studente  acquisirà la capacità di studiare ed apprendere nuove tecniche per l’analisi e l’elaborazione di segnali in modo da poter sviluppare autonomamente soluzioni per nuove problematiche inerenti al trattamento dei segnali.

Il materiale didattico predisposto dalla/dal docente in aggiunta ai testi consigliati (come ad esempio diapositive, dispense, esercizi, bibliografia) e le comunicazioni della/del docente specifiche per l'insegnamento sono reperibili all'interno della piattaforma Moodle › blended.uniurb.it

Modalità didattiche

Lezioni frontali ed esercitazioni in laboratorio

Obblighi

Sebbene fortemente consigliata, la frequenza non è obbligatoria.

Testi di studio

S. Mitra, "Digital signal processing", McGraw-Hill, 2001, 2011.

A. V. Hoppenheim e R. W. Schafer, "Discrete-time signal processing", Prentice Hall, 2010.

M. Laddomada e M. Mondin, “Elaborazione numerica dei segnali”, Prentice Hall, 2007.

Modalità di
accertamento

Prova scritta e prova orale.

La prova scritta viene valutata in trentesimi ed è ritenuta sufficiente se il relativo voto, che rimane valido per l'intero a.a., è di almeno 15/30. La prova orale, che può essere sostenuta solo previo superamento della prova scritta, si compone di domande aperte e comporta un aggiustamento per eccesso o per difetto del voto della prova scritta, determinando così il voto finale. La valutazione della prova orale considera le conoscenze acquisite, la comprensione della materia, e la capacità di presentare in modo rigoroso l'argomento trattato.

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.

Modalità didattiche

Come per frequentanti.

Obblighi

Come per frequentanti.

Testi di studio

Come per frequentanti.

Modalità di
accertamento

Come per frequentanti.

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.