Digitaalisen signaalinkäsittelyn perusteet (3 op)

Tavoitteet

Opintojakson suoritettuaan opiskelija tuntee digitaalisten signaalien yleiset ominaisuudet ja digitaalisen signaalinkäsittelyn perusmenetelmät, sekä hallitsee diskreettiaikaisten systeemien perusteet . Lisäksi opiskelija oppii hyödyntämään signaalinkäsittelyä käytännössä. Opintojakson jälkeen opiskelija kykenee 1) tarkastelemaan digitaalisia signaaleja aika- ja taajuustasossa, 2) luomaan ja tulkitsemaan spektriesityksiä, 3) sekä soveltamaan opittuja menetelmiä yksinkertaisten digitaalisten suodattimien suunnittelussa ja toteuttamisessa.

Sisältö

- Signaalien kuvaaminen ja ominaisuudet
- Yleiset tilastolliset tunnusluvut
- Diskreetti Fourier-muunnos
- Signaalin spektri
- Diskreettiaikaiset systeemit
- Diskreetti konvoluutio
- Digitaaliset suodattimet
- Digitaalisen signaalinkäsittelyn soveltaminen käytäntöön
-Octave-ohjelman hyödyntäminen signaalinkäsittelyssä

Aika ja paikka

Ohjaustuokiot (2 h) lukujärjestyksen mukaisesti kerran viikossa

Oppimateriaalit

Opettajan osoittama oppimateriaali.

Opetusmenetelmät

Verkko-opetus 2h/viikko lukujärjestyksen mukaisesti. Verkko-opetukseen osallistuminen vapaaehtoista. Ohjaustuokiot tallennetaan myöhempää katselua varten.

Lisäksi
- Reppu-alueelta löytyvät luentotallenteet: teoria, laskutehtävät ja ohjelmointiharjoitukset
- Kunkin temaattisen osion lopusta löytyvät minitentit (pakollisia, mutta ei vaikutusta arvosanaan)
- Vapaaehtoiset lisätehtävät, joista tarjolla lisäpisteitä lopputenttiin (painoarvo kokonaisarvosanassa 30 %)
- Laaja harjoitustyö (painoarvo kokonaisarvosanassa 70 %)

Tenttien ajankohdat ja uusintamahdollisuudet

Itsenäisesti suoritettava Reppu-tentti. Alustava ajankohta viikot 10-15.
Harjoitustyön palautuksen takaraja 30.4.2025

Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus

Laskennallisesti 3 x 27 h = 81 tuntia.

Sisällön jaksotus

Tarkka etenemissuunnitelma esitelllään opintojakson aloitusluennolla ja on löydettävissä Repusta. Sisältöalueet:
-Signaalien kuvaaminen ja ominaisuudet
-Kompleksiluvut
-Diskreetti Fourier-muunnos
-Signaalien spektri
-Diskreettiaikaiset systeemit
-Diskreetti konvoluutio
-Digitaaliset suodattimet
-Digitaalisen signaalinkäsittelyn menetelmien soveltaminen käytäntöön

Lisätietoja opiskelijoille

Opintojakso on suoritettavissa itsenäisesti Repusta löytyvän materiaalin avulla.

Arviointiasteikko

0 - 5

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Opiskelija osaa sujuvasti hyödyntää digitaalista signaalinkäsittelyä käytännön signaalien analysoinnissa ja kykenee suunnittelemaan tarkoituksenmukaisia digitaalisia suodattimia. Lisäksi opiskelija hallitsee systeemien kuvauksen ja teorian.

Arviointikriteerit, hyvä (3)

Opiskelija tuntee digitaalisen signaalinkäsittelyn perusmenetelmät ja systeemien teoriaa sekä osaa muodostaa signaalin spektrin ja toteuttaa yksinkertaisia digitaalisia suodattimia.

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)

Opiskelija tuntee digitaalisen signaalinkäsittelyn perusteet ja hallitsee signaalin spektrin muodostamisen.

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Kaikki minitentit suoritettava hyväksytysti (eivät vaikuta arvosanaan)
Lopputentti arvioidaan asteikolla 0-5, painoarvo kokonaisarvosanassa 30 %
Harjoitustyö arvioidaan asteikolla 0-5, painoarvo kokonaisarvosanassa 70 %

Lopputentti suoritetaan itsenäisesti
Harjoitustyön saa suorittaa yksin tai parin kanssa

Esitietovaatimukset

Kevään 2026 toteutuksesta alkaen:
- Python-ohjelmointi
- Datatieteen matematiikka 1 ja 2