F7PMIAS2 - Analýza signálu II.

Korelační, spektrální a koherenční analýza. Lineární predikce a autoregresní (vyhlazená) spektra. Segmentace signálu. Extrakce popisných příznaků. Mnohakanálové signály. Detekce artefaktů a významných vzorů. Spektrální výkonová hustota, spektrální kulisy. Vizualizace v časové a frekvenční oblasti. Cvičení jsou zaměřena na praktické zvládnutí moderních metod analýzy a zpracování biologických signálů.

Aktuální informace k obsahu předmětu: http://neuro.ciirc.cvut.cz/vyuka/asii/

Požadavky na zápočet:

Podmínkou zápočtu je získání alespoň 50% bodů z každé úlohy, které jsou zadávány postupně v průběhu semestru. Celkový počet úloh je 5. Úlohy prověří teoretické znalosti i jejich praktické uplatnění při zpracování signálu.

Průběh (forma) zkoušky:

Zkouška písemnou formou, která se skládá z převážně teoretických a početních úloh v rozsahu odpřednášené látky s možností ústního dozkoušení.

Požadavky na studenty:

Předmět je rozdělen do 7 dvoutýdenních bloků. Každý blok má na starosti jeden z vyučujících. Každý z bloků obsahuje přednášky, v některých blocích bude zadána úloha. Zbývající čas poslouží na řešení úloh. Povinnou podmínkou pro splnění předmětu je vypracování všech úloh. Studenti mohou být na konci předmětu vyzváni, aby odprezentovali řešení vybraných úloh. Předpokládá se alespoň základní znalost prostředí Matlab, případně Python.

1. Biologické signály, jejich vznik a charakteristiky

2. Signály srdce I. (EKG, PKG, A-EGM)

3. Signály srdce II.(HRV, fHR, KTG)

4. Signály srdce III. (BSPM, modely srdce)

5. Mozek a jeho funkce, neurozobrazovací metody

6. Signály mozky I. - (sběr dat, spektrální analýza, digitální filtrace, brain mapping)

7. Signály mozku II - (segmentace signálu, extrakce příznaků, artefakty v signálech)

8. Signály mozku III - (spánkové, novorozenecké komatózní záznamy, PSG)

9. Analýza hlavních a nezávislých komponent (PCA, ICA)

10. Korelační a koherenční analýza

11. Nelineární analýza signálu

12. Učící se klasifikátory, shluková analýza, využití na reálných signálech

13. Úvod do teorie neuronových sítí

14. Aktuální trendy v analýze signálu

Cvičení jsou zaměřena na praktické zvládnutí moderních metod analýzy a zpracování biologických signálů.

1. Biologické signály, jejich vznik a charakteristiky

2. Signály srdce I. (EKG, PKG, A-EGM)

3. Signály srdce II.(HRV, fHR, KTG)

4. Signály srdce III. (BSPM, modely srdce)

5. Mozek a jeho funkce, neurozobrazovací metody

6. Signály mozky I. - (sběr dat, spektrální analýza, digitální filtrace, brain mapping)

7. Signály mozku II - (segmentace signálu, extrakce příznaků, artefakty v signálech)

8. Signály mozku III - (spánkové, novorozenecké komatózní záznamy, PSG)

9. Analýza hlavních a nezávislých komponent (PCA, ICA)

10. Korelační a koherenční analýza

11. Nelineární analýza signálu

12. Učící se klasifikátory, shluková analýza, využití na reálných signálech

13. Úvod do teorie neuronových sítí

14. Aktuální trendy v analýze signálu

Povinná literatura:

[1]KRAJČA, Vladimír a Jitka MOHYLOVÁ. Číslicové zpracování neurofyziologických signálů. V Praze: České vysoké učení technické, 2011. ISBN 978-80-01-04721-7.

[2]MOHYLOVÁ J., Krajča, V.: Zpracování biologických signálů, VŠB-TU, Ostrava, 2007, ISBN 978-80-248-1491-9

[3]SOVKA, Pavel a Petr POLLÁK. Vybrané metody číslicového zpracování signálů. Praha: Vydavatelství ČVUT, 2001. ISBN 80-01-02416-4.

Doporučená literatura:

[4]RANGAYYAN, Rangaraj M. Biomedical signal analysis. Second edition. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, 2015. ISBN 978-0470911396.

• Navazující magisterská studijní specializace Asistivní technologie (povinný předmět)
• Navazující magisterská studijní specializace Softwarové technologie (povinný předmět)
• Navazující magisterská studijní specializace Nanotechnologie (povinný předmět)