Tratamiento de Señales
(Curso Académico 2021 - 2022)

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• IP4 - Conocimiento y capacidades para proyectar y diseñar instalaciones eléctricas y de fluidos, iluminación, climatización y ventilación, ahorro y eficiencia energética, acústica, comunicaciones, domótica y edificios inteligentes e instalaciones de seguridad
• IP6 - Conocimientos y capacidades para realizar verificación y control de instalaciones, procesos y productos.
• IP7 - Conocimientos y capacidades para realizar certificaciones, auditorías, verificaciones, ensayos e informes.

• TI7 - Capacidad para diseñar sistemas electrónicos y de instrumentación industrial.

• IE2 - Comprender los diferentes aspectos relacionados con el tratamiento de señales e imágenes, así como ser capaz de seleccionar las técnicas de procesado a aplicar para lograr un objetivo determinado.

• CG12 - Conocimiento, comprensión y capacidad para aplicar la legislación necesaria en el ejercicio de la profesión de Ingeniero Industrial.

• CB6 - Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.
• CB7 - Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio
• CB8 - Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios.
• CB9 - Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades
• CB10 - Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.

- Profesor de teoría: José Gil Marichal Hernández
- Temas:
Introducción. Definiciones básicas de señales.
Sinusoides discretas: Aliasing, frecuencias armónicas, aperiodicidad
Señales y vectores. Espacios. Normas. Ortogonalidad. Desigualdad de Cauchy-Schwarz.
Transformadas de dominio y bases generadoras. Transformada discreta de Fourier.
Propiedades de la DFT. Resolución y zero-padding. Leakage. Transformada corta: STFT.
Transformada rápida de Fourier. Algoritmo radix-2. Variantes.
Sistemas. Linealidad e invarianza en el tiempo. Matrices de Toeplitz y circulantes.
Respuesta impulsiva. Convolución y sus propiedades. Convolución circular mediante FFT.
Estabilidad BIBO.
Autovalores y autovectores de los S. LTI. Diagonalización y relación con la DFT.
DTFT y transformada Z. Estabilidad y región de convergencia. Polos y ceros. Función de transferencia racional.
Filtros digitales: tipos, IIR vs FIR. Distorsión de fase y retardo de grupo.
Filtros IIR: Butterworth, Chebyshev I y II, Cauer. Filtros resonador y supresor.
Filtros FIR: ventanas, Parks-MacLellan.
Filtros inversos, adaptados, bilateral y bilateral cruzado.
Esquemas de modulación digital y filtros.
Cambios de tasa de muestreo. Aliasing digital. Interpolación y decimación. Filtros polifásicos.
Bases ortogonales para compresión: DCT y Wavelet.
Compactación de energía y compresión perceptual. El formato JPEG y el JPEG2000.
Compresión en video: características de H.264 y H.265.

Profesores de prácticas: Jose Gil Marichal Hernández y Fernando Luis Rosa González
Práctica 1: Introducción Python.
Práctica 2: DFT
Práctica 3: STFT
Práctica 4: FFT 1D y 2D
Práctica 5: Convolución lineal, circular y rápida
Práctica 6: Convolución 2D. Extensión simétrica.
Práctica 7: Filtros IIR
Práctica 8: Filtros FIR
Práctica 9: Demodulación digital y filtros (I)
Práctica 10: Demodulación digital y filtros (II)
Práctica 11: Interpolación y decimación de imágenes. Transformaciones de coordenadas de imagen
Práctica 12: Wavelet y filtrado perceptual

En la asignatura se utilizará bibliografía y documentación en inglés (especificaciones de uso de equipos y librerías, manuales y estándares), cuyo uso es necesario para el desarrollo de las actividades formativas de la asignatura.

En general, la docencia corresponderá a un modelo de presencialidad adaptada a  especiales condiciones sanitarias que imponen el distanciamiento físico establecidas por el Ministerio de Sanidad. En este sentido, la impartición de las clases teóricas y prácticas en el aula, además de impartirse de manera presencial a los distintos grupos para que  de manera coordinada puedan asistir a dichas actividades presenciales, también se impartirán de manera virtual mediante streaming o clases en línea al resto de estudiantes.
Observaciones: debido a la utilización del modelo de docencia presencial adaptada, en la que se requiere por parte del alumnado el seguimiento de manera virtual o no presencial de parte de la docencia, requiere que dicho alumnado disponga de un ordenador personal o dispositivo similar con acceso a internet, cámara, sonido y micrófono. En cualquier caso, dado el limitado número de alumnos, las prácticas se realizarán de manera presencial.

La asignatura presenta un enfoque práctico, "hands-on", de tratamiento de señales.
La metodología seguida está basada en el aprendizaje por módulos de objetivos. En ese sentido, el contenido de la materia esta dividido en cuatro grandes epígrafes teóricos y en torno a ellos se desarrollan doce prácticas que se presentarán secuencialmente.
Las clases teóricas aportarán los conocimientos fundamentales sobre los que se apoyan las clases prácticas de laboratorio (12 horas). Éstas permitirán ahondar en todas las competencias generales del título desarrolladas en esta signatura, especialmente en lo referente al razonamiento crítico, análisis lógico y capacidad para aplicar los conocimientos a la práctica.
Los alumnos dispondrán en el entorno virtual de la ULL de los apuntes, guía de lectura básica y complementaria.
Para las prácticas de laboratorio, los alumnos dispondrán en el mismo entorno virtual de los correspondientes manuales y guiones con suficiente antelación, con el fin de que practiquen y preparen el material antes de su puesta en común ante el profesor y resto de alumnos en las horas de laboratorio.
La metodología a seguir para atender las sesiones prácticas y su funcionamiento se expondrán en una de las primeras tutorías grupales.
Para la preparación de las prácticas (lectura de guiones y generación de código) los alumnos deben prever unas 18 horas de trabajo autónomo, a unir a las 36 que les permitirán comprender los aspectos teóricos que cubren esas prácticas.
Se destinarán 3 horas presenciales a la realización de exámenes donde se evalúe durante el transcuros del curso el aprovechamiento de las clases teóricas.

Actividades formativas	Horas presenciales	Horas de trabajo autónomo	Total horas	Relación con competencias
Clases teóricas	28,00	0,00	28,0	[CB8], [CB7], [CB6], [CG12], [IE2], [TI7], [IP7], [IP6], [IP4]
Clases prácticas (aula / sala de demostraciones / prácticas laboratorio)	12,00	0,00	12,0	[CB10], [CB9], [CB8], [CB7], [CB6], [CG12], [IE2], [TI7], [IP7], [IP6], [IP4]
Estudio/preparación de clases teóricas	0,00	36,00	36,0	[CB10], [CB9], [CB8], [CB7], [CB6], [CG12], [IE2], [TI7], [IP7], [IP6], [IP4]
Estudio/preparación de clases prácticas	0,00	18,00	18,0	[CB10], [CB9], [CB8], [CB7], [CB6], [CG12], [IE2], [TI7], [IP7], [IP6], [IP4]
Preparación de exámenes	0,00	13,50	13,5	[CB10], [CB9], [CB8], [CB7], [CB6], [CG12], [IE2], [TI7], [IP7], [IP6], [IP4]
Realización de exámenes	3,00	0,00	3,0	[CB10], [CB9], [CB8], [CB7], [CB6], [CG12], [IE2], [TI7], [IP7], [IP6], [IP4]
Asistencia a tutorías	2,00	0,00	2,0	[CB10], [CB9], [CB8], [CB7], [CB6], [CG12], [IE2], [TI7], [IP7], [IP6], [IP4]
Total horas
Total ECTS

Understanding digital signal processing / Richard G. Lyons
 

Tratamiento digital de señales / John G. Proakis, Dimitris G. Manolakis

Digital filters / R.W. Hamming

Discrete-time signal processing / Alan V. Oppenheim, Ronald W. Schafer

Sparse image and signal processing :wavelets and related geometric multiscale analysis / Jean-Luc Starck

Apuntes del profesor, disponibles en el aula virtual de la asignatura

A continuación, se recogen las consideraciones más relevantes relacionadas con la evaluación de la asignatura que se establecen en el Reglamento de Evaluación y Calificación de la Universidad de La Laguna (BOC de 19 de enero de 2016) o el que la Universidad tenga vigente, además de por lo establecido en la Memoria de Verificación inicial del título o posteriores modificaciones.

La evaluación continua de la actividad desarrollada por el alumnado se evalúa con dos tipos de prueba:
A) Pruebas de desarrollo y pruebas de respuesta corta; y
B) Pruebas de ejecución de tareas reales y/o simuladas.
Incluso en evaluación continua, estas pruebas A)+B) suponen el 50% de la calificación final, siendo el otro 50% evaluado con un examen final. En caso de evaluación alternativa, el examen final supondrá el 100% de la calificación.

La calificación, de la parte continua, se valorará de acuerdo con los siguientes criterios:
A) Pruebas de desarrollo y respuesta corta (50% de la nota de evaluación continua; 25% de la calificación final): dispuestas en 3 fechas durante el curso, y consistentes en una sección de desarrollo y otra de preguntas de respuesta corta. En cada una de esas fechas se evalúan los objetivos de aprendizaje relativos a la materia vista desde el inicio del curso o el anterior examen.
Se considerará como superada cuando se alcance un mínimo de 5 puntos sobre 10 entre las 3 pruebas (asignando como peso de cada prueba, la parte proporcional de temario que se evalúe en ellas).
B) Pruebas de ejecución de tareas reales y/o simuladas (50% de la nota de evaluación continua; 25 % de la calificación final). Al finalizar cada sesión práctica el estudiante deberá ir confeccionando una ficha o informe parcial con los resultados obtenidos que agregará a su informe final que debe entregar al final del curso. La asistencia con aprovechamiento a las actividades junto con el informe final, redactado en inglés, serán evaluados por el profesor de prácticas. Esta parte se considerará aprobada cuando el estudiante asista, y muestre aprovechamiento en, como mínimo el 75% (9 de 12) sesiones prácticas de laboratorio.
Si el estudiante no asiste o no demuestra aprovechamiento en como mínimo 9 de las 12 sesiones prácticas de laboratorio, la calificación de este apartado será de 0 puntos.

La calificación de la evaluación continua, si se supera el apartado A será la suma de las calificaciones obtenidas en A y en B. Sin embargo si no se supera el apartado A, el alumnado pasará a ser evaluado íntegramente con un examen final.
Si el alumnado puede acogerse a evaluación continua, el examen final constará únicamente de preguntas de teoría.

Si el alumnado no supera los mínimos para contemplar la evaluación continua u opta por evaluación alternativa se usará una evaluación única consistente en un examen de preguntas de teoría y un caso práctico que evalúen las mismas capacidades que en la evaluación continua cubrían los designados como apartado A) y B).

Tipo de prueba	Competencias	Criterios	Ponderación
Pruebas de respuesta corta	[CB8], [CB7], [CB6], [CG12], [IE2], [TI7], [IP7], [IP6], [IP4]	* Demostrar conocimientos sobre tratamiento de señales. * Aplicar conocimientos adquiridos en entornos nuevos mediante resolución de problemas	25,00 %
Pruebas de desarrollo	[CB9], [CB6], [CG12], [IE2], [TI7], [IP7], [IP6], [IP4]	* Demostrar conocimientos sobre tratamiento de señales. * Expresarse con concreción y corrección al comunicar ideas por escrito.	25,00 %
Informes memorias de prácticas	[CB10], [CB9], [CB8], [CB7], [CB6], [CG12], [IE2], [TI7], [IP7], [IP6], [IP4]	* Demostrar conocimientos sobre tratamiento de señales. * Saber resolver problemas con originalidad en entornos donde la información puede ser parcial. * Demostrar capacidad para aplicar la legislación necesaria en el ejercicio de la profesión.	25,00 %
Pruebas de ejecuciones de tareas reales y/o simuladas	[CB10], [CB9], [CB8], [CB7], [CB6], [CG12], [IE2], [TI7], [IP7], [IP6], [IP4]	* Desarrollar habilidades de aprendizaje autónomo. * Manejar conocimientos para diseñar, implantar, verificar, certificar e informar acerca de sistemas de tratamiento de señales. * Demostrar soltura en el manejo en laboratorio de sistemas de tratamiento de señales	25,00 %

* La distribución de los temas por semana es orientativo, puede sufrir cambios según las necesidades de organización docente.
** Dado que el número de estudiantes es reducido se espera que se puedan ubicar con seguridad en las aulas asignadas, por lo que NO se preven turnos de semipresencialidad.

Semana	Temas	Actividades de enseñanza aprendizaje	Horas de trabajo presencial	Horas de trabajo autónomo	Total
Semana 1:	Introducción. Señales básicas	Presentación de asignatura. Asistencia a clases teóricas.	3.00	3.00	6.00
Semana 2:	Sinusoides discretas. Señales y vectores	Clases teóricas. Tutoría grupal de inicio de prácticas.	3.00	3.00	6.00
Semana 3:	Señales y vectores. Transformadas	Práctica 1 - Introductoria, no requiere preparación. Clases teóricas. Preparación de práctica siguiente semana.	3.00	4.50	7.50
Semana 4:	Transformadas. DFT	Práctica 2. Clases teóricas. Preparación de práctica siguiente semana.	3.00	4.50	7.50
Semana 5:	DFT. FFT	Práctica 3. Clases teóricas. Preparación de práctica siguiente semana. Prueba 1.	3.00	5.50	8.50
Semana 6:	Sistemas. Respuesta impulsiva	Práctica 4. Clases teóricas. Preparación de práctica siguiente semana.	3.00	4.50	7.50
Semana 7:	Estabilidad. Autoveloers y autovectores	Práctica 5. Asistencia a clases teóricas. Preparación de práctica siguiente semana.	3.00	4.50	7.50
Semana 8:	Transformada Z	Práctica 6. Clases teóricas. Preparación de práctica siguiente semana.	3.00	4.50	7.50
Semana 9:	Filtros	Práctica 7. Clases teóricas. Preparación de práctica siguiente semana.	3.00	4.50	7.50
Semana 10:	Filtros	Práctica 8. Clases teóricas. Preparación de práctica siguiente semana. Prueba 2.	3.00	5.50	8.50
Semana 11:	Filtros. Modulación	Práctica 9. Clases teóricas. Preparación de práctica siguiente semana.	3.00	4.50	7.50
Semana 12:	Tasa de muestreo	Práctica 10. Clases teóricas. Preparación de práctica siguiente semana.	3.00	4.50	7.50
Semana 13:	Compresión	Práctica 11. Clases teóricas. Preparación de práctica siguiente semana.	3.00	4.50	7.50
Semana 14:	Vídeo	Práctica 12. Clases teóricas.	3.00	4.00	7.00
Semana 15:	Todos los temas	Tutoría grupal de final de curso. Prueba 3	3.00	3.50	6.50
Semana 16 a 18:	Todos los temas	Preparación de informe de laboratorio y realización prueba final.	0.00	2.50	2.50
Total			45.00	67.50	112.50