A2M31SMU - SIGNÁLY V MULTIMÉDIÍCH
SEZNAM OTÁZEK VE ZKOUŠKOVÉM TESTU
STUPNICE PRO HODNOCENÍ ZKOUŠKY:
Body cvičení:
Body semestrální práce:
Body zkouškový test:
Dosažený počet bodů:
Bodová stupnice
100 ÷ 90
89 ÷ 80
79 ÷ 70
69 ÷ 60
59 ÷ 50
6÷0
Výsledná známka
A - výborně
B - velmi dobře
C - dobře
D - uspokojivě
E - dostatečně
F - nedostatečně
Poznámky ke zkouškovému testu:
• Každý test obsahuje 6 otázek, kde za každou otázku je možné získat 0, 2, 4, 6, 8 nebo 10 bodů.
• Čas na vypracování testu je 40 min.
• Odpovědi se zpracovávají přímo do vytištěného formuláře !
• K výpočtům je možné použít kalkulačku, ostatní pomůcky a či další studijní materiály nejsou povolené.
Nartněte přibližně frekvenční charakteristiku AR systému pro generování nízko-frekvenčního barevného šumu s šířkou pásma B = 500 Hz při vzorkovacím kmitočtu f s = 4000Hz. Dané parametry
B a f s v náčrtu vyznačte a uveďte jak souvisí s koeficienty resp. polohou pólů přenosové funkce
AR systému.
10 bodů
Nartněte přibližně frekvenční charakteristiku AR systému pro generování vysoko-frekvenčního barevného šumu s šířkou pásma B = 1000 Hz při vzorkovacím kmitočtu f s = 8000Hz. Dané parametry B a f s v náčrtu vyznačte a uveďte jak souvisí s koeficienty resp. polohou pólů přenosové
funkce AR systému.
10 bodů
Jsou dané póly přenosové funkce AR systému p1 = 0.9ej0.5 a p2 = 0.9e−j0.5 . Určete normovaný
centrální kmitočet (normujte fs /2 =
b 1 ) a načrtněte přibližně frekvenční charakteristiku načrtněte.
Naznačte, jak se liší frekvenční charakteristika systému s póly p1 = 0.98ej0.5 a p2 = 0.98e−j0.5 !
10 bodů
Je na obrázku je frekvenční charakteristika AR nebo MA systému? Jaký je řád daného systému.
Nakreslete přibližně rozložení nulových bodů a pólů tohoto systému.
10 bodů
2
|H(f)|
1.5
1
0.5
0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
Normovany kmitocet
1
1
Je na obrázku je frekvenční charakteristika AR nebo MA systému? Jaký je řád daného systému.
Nakreslete přibližně rozložení nulových bodů a pólů tohoto systému.
10 bodů
3.5
3
|H(f)|
2.5
2
1.5
1
0.5
0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
Normovany kmitocet
1
Je na obrázku je frekvenční charakteristika AR nebo MA systému? Jaký je řád daného systému.
Nakreslete přibližně rozložení nulových bodů a pólů tohoto systému.
10 bodů
6
5
|H(f)|
4
3
2
1
0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
Normovany kmitocet
1
Je na obrázku je frekvenční charakteristika AR nebo MA systému? Jaký je řád daného systému.
Nakreslete přibližně rozložení nulových bodů a pólů tohoto systému.
10 bodů
2
|H(f)|
1.5
1
0.5
0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
Normovany kmitocet
1
Napište obecně přenosové funkce a řekněte významné rozdílné vlastnosti daných systémů
10 bodů
• AR systému
• MA systému
• ARMA systému
Uveďte postup odhadu vzájemné spektrální výkonové hustoty (CPSD) pomocí DFT. Jakých hodnot
nabývá vzájemná spektrální výkonová hustota?
10 bodů
Uveďte definici vzájemné korelační funkce. Co je to vychýlený a nevychýlený odhad vzájemné
korelační funkce. Jaká je souvislost vzájemné korelační funkce a vzájemné spektrální výkonové
hustoty?
10 bodů
Naznačte graficky přibližně princip určení zpoždění dvou signálů ze vzájemné spektrální výkonové
hustoty (CPSD). Uveďte přímo vztah pro hledané zpoždění dvou signálů v sekundách z vybraných
hodnot z načrtnutého grafu CPSD.
10 bodů
2
Uveďte princip měření impulsové odezvy modelující dozvuk místnosti pomocí pseudonáhodné posloupnosti.
10 bodů
Uveďte vztahy pro výpočet reálného a komplexního kepstra. Jakých hodnot tato kepstra nabývají
a v čem se liší vlastnosti reálného a komplexního kepstra.
10 bodů
Vyjmenujte nejvýznamnější vlastnosti reálného kepstra a uveďte aplikace či algoritmy využívající
reálného kepstra.
10 bodů
Co je to liftrace? vysvětlete pojme hornokvefrenční a dolnokvefrenční liftr resp. krátkodobý a
dlouhodobý liftr.
10 bodů
Co je to homomorfní dekonvoluce. Vysvětlete princip a uveďte aplikace.
10 bodů
Jakým způsobem se zobrazuje konvoluční složka signálu v kepstrální oblasti? Vysvětlete! Na základě těchto vlastností navrhněte možný postup dekonvoluce v kepstrální oblasti.
10 bodů
Uveďte definici kosinové transformace (DCT-1 nebo DCT-2) a její nejvýznamnější vlastnosti.
10 bodů
Jaká je souvislost DCT a DFT. Načrtněte principiálně signály v časové oblasti a jejich DCT a DFT
zobrazení.
10 bodů
V čem spočívají kompresní vlastnosti DCT. Navrhněte princip komprese na bázi DCT.
10 bodů
Uveďte definici komplexní koherenční funkce a blokové schéma jejího odhadu na bázi DFT. Jaké
informace nese amplituda a fáze komplexní koherenční funkce?
10 bodů
Uveďte definici MSC (Magnitude Square Coherence, tj. kvadrátu modulu koherenční funkce). Jakých hodnot nabývá a jaký je jí praktický význam.
10 bodů
Uveďte postup výpočtu časové závislosti průměrné koherence a možné aplikace.
10 bodů
Vysvětlete princip KLT (Karhunen-Loeveho transformace) resp. PCA (Principal Component Analysis). Určete jakým způsobem se získají bázové vektory KLT.
10 bodů
Srovnejte vlastnosti DFT a KLT. Uveďte výhody a nevýhody obou transformací.
10 bodů
Co je to Wienerova filtrace a k čemu ji lze použít ?
10 bodů
3
Vysvětelete princip Grangerovy kauzality.
10 bodů
Jaké metody lze použít pro interpolaci signálů a náhradu chybějících částí?
10 bodů
V čem spočívá rozdíl mezi PCA, tj. Principal Component Analysis - analýzou hlavních komponent,
a ICA, tj. Independent Component Analysis, analýzou nezávislých komponent?
10 bodů
Uveďte možné způsoby komunikace “člověk - multimediální systém” a uveďte principy pro vybrané
modality.
10 bodů
Co je to brain-computer interface (BCI)? Uveďte možnosti použití, typickou architekturu systému
(jednotlivé bloky a jejich základní funkce).
10 bodů
Uveďte základní koncepce a důvod k použití povrchové filtrace, možné algoritmy. Jaká je vzorkovací
frekvence signálu snímaného z pravoúhlého pole snímačů s rozestupem ve směru osy x i y Td =
2.5cm? Jakou “nejrychlejší” povrchovou harmonickou můžeme snímat, aby byl dodržen vzorkovací
teorém?
10 bodů
Jak se dá odhadnout míra excitace člověka na základě měření jeho biologických signálů? Namalujte
příklad reakce zvoleného biologického signálu na excitující stimul.
10 bodů
Jak se dají rozeznat pozitvní a negativní emoce na základě měření biologických signálů?
10 bodů
Nakreslete a popište po úsecích lineární převodní charakteristiku pro zvýšení kontrastu (roztažení
histogramu - histogram stretching) šedotónového obrázku smalou dynamikou. Nakreslete histogram
vstupního a výstupního obrázku
10 bodů
Nakreslete a popište po úsecích lineární převodní charakteristiku pro zvýšení kontrastu (roztažení
histogramu - histogram stretching) šedotónového obrázku smalou dynamikou. Nakreslete histogram
vstupního a výstupního obrázku
10 bodů
Předpokládejte, že šedotónový obrázek s 8b hloubkou prošel metodou vyrovnání histogramu (histogram equalization). Ukažte, že další aplikací metody vyrovnání histogramu na tento obrázek
dosáhneme stejného výsledku jako při prvním průchodu.
10 bodů
Jaký je vztah mezi pozicí objektu v šedotónovém obrázku a histogramem pro tento obrázek?
10 bodů
Jaká bitová hloubka se používá při kvantizaci multimediálních šedotónových snímků, kolik je to
úrovní šedé? Vysvětlete, proč byla zvolena právě takové bitová hloubka.
10 bodů
4
Vysvětlete, jak dochází k aliasingu při snímání obrazu. Jak se aliasing projevuje ve spektru a v
navzorkovaném obraze? Jakou úpravou při snímání obrazu můžeme aliasingu předejít?
10 bodů
Napište vztah pro výpočet 2D konvoluce ve spojitém a diskrétním prostoru.
10 bodů
Popište význam bodové rozptylové funkce elektrooptické soustavy PSF (Point Spread Function).
Jak určíme obraz na výstupu soustavy LSI (Linear and Space Invariant), pokud známe vstupní
obraz a bodovou rozptylovou funkci PSF?
10 bodů
Vysvětlete, co to znamená, když je elektrooptická soustava označována jako LSI (Linear and Space
Invariant).
10 bodů
Jaký je vztah mezi modulační přenosovou funkcí elektrooptické soustavy MTF (Modulation
Transfer Function) a odezvou na hranu ESF (Edge Spread Function)?
10 bodů
Znázorněte graficky postup výpočtu 2D konvoluce mezi obrazovou maticí a konvolučním jádrem v
diskrétní podobě. Předpokládejte konvoluční jádro o velikosti 3x3 obrazové body.
10 bodů
Vysvětlete princip funkce filtru typu neostrá maska (unsharp mask) v prostorové oblasti pro aplikaci
v zostřování obrazu.
10 bodů
Popište základní kroky při filtraci 2D obrazové matice voblasti prostorových kmitočtů (použití 2D
DFT).
10 bodů
Nakreslete a popište (prostorová oblast a oblast prostorových kmitočtů) lineární model degradace
obrazu (rozmazání a šum).
10 bodů
Jaký typ filtrace se nejčastěji používá pro potlačení impulsního šumu (např. šum typu sůl a pepř,
salt-and-pepper)? Vysvětlete princip této filtrace.
10 bodů
Jaký typ filtrace použijeme pro potlačení periodického šumu vobraze? Popište jednotlivé kroky při
filtraci.
10 bodů
Jaké znáte základní metody pro odhad degradačního procesu pro lineární model degradace (rozmazání) obrazu? Jaké jsou výhody a nevýhody jednotlivých metod.
10 bodů
Popište postup rekonstrukce obrazu pomocí inverzní filtrace a oblasti prostorových kmitočtů. Jaká
je základní nevýhoda tohoto přístupu?
10 bodů
5
Nakreslete a popište základní blokové schéma komprese obrazu založené na transformačním kódování. Jaká transformace se v obrazové technice nejčastěji používá a proč? Pojednejte o vhodnosti
volby velikosti transformačního bloku.
10 bodů
Porovnejte kompresní vlastnosti a použitelnost blokových transformací 2D DFT, 2D WHT, 2D
DCT a 2D KLT v oblasti komprese obrazu.
10 bodů
6
Download

A2M31SMU - SIGNÁLY V MULTIMÉDIÍCH SEZNAM OTÁZEK VE