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El Procesado Digital de Señales es un área de la ciencia, la técnica y la ingeniería que se ha desarrollado enormemente durante los últimos 30 años. Este rápido desarrollo es el resultado de los avances tecnológicos producidos tanto en los ordenadores digitales como en la fabricación de circuitos integrados de propósito específico.
El Tratamiento de Señal se encarga del estudio de las propiedades y características de las señales, y de los sistemas y de las transformaciones que podemos emplear para convertirlas en otras señales, que manteniendo el mensaje original (visual, acústico o de cualquier otro tipo) tengan unas características más apropiadas para su transmisión o almacenamiento, o permitan reconstruir u obtener la información original que ha podido resultar distorsionada en la transmisión. Estas características deseables pueden ser desde una mayor inmunidad al ruido, facilitando su transmisión, hasta una representación más compacta, que disminuya sus necesidades de almacenamiento y el ancho de banda de emisión.
El Tratamiento de Señal es uno de los pilares básicos para las comunicaciones y/o el intercambio de información en general. Esta, que es sin duda un tipo de aplicación que por sí sola, justificaría el desarrollo de esta disciplina, no es la única que hace uso de los conceptos básicos del Tratamiento de Señal. Recientemente han cobrado importancia otro tipo de aplicaciones que también tienen sus bases teóricas en el Tratamiento de Señal como son las relacionadas con el almacenamiento de información. Esto es especialmente importante con determinados tipos de señal (imagen, audio y video especialmente) ya que consumen un espacio de almacenamiento considerable. Las técnicas de compresión sin pérdida de información pueden reducir ligeramente el espacio necesario, pero una mayor compresión requiere el empleo de técnicas de compresión con pérdidas por lo que se hace necesario un estudio detallado de las señales originales y de los sistemas que las transforman de forma que las pérdidas resulten irrelevantes.
La asignatura Tratamiento Digital de Señales se enmarca en la materia de Señales y Sistemas, junto con las asignaturas Ingeniería de Sistemas y Fundamentos de Control. A su vez, la asignatura de Tratamiento Digital de Señales se puede relacionar con las asignaturas Ingeniería de Computadores I y III. La asignatura Tratamiento Digital de Señales se centra en la generación y procesado de todo tipo de señales digitales, para el manejo apropiado de la información contenida en las mismas.
El objetivo general de la asignatura es proporcionar las bases en las que se asienta el TDS (Tratamiento Digital de Señal). Dada la característica cuatrimestral de la asignatura, no será posible abordar completamente ni estudiar todas las aplicaciones del TDS.
El contenido de la asignatura, Tratamiento digital de señales, emplea un fuerte aparato matemático. Por ello se recomienda que los alumnos posean conocimientos matemáticos previos de ecuaciones diferenciales y variable compleja. Sin estos conocimientos previos, será difícil poder seguir el curso en un cuatrimestre como está previsto.
Por otro lado, para la resolución de los trabajos voluntarios, es necesario tener conocimiento básico de programación.
Las consultas sobre los contenidos y funcionamiento de la asignatura se plantearán principalmente en los foros del curso virtual que serán atendidas tanto por el Equipo Docente como por los tutores de la asignatura.
Para contactar directamente con el equipo docente se utilizará preferentemente el correo electrónico, pudiéndose también realizar consultas telefónicas y entrevista personal (previa cita) en los horarios establecidos.
Datos equipo docente:
Miguel Ángel Rubio González
marubio@dia.uned.es
lunes de 15 a 19 horas
913987154
Dirección postal:
Departamento de Informática y Automática
ETS. Ingeniería Informática. UNED
C/ Juan del Rosal 16
28040-Madrid
La asignatura de Tratamiento digital de señales contribuye al desarrollo de distintas competencias genéricas y específicas de las planteadas en el plan de estudios del grado en el que se enmarca. Entre ellas se deben destacar:
Competencias genéricas
- G1 -Competencias de gestión, planificación, iniciativa, motivación y organización: establecimiento de objetivos y prioridades, secuenciación, organización y manejo adecuado del tiempo.
- G2 -Competencias cognitivas superiores: selección y manejo adecuado de conocimientos,recursos y estrategias cognitivas de nivel superior apropiados para el afrontamiento y resolución de diversos tipos de tareas/problemas con distinto nivel de complejidad y novedad. Análisis y Síntesis: Aplicación de los conocimientos a la práctica y resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos. Pensamiento creativo, razonamiento crítico y toma de decisiones.
- G4 -Competencias de expresión y comunicación (a través de distintos medios y con distinto tipo de interlocutores): Comunicación y expresión escrita. Comunicación y expresión oral. Comunicación y expresión en otras lenguas (con especial énfasis en el inglés). Comunicación y expresión matemática, científica y tecnológica (cuando sea requerido y estableciendo los niveles oportunos).
- G5 -Competencias en el uso de las herramientas y recursos de la Sociedad del Conocimiento: Manejo de las TIC. Competencia en la búsqueda de información relevante. Competencia en la gestión y organización de la información. Competencia en la recolección de datos, el manejo de bases de datos y su presentación.
- G6 -Trabajo en equipo, desarrollando distinto tipo de funciones o roles. En la Sociedad del Conocimiento, se presta especial atención a las potencialidades del trabajo en equipo y a la construcción conjunta de conocimiento, por lo que las competencias relacionadas con el trabajo colaborativo son particularmente relevantes. Habilidad para coordinarse con el trabajo de otros. Habilidad para negociar de forma eficaz. Habilidad para la mediación y resolución de conflictos. Habilidad para coordinar grupos de trabajo. Liderazgo (cuando se estime oportuno).
Competencias específicas
- FB.01 -Capacidad para la resolución de los problemas matemáticos que puedan plantearse en la ingeniería. Aptitud para aplicar los conocimientos sobre: álgebra lineal, cálculo diferencial e integral, métodos numéricos, algorítmica numérica y estadística y optimización.
Los resultados del aprendizaje que se obtienen con esta asignatura son (cf. materia de Señales y Sistemas de la memoria de verificación del título):
- RA6 Conocer los elementos que hacen falta y qué aspectos se deben tener en cuenta para poner en práctica el diseño de sistemas de tratamiento digital de señales.
- RA7 Ser capaz de analizar y valorar qué estrategia de tratamiento digital de señales sería la más adecuada para tratar un determinado proceso físico.
- RA8 Entender y conocer las diferentes técnicas de transformadas de señales temporales.
- RA9 Conocer el método de diseño de filtros digitales no recursivos (FIR) y entender la problemática asociada a las ventanas.
- RA10 Conocer el método de diseño de filtros digitales recursivos (IIR) y comprender su problemática.
Tema 1. Señales
Se describen las operaciones implicadas en la conversión analógico-digital de señales analógicas.
Tema 2. Sistemas
Está dedicado por completo a la caracterización y el análisis en el dominio del tiempo de los sistemas lineales discretos e invariantes en el tiempo y de las señales discretas en el tiempo.
Tema 3. Transformada Z
Se ilustra el uso de la transformada Z en el análisis de los sistemas lineales, invariantes en el tiempo, e importantes propiedades de los sistemas.
Tema 4. Análisis frecuencial de señales y sistemas
Se ocupa del análisis de las señales en el dominio de la frecuencia. Se presenta la serie y la transformada de Fourier, y su relación con la transformada Z. Se introducen también los filtros digitales.
Tema 5. Transformada de Fourier discreta
Se trata la transformada discreta de Fourier, así como sus propiedades y aplicaciones.
Tema 6. Implementación de sistemas en tiempo discreto
Se ocupa de la realización y estructuras de los sistemas IIR y FIR.
Tema 7. Diseño de filtros digitales
Se presentan técnicas para el diseño de filtros digitales FIR e IIR.
La metodología empleada en esta asignatura es la propia del Espacio Europeo de Enseñanza Superior, adaptada a la naturaleza de la UNED, con el apoyo tutorial y de sistemas telemáticos y presenciales implementados para tal fin. El estudiante contará con materiales que permiten el trabajo autónomo.
Los medios necesarios para el aprendizaje son:
- Bibliografía Básica. El estudio de esta asignatura se realizará a través del texto básico al que se hace referencia en el apartado de Bibliografía básica. Se ha procurado facilitar el estudio de esta asignatura ajustando plenamente los temas al texto básico recomendado.
- Bibliografía complementaría. El alumno puede encontrar en ella información adicional para completar su formación.
- Curso Virtual de la asignatura donde el alumno encontrará:
- Una guía de la asignatura.
- Un conjunto de soluciones de los problemas propuestos en el texto de la Bibliografia básica.
- El enunciado de la actividad práctica voluntaria propuesta y material auxiliar de apoyo a su realización.
- Un calendario, en el que se indicará la fecha de entrega de la actividad práctica voluntaria.
- Los foros por medio de los cuales los profesores y/o tutores aclararán las dudas de carácter general y que se usarán también para comunicar todas aquellas novedades que surjan a lo largo del curso. Este será el principal medio de comunicación entre los distintos participantes de la asignatura.
ONSITE TEST
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| Type of exam |
| Type of exam |
Examen de desarrollo |
| Development questions |
| Development questions |
4 |
| Duration of the exam |
| Duration of the exam |
120 (minutes) |
| Material allowed in the exam |
| Material allowed in the exam |
En el examen será posible la utilización del texto base de la asignatura. |
| Assessment criteria |
| Assessment criteria |
El exámen consta de 4 ejercicios donde se evaluará el conocimiento sobre los temas estudiados, haciendo incapié en su carácter práctico. |
| % Concerning the final grade |
| % Concerning the final grade |
90 |
| Minimum grade (not including continuas assessment) |
| Minimum grade (not including continuas assessment) |
5,5 |
| Maximum grade (not including continuas assessment) |
| Maximum grade (not including continuas assessment) |
9 |
| Minimum grade (including continuas assessment) |
| Minimum grade (including continuas assessment) |
5 |
| Coments |
| Coments |
La nota máxima que se puede obtener con la prueba presencial es un 9, en caso de no entregar la PEC. |
CONTINUOUS ASSESSMENT TEST (PEC)
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| PEC? |
| PEC? |
Si |
| Description |
| Description |
El trabajo voluntario propuesto por el equipo docente en el curso virtual tendrá una calificación máxima del 10% de la calificación total de la asignatura.
El trabajo voluntario es de naturaleza práctica y se resolverá mediante la realización de programas en Matlab ó Scilab. |
| Assessment criteria |
| Assessment criteria |
- Diseño de una solución correcta para el problema planteado.
- Implementación de la solución propuesta.
- Implementación de funcionalidades opcionales, según lo indicado en el enunciado.
- Explicación adecuada del diseño propuesto y las decisiones de implementación introducidas en el desarrollo.
- Claridad de la memoria explicativa.
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| Weighting of the PEC in the final grade |
| Weighting of the PEC in the final grade |
10% |
| Approximate submission date |
| Approximate submission date |
Entrega aproximada una semana antes de la realización de las pruebas presenciales (se concretará en el curso virtual) |
| Coments |
| Coments |
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OTHER GRADEABLE ACTIVITIES
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| Are there other evaluable activities? |
| Are there other evaluable activities? |
No |
| Description |
| Description |
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| Assessment criteria |
| Assessment criteria |
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| Weighting in the final grade |
| Weighting in the final grade |
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| Approximate submission date |
| Approximate submission date |
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| Coments |
| Coments |
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How to obtain the final grade?
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- Nota final con PEC =(0.9*Nota del examen)+(0.1*Nota de la PEC)**
**Sólo sumará la PEC si se ha obtenido una calificación del examen igual o superior a 5 puntos. - Nota final sin PEC =(0.9*Nota del examen)
- En caso de suspender alguna parte (PEC o prueba presencial) y aprobar la otra en la convocatoria ordinaria, se guardará la nota aprobada de cara a la convocatoria extraordinaria.
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El contenido de la signatura se puede seguir por cualquiera de las dos ediciones del libro, ya que el contenido de ambos es igual pero con el índice ligeramente distinto (se muestra mas abajo).
Este texto es voluminoso, pero no debe intimidar al alumno por dos motivos: En primer lugar, el texto contiene algunos temas que, por motivos de tiempo, no forman parte del temario de la asignatura y en segundo lugar, por que describe los conceptos de forma completa y detallada, además de incluir numerosos ejemplos resueltos.
Por otro lado, el conocimiento requerido en esta asignatura es esencialmente práctico, por lo que no es necesario el estudio memorístico del texto para su exposición en el examen, dado que el texto puede ser consultado en su realización.
Las partes del texto de la 4ª edición, tienen la siguiente correspondencia del programa:
Capítulo 1 (Tema 1 y sección 2.1).
Capítulo 2 (Secciones 2.2, 2.3, 2.4).
Capítulo 3 (Tema 3).
Capítulo 4 (Tema 4 y sección 5.4).
Capítulo 5 (Secciones 7.1 y 7.2).
Capítulo 6 (Secciones 9.1, 9.2, 9.3).
Capítulo 7 (Secciones 10.1, 10.2, 10.3, 10.4, 10.5).
En la 3ª edición, las partes del texto que corresponden al programa son:
Capítulo 1 (Tema 1)
Capítulo 2 (Secciones 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5).
Capítulo 3 (Tema 3).
Capítulo 4 (Tema 4).
Capítulo 5 (Secciones 5.1, 5.2).
Capítulo 6 (Secciones 7.1, 7.2, 7.3).
Capítulo 7 (Secciones 8.1, 8.2, 8.3, 8.4, 8.5).
Estos textos permiten complementar el contenido del texto base de la asignatura y ofrecen numerosos casos practicos.
Los alumnos dispondrán de los siguientes recursos de apoyo al estudio:
- Guía de la asignatura. Incluye el plan de trabajo y orientaciones para su desarrollo. Esta guía será accesible desde el curso virtual.
- Curso virtual. A través de esta plataforma los alumnos tienen la posibilidad de consultar información de la asignatura, realizar consultas al equipo docente y/o tutores a través de los foros correspondientes y consultar e intercambiar información con el resto de los compañeros. Además, en él, se accederá al enunciado de la práctica voluntaria de la asignatura.
- Tutorías. El estudiante deberá consultar si existe la posibilidad de asistir a tutorías en el Centro Asociado al que pertenece. Estas tutorías pueden ser de gran ayuda para aclarar, orientar y resolver dudas.
- Biblioteca. El estudiante tendrá acceso tanto a las bibliotecas de los Centros Asociados como a la biblioteca de la Sede Central, en ellas podrá encontrar un entorno adecuado para el estudio, así como bibliografía útil para el proceso de aprendizaje.
