Lehrveranstaltungshandbuch Elektronik und Signalverarbeitung


Verantwortlich: Prof. Dr. Dirk Poggemann

Lehrveranstaltung

Befriedigt Modul (MID)

Organisation

Version
erstellt 2013-04-29
VID 2
gültig ab WS 2012/13
gültig bis
Bezeichnung
Lang Elektronik und Signalverarbeitung
LVID F07_ESI
LVPID (Prüfungsnummer)

Semesterplan (SWS)
Vorlesung 2
Übung (ganzer Kurs)
Übung (geteilter Kurs)
Praktikum 2
Projekt
Seminar
Tutorium (freiwillig)
Präsenzzeiten
Vorlesung 30
Übung (ganzer Kurs)
Übung (geteilter Kurs)
Praktikum 30
Projekt
Seminar
Tutorium (freiwillig)
max. Teilnehmerzahl
Übung (ganzer Kurs)
Übung (geteilter Kurs)
Praktikum 18
Projekt
Seminar

Gesamtaufwand: 150

Unterrichtssprache

  • Deutsch

Niveau

  • Master

Notwendige Voraussetzungen

  • keine

Literatur

  • R.W.G. Hunt, The Reproduction of Color
  • M. Fairchild, Color Appearance Models, Wiley, 2nd ed.
  • G. C. Holst, T. S. Lomheim, CMOS/CCD Sensors and Camera Systems, SPIE
  • J. Nakamura, Image Sensors and Signal Processing for Digital Still Cameras, Taylor & Francis
  • Reinhard/Ward/Pattanaik/Debevec, High Dynamic Range Imaging, Elsevier 2010
  • R. Gonzales/R. Woods/Eddins, Digital Image Processing Using Matlab, Prentice Hall, 2004
  • W. Pratt, Digital Image Processing, Wiley, 4th ed., 2007
  • A. Jain, Fundamentals of Digital Image Processing, Prentice Hall, 1988

Dozenten

  • Prof.Dr. Dirk Poggemann

Wissenschaftliche Mitarbeiter

  • tba

Zeugnistext

Elektronik und Signalverarbeitung

Kompetenznachweis

Form
sMP mündliche Prüfung
sMB

Aufwand [h]
sMP 10

Intervall: 2-3/Jahr


Lehrveranstaltungselemente

Vorlesung / Übung

Lernziele

Lerninhalte (Kenntnisse)
  • Bildsensorelektronik
    • Fertigungsprozesse
    • Sensortechnologien
      • CCD
      • CMOS
        • integrierend
        • nicht integrierend
        • Pixel-Elektronik
    • Sensorfunktionalitäten
      • Pixel-Binning
      • global / rolling Shutter
      • Multi-Channel ADC
      • HDR-APS
      • Liveview / Video
      • System-On-Chip
    • Sensoransteuerung
      • CCD
        • Analog Front End
        • Clamping
      • CMOS
      • analoge Hardware-Optimierung
    • Spezialsensoren (Hochgeschwindigkeitssensoren, IR-Bildsensoren, ...)
    • Modellierung und Korrekturverfahren
  • Signalverarbeitungselektronik
    • FPGA (programmierbare Logikbausteine)
    • DSP (Signalprozessoren)
    • Standard-Hardware (Graphik-Karte)
  • Schaltungsentwurf, Programmierung undSimulation
    • Grundsätze für das Systemdesign signalverarbeitender Systeme
    • FPGA-Entwicklungsumgebung
      • digitaler Schaltungsentwurf
      • Programmierung
        • VHDL
        • Graphischer Editor
        • Bibliotheken
      • Logik-Simulation
      • Schaltungssimulation
    • Entwicklungsumgebung DSP (C) / OpenGL
      • Programmierung C / OpenGL
      • Fehlersuche / Debugging

Fertigkeiten
  • Die elektrischen Funktionsweisen und Kenngrößen verschiedener Bildsensortechnologien verstehen und erläutern
  • Korrekturmodelle für die Sensorik aus den Sensoreigenschaften ableiten und erklären
  • Die Eigenschaften verschiedener Signalverarbeitungstechnologien erläutern und im Vergleich gegenüberstellen
  • Die Anwendung grundlegender Entwicklungswerkzeuge sowohl für die digitale Hardware-Entwicklung (FPGA) als auch für die Software-Entwicklung (DSP, OpenGL) im Entwicklungsprozess für Signalverarbeitung darstellen und einordnen
  • Grundsätze des Systemdesigns signalverarbeitender Systeme verstehen und Entscheidungskriterien identifizieren

Begleitmaterial

  • elektronische Vortragsfolien zur Vorlesung
  • elektronische Übungsaufgabensammlung

Besondere Voraussetzungen

  • keine

Besondere Literatur

  • keine

Besonderer Kompetenznachweis

  • kein
  • Intervall
    • 1/Jahr

Praktikum

Lernziele

Fertigkeiten
  • Artefakte der Sensorik (Multiple Output, Hot Pixel, Defekt Pixel, ...) erkennen und beurteilen
  • Zufällige und determinierte Bildrauschanteile analysieren und bewerten
  • Einfluss des Hardware-Designs auf die Eigenschaften der Sensorik verstehen und erläutern
  • Systemdesign für die Signalverarbeitung konzipieren und in geeigneter Technologie umsetzen

Handlungskompetenz demonstrieren
  • Elektronische Sensoreigenschaften (Dunkelstrom, Rauschanteile, defekte Pixel) vermessen
  • Ein Pixeldesign gemäß gegebener Spezifikation/wiss. Literatur umsetzen und in Simulationssoftware realisieren
  • Wirkung verschiedener Optimierungsmethoden (Hardware, Software) auf die Signalqualität demonstrieren und gegenüberstellen
  • Realisierung eines Signalverarbeitungsalgorithmus mit verschiedenen Signalverarbeitungstechnologien und Gegenüberstellung von Kosten-/Nutzenaufwand
  • Ergebnisse darstellen und dokumentieren

Begleitmaterial

  • elektronische Versuchsbeschreibungen
  • elektronische Entwicklungswerkzeuge für …
    • Bildverarbeitung (Matlab)
    • Hardwaresimulationssoftware (PSpice)
    • FPGA-Entwicklungsumgebung mit Kamera-Modul
    • Programmierumgebung für OpenGL mit geeigneter Graphik-Karte

Besondere Voraussetzungen

  • keine

Besondere Literatur

  • keine

Besonderer Kompetenznachweis

Form
bSZ praxisnahes Szenario bearbeiten
bFG Fachgespräch zu SZ

Beitrag zum LV-Ergebnis
bSZ Testat oder benotet
sFG Fachgespräch zu SZ

Intervall: 1/Jahr

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