Lehrveranstaltungshandbuch Elektronik und Signalverarbeitung

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Verantwortlich: Prof. Dr. Gregor Fischer

Lehrveranstaltung

Befriedigt Modul (MID)

• aktuelle
  • Ma MT2012 ESI

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. Gregor Fischer
• Prof.Dr. Dirk Poggemann
• Prof. Dr. Klaus Ruelberg

Wissenschaftliche Mitarbeiter

• tba

Zeugnistext

de

Kompetenznachweis

Form
sMP	mündliche Prüfung
sMB

Aufwand [h]
sMP	10

Intervall: 2-3/Jahr

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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