F07_WL < F07_Studium

Sie sind hier: Foswiki>F07_Studium Web>F07_WL (Revision 6) (Quelltext-Ansicht)
<!--
   * Set USERSTYLEURL = %PUBURLPATH%/%WEB%/DokumentFormat/fonts.css
-->
---+!! %FORMFIELD{"TopicClassification"}% %FORMFIELD{"Bezeichnung"}%


%TOC{depth="3"}%
%STARTSECTION{"no_toc"}%
---
*Verantwortlich:* Prof.Dr. Alexander Stoffel

---++ Lehrveranstaltung
---+++ Befriedigt Modul (MID)
   * aktuelle
      * [[MaTIN2012_WL]]

---+++ Organisation
<sticky>
  <table border="0">
    <tr valign="top">
      <td>
        <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
          <th colspan="2">Version</th>
          <tr>
            <td>erstellt</td>
            <td>2013-04-29</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>VID</td>
            <td>2</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>gültig ab</td>
            <td>WS 2012/13</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>gültig bis</td>
            <td/>
          </tr>
        </table>
      </td>
      <td>         </td>
      <td>
        <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
          <th colspan="2">Bezeichnung</th>
          <tr>
            <td>Lang</td>
            <td>%FORMFIELD{"Bezeichnung"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>LVID</td>
            <td>F07_WL</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>LVPID (Prüfungsnummer)</td>
            <td/>
          </tr>
        </table>
      </td>
    </tr>
  </table>
</sticky><sticky>
  <table border="0">
    <tr valign="top">
      <td>
        <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
          <th colspan="2">Semesterplan (SWS)</th>
          <tr>
            <td>Vorlesung</td>
            <td>%FORMFIELD{"VorlesungSWS"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Übung (ganzer Kurs)</td>
            <td>%FORMFIELD{"UebungGanzSWS"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Übung (geteilter Kurs)</td>
            <td>%FORMFIELD{"UebungHalbSWS"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Praktikum</td>
            <td>%FORMFIELD{"PraktikumSWS"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Projekt</td>
            <td>%FORMFIELD{"ProjektSWS"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Seminar</td>
            <td>%FORMFIELD{"SeminarSWS"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Tutorium (freiwillig)</td>
            <td>%FORMFIELD{"TutoriumSWS"}%</td>
          </tr>
        </table>
      </td>
      <td>    </td>
      <td>
        <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
          <th colspan="2">Präsenzzeiten</th>
          <tr>
            <td>Vorlesung</td>
            <td>%FORMFIELD{"VorlesungPZ"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Übung (ganzer Kurs)</td>
            <td>%FORMFIELD{"UebungGanzPZ"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Übung (geteilter Kurs)</td>
            <td>%FORMFIELD{"UebungHalbPZ"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Praktikum</td>
            <td>%FORMFIELD{"PraktikumPZ"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Projekt</td>
            <td>%FORMFIELD{"ProjektPZ"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Seminar</td>
            <td>%FORMFIELD{"SeminarPZ"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Tutorium (freiwillig)</td>
            <td>%FORMFIELD{"TutoriumPZ"}%</td>
          </tr>
        </table>
      </td>
      <td>    </td>
      <td>
        <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
          <th colspan="2">max. Teilnehmerzahl</th>
          <tr>
            <td>Übung (ganzer Kurs)</td>
            <td>%FORMFIELD{"UebungGanzTeilnehmer"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Übung (geteilter Kurs)</td>
            <td>%FORMFIELD{"UebungHalbTeilnehmer"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Praktikum</td>
            <td>%FORMFIELD{"PraktikumTeilnehmer"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Projekt</td>
            <td>%FORMFIELD{"ProjektTeilnehmer"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Seminar</td>
            <td>%FORMFIELD{"SeminarTeilnehmer"}%</td>
          </tr>
        </table>
      </td>
    </tr>
  </table>
</sticky>

*Gesamtaufwand:* %FORMFIELD{"Gesamtaufwand"}%

---++++ Unterrichtssprache
   * Deutsch, bei Bedarf Englisch

---++++ Niveau
   * %FORMFIELD{"Niveau"}%
---++++ Notwendige Voraussetzungen
   * Inhalte der Lehrveranstaltungen Mathematik 1 und Mathematik 2 
   * Grundkenntnisse der digitalen Signalverarbeitung, insbesondere z-Transformation
   * Grundkenntnisse der Programmierung

---++++ Literatur
   * Strang, Gilbert; Nguyen Truong: Wavelets and Filter Banks  
   * C. Sidney Burrus; Ramesh A. Gopinath; Haitao Guo: Introduction to Wavelets and Wavelet Transforms. A Primer 
   * Bäni, Werner: Wavelets. Eine Einführung für Ingenieure 

---++++ Dozenten
   * Prof.Dr. Alexander Stoffel



---++++ Wissenschaftliche Mitarbeiter

---++++ Zeugnistext
Wavelets

---+++ Kompetenznachweis
<sticky>
  <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
    <th colspan="2">Form</th>
    <tr>
      <td>sMP</td>
      <td>mündliche Modulprüfung</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>sMB</td>
      <td>entfällt</td>
    </tr>
  </table>
</sticky>

<sticky>
  <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
    <th colspan="2">Aufwand [h]</th>
    <tr>
      <td>sMP</td>
      <td>10</td>
    </tr>
  </table>
</sticky>

*Intervall:* 3/Jahr

-----
---++ Lehrveranstaltungselemente

%STARTSECTION{"Vorlesung / Übung"}%
---+++ <u>Vorlesung / Übung</u>

---++++ Lernziele 
---+++++ Lerninhalte (Kenntnisse)
   * Wavelets und Filterbänke: Analogie zu Fourier-Reihen, das Haar-Wavelet mit zugehöriger Filterbank, Beschreibung von Filtern durch die Impulsantwort, deren z-Transformierte und Matrizen, Unterabtastung und Upsampling
   * Zweikanal-Filterbank, Bedingung der perfekten Rekonstruktion, Qualitätskriterien
   * Konstruktion geeigneter Filter, Konstruktion der zugehörigen Skalierungsfunktion und des zugehörigen Wavelets
   * Das Lifting-Schema, Deslauriers-Dubuc-Filter
   * Entrauschen und Bildkompression

---+++++ Fertigkeiten
   * Die Studierenden kennen Unterschiede und Gemeinsamkeiten von Wavelet- und Fourier-Transformation.  Sie können einfache Filter durch die Impulsantwort und die zugehörige z-Transformierte beschreiben und daraus die zugehörige Matrix berechnen. 
   * Sie können die Funktionsweise von Filterbänken anhand des Beispiels der Haar-Filterbank erklären. Sie kennen die Qualitätskriterien für Filterbänke und können die Nachteile des Haar-Wavelets benennen.
   * Sie kennen die Konstruktionsmethode für Filter zu biorthogonalen Wavelets und können die wichtigsten Beispiele benennen.
   * Die Studierenden können das Lifting-Schema anhand des Beispiels des Lazy-Wavelets und des Hut-Wavelets erklären. Sie können darauf aufbauend das Prinzip der entsprechenden Verallgemeinerung auf Deslauriers-Dubuc-Filter erklären.
   * Die Studierenden verstehen die einfachen Algorithmen zum Entrauschen und zur Datenkompression mit Hilfe von Wavelets und können die Vor- und Nachteile der verschiedenen Wavelets für diese Anwendungen beurteilen.

---+++++ Handlungskompetenz demonstrieren
   * Die Studierenden können einfache Programmbeispiele in Scilab implementieren, mit denen Eigenschaften sowie Vor- und Nachteile der einzelnen Wavelet-Transformationen sichtbar gemacht und Berechnungsverfahren illustriert werden können.


---++++ Begleitmaterial 
   * elektronische Vortragsfolien zur Vorlesung
   * elektronische Übungsaufgabensammlung
   * spezielle Software für die Lehrveranstaltung
   * elektronische Tutorials für Selbststudium
      * ausführliches Skript zur Vorlesung
      * Musterlösungen für Übungen


---++++ Besondere Voraussetzungen 
   * keine


---++++ Besondere Literatur 
   * keine


---++++ Besonderer Kompetenznachweis 
   * kein

%ENDSECTION{"Vorlesung / Übung"}%



%STARTSECTION{"Praktikum"}%
---+++ <u>Praktikum</u>

---++++ Lernziele 
---+++++ Lerninhalte (Kenntnisse)
   * Einfluss von Quantisierungsfehlern bei der Rekonstruktion von Bilddaten aus ihren Waveletkoeffizienten, Bedeutung von verschwindenden Momenten für die Datenkompression
   * Verfahren zum Entrauschen von Audiosignalen
   * Vergleich verschiedener Schwellwertalgorithmen zum Entrauschen von Bilddaten
   * Experimente zur Kodierung von Waveletkoeffizienten zur Datenkompression

---+++++ Fertigkeiten
   * Die Studierenden können ein Scilab-Programm implementieren, das den Einfluss von Quantisierungsfehlern bei der Rekonstruktion von Bilddaten sichtbar macht, und daraus die Bedeutung der Eigenschaften von Skalierungsfunktion und Wavelet ermitteln. Sie können ein Programm implementieren, das die Zahl der verschwindenden Momente der Wavelet-Transformation bestimmt und können durch Anwendung auf Beispielsignale ihre Bedeutung für die Datenkompression ermitteln.
   * Die Studierenden können ein Scilab-Programm implementieren, das das Entrauschen von eindimensionalen Signalen testet und die Ergebnisse visualisiert. Sie können dieses Programm so erweitern, dass damit ein Audiosignal entrauscht wird. Sie können eine Optimierung durch Veränderung des Schwellwerts durchführen.
   * Die Studierenden Können ein Scilab-Programm implementieren, das verschiedene Schwellwertalgorithmen zum Entrauschen von Bilddaten testet. Sie analysieren die Ergebnisse hinsichtlich der Qualität des entrauschten Bildes.
   * Die Studierenden implementieren ein Scilab-Programm, mit dem sie Experimente zur Kodierung von Waveletkoeffizienten und zur Datenkompression durchführen. Sie vergleichen die praktische Eignung verschiedener Wavelet-Transformationen für die Bildkompression

---+++++ Handlungskompetenz demonstrieren
   * Die Studierende können  Scilab-Programme implementieren, mit denen die Qualität verschiedener Wavelet-Transformationen für Anwendungen getestet und verglichen werden können. Sie sind in der Lage, die Ergebnisse derartiger Tests zu dokumentieren, zu interpretieren und und anderen Studierenden zu berichten.


---++++ Begleitmaterial 
   * detaillierte elektronische Aufgabenstellung
   * spezielle ausführlich dokumentierte Software für die Lehrveranstaltung
   * Testsignale, Audiosignale und Testbilder für ausführliche Tests
   * elektronische Tutorials für Selbststudium
      * Einführung in Scilab mit speziellem Kapitel für die Kurs-Software, elektronisch und ausgedruckt


---++++ Besondere Voraussetzungen 
   * keine


---++++ Besondere Literatur 
   * keine


---++++ Besonderer Kompetenznachweis 
   * kein

%ENDSECTION{"Praktikum"}%




%ENDSECTION{"no_toc"}%
Topic-Revision: r6 - 11 Jan 2016, GeneratedContent
F07_Studium
Einloggen oder Registrieren
Webs
F07_Studium
System
Das Urheberrecht © liegt bei den mitwirkenden Autoren. Alle Inhalte dieser Kollaborations-Plattform sind Eigentum der Autoren.
Ideen, Anfragen oder Probleme bezüglich Foswiki? Feedback senden