De acuerdo a la memoria verificada del grado en Inteligencia Artificial se presentan las competencias (específicas, transversales) y los resultados de aprendizaje.



Las competencias específicas que se adquieren al cursar la asignatura son:

M07CE1 - Conocimiento de la representación de señales y sistemas en los dominios del tiempo y la frecuencia, tanto en tiempo continuo como en tiempo discreto.

M07CE2 - Capacidad para comprender, analizar, valorar y aplicar las estrategias más adecuadas de procesamiento digital de señales para tratar un determinado proceso físico.



Las competencias transversales que se adquieren al cursar la asignatura son:

CT1 - Autonomía y autorregulación

Capacidad de utilizar técnicas de autogestión y autorregulación.

CT3 - Comunicación y plurilingüismo

Capacidad de comunicar sus ideas y argumentos de modo comprensible y de acuerdo a los criterios formales establecidos.

CT8 - Trabajo en equipo

Valorar el trabajo en equipo aceptando el potencial de la diversidad como oportunidad de aprendizaje. Llevar a cabo con responsabilidad las tareas que le corresponden para lograr los objetivos y el resultado colectivo.



Los resultados de aprendizaje específicos que la asignatura proporciona son los siguientes:

RA1 - Saber utilizar software de tratamiento digital de señales e interpretar de manera crítica los resultados obtenidos.

RA2 - Dominar y ser capaz de aplicar los mecanismos de transformación de señales continuas a digitales: muestreo y cuantificación.

RA3 - Conocer los principales métodos de cálculo de la trasformada de Fourier y saber aplicarlos a señales digitales.

RA4 - Conocer los principales parámetros de los filtros digitales FIR e IIR, y saber diseñarlos y aplicarlos a señales digitales.



En base a estas competencias y resultados de aprendizaje, se contemplan los siguientes objetivos en la asignatura:

O1 - Presentar al alumnado los conceptos básicos relacionados con el Procesado Digital: señales, sistemas, análisis temporal y frecuencial, filtros.

O2 - Profundizar en estos conceptos para señales de diversa naturaleza, y mostrar los métodos utilizados en sistemas digitales para captar, procesar y producir este tipo de señales.

O3 - Dar a conocer diferentes aplicaciones prácticas de estas técnicas y alternativas para su implementación.

O4 - Llevar a la práctica los conceptos estudiados, aplicándolos en el laboratorio a casos reales de procesamiento de señales utilizando la plataforma MATLAB (también se podrán utilizar otras alternativas como SCILAB, Octave, Python…).

Tema 1

1.1 Introducción al procesado de señales digitales (PDS)

1.2 Señales y sistemas ¿Por qué procesado digital?

Introducción a la asignatura en la que se muestran las definiciones básicas del PDS.



Tema 2

2.1 Señales digitales

2.2 Definiciones y propiedades, Digitalización. Señales y operaciones básicas

2.3 Análisis de diferentes tipos de señales (sonido, imagen, fisiológicas, etc.)

Parte práctica: Proyecto Específico 1 (PE1) – Introducción a Matlab

Tras introducir los principales tipos de señales se realizará un proyecto específico con el fin de aprender las funcionalidades de la plataforma Matlab.



Tema 3

3.1 Análisis en el dominio del tiempo

3.2 Operaciones habituales. Enventanado y operaciones short-term. Correlación

Parte práctica: Proyecto Específico 2 (PE2) – Análisis en el dominio del tiempo

Capítulo que presenta el tratamiento de señales en el dominio temporal. Se introduce el análisis por ventanas de las señales (Short-time analysis) y las posibles características a extraer, por ejemplo, la correlación. Termina con un proyecto en el que se analiza una señal de sonido para extraer automáticamente las frecuencias presentes mediante la correlación.



Tema 4

4.1 Análisis en el dominio de la frecuencia

4.2 Idea de partida. Series y transformada de Fourier. Aplicación a sistemas bidimensionales

Parte práctica: Proyecto Específico 3 (PE3) – Análisis en el dominio frecuencial

Capítulo que presenta el tratamiento de señales en el dominio frecuencial tras aplicar la transformada de Fourier. Se vuelve a utilizar el análisis por ventanas con el fin de extraer características en el dominio frecuencial. Termina con un proyecto en el que se analiza varias señales de sonido (DTFM, melodías) para extraer las frecuencias presentes en las mismas analizando los espectros.



Tema 5

5.1 Filtros

5.2 Sistemas LTI. Filtros FIR. Transformada Z. Filtros IIR. Filtros no lineales

Parte práctica: Proyecto Específico 4 (PE4) – Filtros LTI: FIR

Parte práctica: Proyecto Específico 5 (PE5) – Filtros LTI: IIR

En este tema se presentan los dos tipos de filtros LTI, FIR e IIR, junto con la transformada Z. En este tema se desarrollan dos proyectos específicos con filtros FIR e IIR respectivamente, en aplicaciones prácticas, como, por ejemplo, eliminación de ruidos no deseados en señales.



Tema 6

6.1 Procesado multitasa y cuantificación

6.2 Áreas de aplicación del procesado digital de señal y ejemplos

Último tema de la asignatura en el que se profundiza en el concepto de muestreo, cuantificación y aliasing. Además, se plantean posibles aplicaciones del PDS que apuntan hacia posibles proyectos finales de la asignatura.

Parte práctica: Proyecto Final (PF) – Aplicación del PDS en un contexto determinado

Es un proyecto de complejidad media/alta en la que se aplica lo aprendido en la asignatura en los diversos temas y proyectos específicos

Se contemplan cuatro tipos de actividades:



- Estudio autónomo por parte del alumnado del material disponible en el aula virtual para cada tema en el que se presentan los conceptos teóricos/prácticos que se van a utilizar, así como una propuesta de ejercicios asociados a los mismos. Además de la información directamente accesible el alumnado podrá utilizar las referencias bibliográficas como material de apoyo.



- Clases expositivas y de ejercicios en las que, de manera participativa, se ponen en común y se aclaran las dudas asociadas los conceptos teóricos/prácticos de cada tema, siempre haciendo hincapié en su utilidad y aspectos prácticos. En estas sesiones se pondrán en común los ejercicios propuestos inicialmente ("sobre papel"), para profundizar en los fundamentos teóricos. También se propondrán ejercicios en cada tema que los y las estudiantes tendrán que resolver y que serán evaluados con la correspondiente retroalimentación (feed-back).



- Desarrollo de proyectos específicos en las que el alumnado de manera grupal (preferiblemente en grupos de 2 o 3) aplica los conceptos teóricos/prácticos aprendidos, a problemas reales, utilizando software específico de tratamiento de señal. Por cada una de estas sesiones hay que entregar un informe técnico de resultados. Para el primer proyecto específico se ha implementado una actividad de tipo puzle, técnica de aprendizaje cooperativo. De esta forma se hace hincapié en la importancia de la interdependencia positiva entre los componentes del grupo, evitando la yuxtaposición de soluciones parciales de cada proyecto. En este sentido se incluye una evaluación de los proyectos específicos en los que el alumnado tiene que responder a todas las partes o vertientes del proyecto, no solo a las que ha participado como experta/o.



- Desarrollo de un proyecto final (nivel de complejidad media/alta) en el que el alumnado (preferiblemente en grupos de 2 o 3) aplicará los conocimientos teóricos/prácticos aprendidos en varios de los temas anteriores de la asignatura.



Para facilitar el aprendizaje del alumnado, se hará un seguimiento de los proyectos específicos proporcionando una retroalimentación en base a los criterios de evaluación previamente establecidos y compartidos. De esa manera, el alumnado es consciente de su nivel de aprendizaje y tomar medidas para mejorarlo en caso necesario.

Los sistemas de evaluación que se contemplan son el sistema de evaluación continua y el sistema de evaluación final. En la convocatoria ordinaria el sistema de evaluación continua es el que se utilizará de forma preferente, según se indica en la normativa actual de la UPV/EHU. La nota se calcula de la siguiente manera:



- Teoría: ejercicios en el aula y pruebas escritas 50% (5 puntos: 2 puntos los temas 1-2-3, 2,5 puntos los temas 4-5, y 0,5 puntos el tema 5).

- Práctica: proyectos específicos 35% y proyecto final 15%. Para esta parte de la asignatura se utiliza una metodología de tipo PBL e implica la realización de manera autónoma de los proyectos propuestos, con la entrega de las correspondientes memorias técnicas (competencia transversal de comunicación) por cada grupo de dos o tres personas (aprendizaje colaborativo). Además, se realizarán evaluaciones individuales escritas que ponderarán las notas de la parte práctica de la siguiente manera:

Nota mínima Ponderación a aplicar

0 0,3

3 0,5

5 0,7

8 1,0







Para la modalidad de evaluación final, el alumnado tendrá que entregar los trabajos con sus correspondientes informes técnicos de los proyectos específicos y del proyecto final al menos dos semanas antes de la fecha de convocatoria ordinaria. En este caso, el examen realizado en la fecha de convocatoria ordinaria tendrá un peso de 60% y la parte práctica (basada en los proyectos entregados previamente) un 40%. Se realizará una evaluación individual escrita que ponderará la nota global de la parte práctica (ver la ponderación en la evaluación continua).



Para superar la asignatura, en cualquier modalidad, es necesario aprobar por separado tanto la parte práctica como la teórica de la misma.



El alumnado que, cumpliendo las condiciones para continuar en el sistema de evaluación continua, decidiese optar por la evaluación final o global, deberá informar al profesorado responsable de la asignatura mediante correo electrónico antes del comienzo de la segunda semana de horario agrupado del cuatrimestre establecido en el calendario del centro.

Para el correcto desarrollo de la asignatura se requiere:
- un ordenador personal tipo PC,
- y software específico para tratamiento de señal (MATLAB, etc.), para los laboratorios.

Ambos recursos son provistos por el centro. Además, el alumnado tiene la posibilidad de realizar los proyectos prácticos en sus propios ordenadores mediante la licencia corporativa de MATLAB de la UPV/EHU y mediante software libre (SCILAB, Octave, Python, etc.).

Bibliografía básica

J. G. Proakis, D.G. Manolakis: "Tratamiento digital de señales". Prentice-Hall, 1997.

R.G. Lyons: “Understanding Digital Signal Processing”. Prentice Hall, 2010.

A. Lárez: “Procesamiento Digital de Señales: parte 1”. Eleunion, 2022.

J. G. Proakis, D.G. Manolakis: Digital Signal Processing: Principles, Algorithms, and Applications. 4th Edition, Pearson Education, Inc., New Delhi, 2007.

A. V. Oppenheim, R. W. Schafer: "Digital Signal Processing". Prentice-Hall, 1988.

A.V. Oppenheim, R. W. Schafer: “Discrete-Time Signal Processing”. Prentice Hall, 2009.

S. S. Soliman, M.D. Srinath: "Señales y Sistemas continuos y discretos", Prentice Hall, 1999.

Bibliografía de profundización

E. Soria: "Tratamiento Digital de Señales: Problemas y ejercicios resueltos", Pearson Prentice Hall, 2003.
S.I. Abood: “Digital Signal Processing: A Primer with MATLAB”. CRC Press, 2020.
C. S. Burrus: "Ejercicios de tratamiento de señal utilizando MATLAB v4". Prentice-Hall, 1997.
B. Gold, N. Morgan: "Speech and audio Signal Processing: Processing and perception of speech and music", Wiley 2000.
J. R. Deller, J. G. Proakis: "Discrete-Time Processing of Speech Signals". MacMillan, 1993.

Revistas

Digital Signal Processing (Elsevier)
Signal Processing (Elsevier)
IEEE Signal Processing Letters