Σήματα και Συστήματα

   Διδάσκων:

       Κωνσταντίνος Κοτρόπουλος, Αναπληρωτής Καθηγητής 

   Σύνδεσμος σε βιογραφικό: 

       http://www.aiia.csd.auth.gr/LAB_PEOPLE/CKotropoulos.php

Σύντομο Βιογραφικό: 

Ο Κωνσταντίνος Κοτρόπουλος είναι  Αναπληρωτής Καθηγητής στο Τμήμα Πληροφορικής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης.  Δημοσίευσε 50 άρθρα σε διεθνή επιστημονικά περιοδικά, 177  άρθρα σε πρακτικά συνεδρίων, 7 κεφάλαια σε συλλογικούς τόμους και επιμελήθηκε 1 βιβλίο.  Στο δημοσιευμένο έργο του έχουν εντοπιστεί 4191 αναφορές (h-index=33) συμπεριλαμβανομένων των αυτο-αναφορών στο Google Scholar, 1568 αναφορές τρίτων (h-index=19) στο Scopus, και 910 αναφορές τρίτων (h-index=16) στο Web of Science (Core Collection). Στα ερευνητικά του ενδιαφέροντα συγκαταλέγονται μεταξύ άλλων η ψηφιακή επεξεργασία ήχου και ομιλίας, η επεξεργασία σημάτων, η στατιστική επεξεργασία γλώσσας, η αναγνώριση προτύπων, η ανάκτηση πληροφορίας σε πολυμέσα, οι τεχνικές βιομετρικής επαλήθευσης ταυτότητας  και η πολυτροπική αλληλεπίδραση ανθρώπου-υπολογιστή. 

Ομάδα ανάπτυξης περιεχομένου:

Εμμανουήλ Γιουβανάκης

Ιωάννης Μήτρο

• Ενότητα 1: Εισαγωγικά
• Ενότητα 2: Μαθηματική αναπαράσταση σημάτων και συστημάτων
• Ενότητα 3: Γραμμικά χρονοαμετάβλητα συστήματα
• Ενότητα 4: Ανάλυση Fourier για σήματα και συστήματα συνεχούς  χρόνου – Περιοδικά σήματα
• Ενότητα 5: Ανάλυση Fourier για σήματα και συστήματα συνεχούς  χρόνου – Μετασχηματισμός Fourier
• Ενότητα 6: Μετασχηματισμός Laplace
• Ενότητα 7: Ανάλυση Fourier για σήματα και συστήματα διακριτού χρόνου
• Ενότητα 8: Μετασχηματισμός Z
• Ενότητα 9: Δειγματοληψία

Προηγούμενη έκθεση σε Γραμμική Άλγεβρα, Λογισμό μιας Μεταβλητής, Μιγαδική Ανάλυση και Διαφορικές Εξισώσεις βοηθούν στη γρηγορότερη αφομοίωση των εννοιών. 

• Γνωστικοί:  Κατανόηση της έννοιας του σήματος ως φορέα πληροφορίας. Εξοικείωση με τη θεωρία των Γραμμικών Συστημάτων. Ενιαία συγκριτική θεώρηση των σημάτων και συστημάτων συνεχούς και διακριτού χρόνου. Γνωριμία με τη συχνότητα ως λανθάνουσας πληροφορίας που ενυπάρχει στα σήματα. Αντιμετώπιση των μετασχηματισμών των σημάτων διακριτού χρόνου ως αλγορίθμων των αντιστοίχων συνεχών σημάτων.
• Δεξιότητες: Όξυνση αναλυτικών δεξιοτήτων. Θεμελίωση υποβάθρου για την μετάβαση από την ανάλυση στη σχεδίαση συστημάτων, αλλά και τη σπουδή της επεξεργασίας εικόνων, ομιλίας, ήχου και βιοϊατρικών σημάτων. Προγραμματισμός εφαρμογών σε περιβάλλον MATLAB για επεξεργασία ομιλίας και κωδικοποίηση ήχου.

Οι φοιτητές/απόφοιτοι του Τμήματος Πληροφορικής.

Ενδιαφερόμενοι για τη θεματική περιοχή Ψηφιακής Επεξεργασίας Σημάτων, Ψηφιακών Μέσων.

• Διαλέξεις θεωρίας
• Φροντιστηριακές ασκήσεις
• Εργαστηριακές ασκήσεις
• Επιδείξεις ερευνητικών δραστηριοτήτων
• Προαιρετικά θέματα εμβάθυνσης 

α1. Στο μάθημα προσφέρονται έξι (6) σειρές άλυτων προβλημάτων μετά την ολοκλήρωση καθεμιάς από τις ενότητες που διδάσκονται.  Οι σειρές αυτές περιέχουν είκοσι (20) τουλάχιστον προβλήματα η καθεμιά, μεταξύ των οποίων και θέματα παλιότερων εξετάσεων. Κάθε φοιτητής καλείται να επιλύσει δύο (2) προβλήματα από κάθε σειρά που θα του υποδειχθούν και να παραδώσει γραπτό δοκίμιο με τις λύσεις των ασκήσεων εντός ευλόγου χρονικού διαστήματος. Η ανακοίνωση των σειρών των προβλημάτων και η ανάθεση προβλημάτων στους φοιτητές γίνονται στη σελίδα του μαθήματος στον ΠΗΛΕΑ http://pileas.csd.auth.gr.

α2. Στο μάθημα οργανώνονται δύο (2) πρόοδοι υπό τον τύπο των γραπτών εξετάσεων διάρκειας το πολύ μιάμιση (1.5) ώρας. Η πρώτη πρόοδος προγραμματίζεται για την 8η ημερολογιακή εβδομάδα του εξαμήνου και η δεύτερη για την τελευταία εβδομάδα.

α3. Για να επιβραβευτεί η συνέπεια των επιμελών φοιτητών, αλλά και να ενθαρρυνθεί η παρακολούθηση των διαλέξεων, διοργανώνονται έξι (6) δεκάλεπτες εξετάσεις σε έξι (6) διαλέξεις που επιλέγει ο διδάσκων χωρίς προειδοποίηση. Η εξέταση αφορά θέμα που αναλύεται στην τρέχουσα διάλεξη. Η συμμετοχή στις σύντομες εξετάσεις προσφέρει ως δύο (2) επιπρόσθετες μονάδες.

Ο φοιτητής αξιολογείται ως εξής:

• [Κατά τη διάρκεια του εξαμήνου:]  Ο συνολικός βαθμός προκύπτει κατά 40% από την αξιολόγηση των γραπτών δοκιμίων, 10% από τις επιδόσεις στις δεκάλεπτες εξετάσεις και 50% από την αξιολόγηση των προόδων.

• [Στις εξεταστικές περιόδους Ιουνίου/Σεπτεμβρίου/Φεβρουαρίου:] Οι επιδόσεις στις γραπτές δοκιμασίες μπορούν να βελτιώσουν το συνολικό βαθμό που έχει συσσωρευτεί κατά τη διάρκεια του εξαμήνου ως δύο (2) το πολύ μονάδες.

Ο τελικός βαθμός προκύπτει προσθέτοντας στο συνολικό βαθμό που συσσωρεύτηκε κατά τη διάρκεια του εξαμήνου την όποια βελτίωση επιτεύχθηκε στις γραπτές δοκιμασίες των εξεταστικών περιόδων. Οι φοιτητές προάγονται, εφόσον ο τελικός βαθμός είναι μεγαλύτερος ή ίσος του πέντε (5). 

• Θεοδωρίδης Σ., Μπερμπερίδης Κ., Κοφίδης Λ. «Εισαγωγή στη Θεωρία Σημάτων & Συστημάτων», Εκδόσεις Τυποθήτω-Δαρδανός, Αθήνα, 2003.
• Oppenheim A.V., Wilsky A. S., Nawab S. H. (μτφ.) «Σήματα και Συστήματα», Εκδόσεις Φουντάς, Αθήνα 2011.Στην ελληνική γλώσσα. Υποχρεωτικό.

• Βιβλία - κείμενα (Text/books)
  • Σ. Θεοδωρίδης, Κ. Μπερμπερίδης και Λ. Κοφίδης, Eισαγωγή στη Θεωρία Σημάτων & Συστημάτων. Αθήνα: Τυπωθήτω-Εκδόσεις Γιώργου Δαρδανού, 2003 (1ο προτεινόμενο σύγγραμμα). http://search.lib.auth.gr/Record/492678
  • V. Oppenheim, A. S. Willsky, and S. H. Nawab, Signals and Systems, 2/e. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall International, 1997 (2ο προτεινόμενο σύγγραμμα (μεταφρασμένο στην Ελληνική). http://search.lib.auth.gr/Record/339390
  • Σ. Πανάς, Επεξεργασία Αναλογικού Σήματος. Θεσσαλονίκη: University Studio Press, 1985 (Ευκολοδιάβαστο σύγγραμμα που καλύπτει τις βασικές έννοιες συνοδευόμενο από τον επόμενο τόμο).
  • Σ. Πανάς, Ψηφιακή Επεξεργασία Σήματος. Θεσσαλονίκη: University Studio Press, 1985.
  • Ν. Καλουπτσίδης, Σήματα, Συστήματα και Αλγόριθμοι. Aθήνα: Δίαυλος, 1994 (Συνιστώμενο). http://search.lib.auth.gr/Record/105897
  • M. H. Hayes, Ψηφιακή Επεξεργασία Σήματος, Σειρά Shaum.  Θεσσαλονίκη: Εκδόσεις Τζιόλα, 2000 (Για φροντιστηριακή εξάσκηση). http://search.lib.auth.gr/Record/414563
  • Γ. Καραγιάννης και Κ. Τζιτζιράχος, Εισαγωγή στα Σήματα-Συστήματα, Αθήνα: Παπασωτηρίου, 2003. http://search.lib.auth.gr/Record/543998
  • Γ. Γεωργανόπουλος, Εισαγωγή στη Θεωρία και Επεξεργασία των Ψηφιακών και Αναλογικών Σημάτων. Θεσσαλονίκη: Κυριακίδης, 2003.
  • Γ. Μουστακίδης, Βασικές Τεχνικές Ψηφιακής Επεξεργασίας Σημάτων. Θεσσαλονίκη: Εκδόσεις Τζιόλα, 2004. http://search.lib.auth.gr/Record/506732
  • Π. Φωτόπουλος και Α. Βελώνη, Σήματα και Συστήματα για Τεχνολόγους. Αθήνα: Σύγχρονη Εκδοτική, 2008.
  • A. Παλαμίδης και Α. Βελώνη,  Σήματα και Συστήματα με MATLAB. Αθήνα: Σύγχρονη Εκδοτική, 2008. http://search.lib.auth.gr/Record/937997
  • Α. Αντωνίου, Ψηφιακή Επεξεργασία Σήματος. Σήματα, Συστήματα και Φίλτρα. Θεσσαλονίκη: Εκδόσεις Τζιόλα, 2009. http://search.lib.auth.gr/Record/936808
  • A. I. Μάργαρης, Σήματα και Συστήματα Συνεχούς &  Διακριτού Χρόνου. Θεσσαλονίκη: Εκδόσεις Τζιόλα, 2012. http://search.lib.auth.gr/Record/1010635
  • J. McClellan, R. W. Schafer, and M. Yoder, DSP First: A Multimedia Approach, 1/e. Englewood Cliffs, N.J.: Prentice Hall, 1997 (Ε. Ζ. Ψαράκης (μτφ.), Θεμελιώδεις Έννοιες της Επεξεργασίας Σημάτων. Πάτρα: Εκδόσεις Φιλομάθεια, 2006) (Συνιστώμενο). http://search.lib.auth.gr/Record/247595, http://search.lib.auth.gr/Record/546807
  • J. McClellan, R. W. Schafer, and M.  A. Yoder, Signal Processing First. Upper Saddle River, NJ: Pearson Education Prentice Hall, 2003 (Συνιστώμενο).
  • H. P. Hsu, Signals and Systems. New York, N.Y.: Schaum's Outlines, McGraw-Hill, 1995 (Για φροντιστηριακή εξάσκηση).
  • E. A. Lee and P. Varaiya, Structure and Interpretation of Signals and Systems. Boston, MA: Addison Wesley, 2003. http://search.lib.auth.gr/Record/491125
  • C. L. Phillips, J. M. Parr, and E. A. Riskin, Signals, Systems, and Transforms, 4/e. Upper Saddle River, NJ: Pearson Education, 2008. http://search.lib.auth.gr/Record/240297
  • E. Kudeki and D. C. Munson, Jr., Analog Signals and Systems. Upper Saddle River, NJ: Pearson Education, 2009.
  • J. Proakis and D. Manolakis, Digital Signal Processing, 3/e. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1996. http://search.lib.auth.gr/Record/287018
  • S. K. Mitra, Digital Signal Processing. A Computer-based Approach, 2/e. Boston, MA: McGraw-Hill International, 2002 (Συνδυάζει θεωρία και πρακτική εφαρμογή στο MATLAB. http://search.lib.auth.gr/Record/451667
  • U. Karrenberg, An Interactive Multimedia Introduction to Signal Processing (& CDROM), Springer Verlag, April 2002. http://search.lib.auth.gr/Record/490148
  • The student edition of MATLAB, Version 5: For Windows 95 and Windows NT. The Mathworks. (Ψάξτε για νεότερη έκδοση).
  • C. S. Burrus, J. H. McClellan, A. V. Oppenheim, T. W. Parks, R. W. Schafer, and H. W. Schuessler, Computer-Based Exercises for Signal Processing. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1994. http://search.lib.auth.gr/Record/43452
  • E. W. Kamen and B. S. Heck, Fundamentals of Signals and Systems Using MATLAB, 1/e. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1997. http://search.lib.auth.gr/Record/376516
  • J. R. Buck, M. M. Daniel, and A. C. Singer, Computer Explorations in Signals and Systems Using MATLAB. Upper Saddle River, NJ: Pearson Education, 1997. http://search.lib.auth.gr/Record/287023 http://search.lib.auth.gr/Record/287023
  • J. G. Proakis and V. K. Ingle, Digital Signal Processing. Upper Saddle River, NJ: Pearson Education, 2004 (Συνοπτικό χρηστικό εγχειρίδιο).
  • J. D. Sherrick, Concepts in Systems and Signals, 2/e. Upper Saddle River, NJ: Pearson Education Prentice Hall, 2005.
• Online readings
  • Πηγές στο Διαδίκτυο
  • T. Dutoit and F. Marques, Applied Signal Processing. A MATLAB-Based Proof of Concept. New York, N.Y.: Springer, 2009 (Συνιστώμενο) http://www.springer.com/engineering/signals/book/978-0-387-74534-3
  • Άλλα σχετικά ανοικτά μαθήματα άλλων ιδρυμάτων εσωτερικού ή εξωτερικού