Procesamiento digital de señales

Semana 1. Introducción (primera parte)

Dra. María del Pilar Gómez Gil

Otoño 2017

Coordinación de computación

INAOE Versión: 18 de Agosto 2017

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Tema Introducción al curso

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Página de la instructora: http://ccc.inaoep.mx/~pgomez/

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Objetivo del curso

O Introducir a estudiantes de ciencias de la computación en la teoría básica y la manipulación de señales y sistemas digitales. Esto incluye;

O Cubrir conceptos teóricos básicos del procesamiento digital de señales (PDS).

O Entender métodos y técnicas básicas para procesamiento digital de señales.

O Entrenar a los estudiantes en el uso de herramientas para aplicaciones relacionados a PDS.

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Temas principales

O Definiciones básicos

O Revisión de estadística, probabilidad y ruido

O Señales analógicas y digitales

O Sistemas lineales

O Convolución

O Transformada Discreta de Fourier

O Filtros digitales

O Transformadas wavelets

O Procesamiento de audio

O Procesamiento de señales biológicas

O Procesamiento de imágenes

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Página del curso: http://ccc.inaoep.mx/~pgomez/cursos/pds/

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Evaluación del curso

O 2 exámenes parciales ………..40%

O 1º. Semana #5 … Mi 20 de Sept. 2017

O 2º. Semana #10.. Mi 25 de Sept. 2017

O 1 examen final…………………….30%

O 5 de Diciembre 2017

O Trabajos/tareas…………………..30%

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Libros base

O Smith, Steven W. The Scientist and

Engineer's Guide to Digital Signal

Processing, Second Edition, 1999, California

Technical Publishing (acceso público en

línea en; http://www.dspguide.com/ )

O Proakis, JG and Manolakis, DG, 1996.

Digital Signal processing. Principles,

Algorithms and Applications. Third edition.

Prentice Hall.

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Acceso a biblioteca del INAOE

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Pregunta a Conricyt…

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El pensamiento computacional es un proceso de solución de problemas que incluye, entre otras cosas:

1. Formular problemas de una manera que permite o facilita su solución, usando computadoras u otras herramientas.

2. Representar datos a través de abstracciones, tales como modelos o simulaciones.

continúa…

¿Qué es el pensamiento computacional? (1/2)

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Tomado de: Operational definition of computational thinking for K-12 education. International Society

for technology in education (ISTE) and the Computer Science Teacher Association. 2011.

http://csta.acm.org/Curriculum/sub/CompThinking.html

¿Qué es el pensamiento computacional? (2/2)

3. Automatizar soluciones usando

pensamiento algorítmico.

4. Identificar, analizar e implementar posibles

soluciones con el objetivo de conseguir la

combinación de pasos y recursos mas

eficiente y efectiva.

5. Generalizar y transferir este proceso de

solución a otros problemas.

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CONCEPTO/HABILIDAD DEFINICIÓN

Recolección de datos Proceso de obtener información apropiada

Análisis de datos Dar sentido a los datos, encontrar patrones y

sacar conclusiones

Representación de

datos

Organización y muestra de datos en

gráficas, tablas, palabras o imágenes

Descomposición de

problema

División de las tareas en partes mas

pequeñas y manejables

Vocabulario asociado a pensamiento computacional (1/2)

13 (c) P.Gómez Gil, INAOE 2017

http://csta.acm.org/Curriculum/sub/CompThinking.html

CONCEPTO DEFINICIÓN

Abstracción Reducción de la complejidad para definir la idea

principal

Algoritmos y

procedimientos

Series de pasos ordenados usados para resolver un

problema o alcanzar un objetivo

Automatización Uso de computadoras o máquinas para hacer tareas

repetitivas o tediosas

Simulación Representación de un modelo de un proceso. También

incluye ejecutar experimentos usando modelos.

Paralelismo Organización de los recursos a fin de ejecutar tareas de

manera simultánea, de manera que consigan un objetivo

en común.

Vocabulario asociado a pensamiento computacional (2/2)

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Tema Lo ancho y profundo de

PDS (tarea: leer el capítulo 1 del libro de texto)

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Algunas ideas de Smith al respecto…

O El componente principal: las señales; éstas

pueden ser en una o varias dimensiones

O PDS es muy utilizada actualmente; su uso

ha revolucionado a la tecnología

O Los humanos somos procesadores nativos

de señales

O La posibilidad de hacer cómputo a gran

escala ha permitido grandes avances

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Relación de PDS con otras áreas

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(Smith, 1999)

Ejemplos de aplicaciones de PDS

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Y tú, para que quieres saber PDS??

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El problema de clasificar incluye el gran problema de extraer características..

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Identificar una región de interés en una imagen

https://www.mathworks.com/help/vision/examples/object-detection-using-deep-

learning.html#zmw57dd0e574

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Interfaces cerebro-computadora: control de sillas de ruedas

22

[D’croz Barón 2010]

Blinky: un identificador de comandos

López Espejel, Jessica Nayeli. Control de movimiento de objetos a

través del uso de electro-encefalogramas y redes neuronales

artificiales con equipo de bajo costo. Tesis de Licenciatura en

Ingeniería en sistemas computacionales. Universidad Autónoma de

Puebla. Asesores: M. Pilar Gómez Gil, José Arturo Olvera Lopez.

Puebla, 2015

EEG durante el parpadeo de ojos

24

Ojo derecho

Ojo izquierdo Ambos ojos.

(Lopez-Espejel, 2015)

Así son las señales…

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Identificación de fallas en motores (1/2)

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Identificación de fallas en motores (2/2)

27 (c) P.Gómez Gil, INAOE 2017

P. Gomez-Gil, J. Rangel-Magdaleno, J. M. Ramirez-Cortes, E. Garcia-Treviño

and I. Cruz-Vega, "Intelligent identification of induction motor conditions at

several mechanical loads," 2016 IEEE International Instrumentation and

Measurement Technology Conference Proceedings, Taipei, 2016, pp. 1-5.

doi: 10.1109/I2MTC.2016.7520396

Identificación de estados de epilepsia (1/4)

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Identificación de estados de epilepsia (2/4)

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Identificación de estados de epilepsia (3/4)

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Identificación de estados de epilepsia (4/4)

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Diagnóstico de cáncer de mama mediante imágenes termográfias

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\Eval_Pru_Frontal_L2Regularization(0004)\Eval_Pru_Frontal2C1

Daniela M. Reynoso Armenta.

Thermography in Breast

Cancer Detection. A Master Thesis in

Optics. Advisors; Jorge Castro Ramos and

M. del Pilar Gómez Gil.

Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y

Electrónica. (In progress 2017)

Seguiremos con: Tema

Estadística, probabilidad y ruido

(tarea: leer el capítulo 2 del libro de texto)

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