UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD Escuela de Ciencias Bsicas Tecnologa e Ingeniera Gua de Proyecto Final Periodo II de 2013

ACT 15: EVALUACIN FINAL

Nombre de curso: Procesamiento Digital de Seales 299004. Temticas revisadas: Sistemas LTI, Transformada Discreta de Fourier,

Correlacin, Filtros Digitales, Aplicaciones de filtros digitales, Procesamiento

Digital de Imgenes, Procesamiento Digital de Audio.

Objetivos:

Disear filtros IIR (Respuesta Infinita al Impulso) a partir de filtros analgicos,

mediante el mtodo de Transformacin Bilineal.

Disear filtros FIR de fase lineal mediante mtodos de optimizacin.

Realizar operaciones de procesamiento digital de imgenes y audio.

Aspectos generales del proyecto:

El curso Procesamiento Digital de Seales no ser evaluado mediante la

prueba final de carcter objetivo (Examen final), por lo tanto el estudiante no tiene la opcin de presentar la prueba nica del 100%.

El 40% de la nota final se obtendr de la presentacin y entrega del presente proyecto.

En la circular 400-

transcribe la decisin que el Consejo de la ECBTI en sesin del 29 de julio del

2010 tom en relacin con la habilitacin de los cursos metodolgicos y los que

tienen evaluacin por proyecto: 1. Los cursos metodolgicos no sern habilitables

y 2. Los cursos evaluados por proyectos no sern habilitables ni podrn ser

Estrategia de aprendizaje: Aprendizaje Colaborativo.

Peso evaluativo: 200 Puntos. Equivale al 40% de la nota definitiva del curso.

Cronograma de actividades:

Inicio: 12/Dic/2013 Cierre: 16/Dic/2013

Producto esperado: Informe final grupal formato .PDF

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Espacio para el desarrollo del proyecto: Foro Actividad 15: Proyecto Final.

Cada integrante del grupo debe ingresar permanentemente a ese espacio durante

el tiempo establecido en la agenda para el desarrollo del proyecto.

GUA DE ACTIVIDADES

El proyecto consta de dos (2) fases, que se explican a continuacin.

FASE1: DISEO DE FILTROS DIGITALES

Material y equipo: Computador donde se encuentre instalado el paquete MatLab. Introduccin:

En procesamiento de seales, la funcin de un filtro es remover partes no deseadas de una seal, como por ejemplo ruido aleatorio, e igualmente, ser selectivo en frecuencia, es decir, que deje pasar seales con componentes frecuenciales en ciertas bandas, al tiempo que atena seales que contengan componentes frecuenciales en otras bandas (Mitra, 2007).

En general, se emplear el trmino filtro para describir el sistema lineal e invariante en el tiempo utilizado para realizar operaciones de conformacin espectral o filtrado selectivo en frecuencia. Los filtros se suelen clasificar segn sus caractersticas en el dominio de la frecuencia como paso bajo, paso alto, paso banda y de banda eliminada. Una distincin fundamental en los sistemas LTI, y en particular en los filtros digitales, es la duracin de la respuesta ante el impulso. Se habla de filtros de respuesta finita al impulso o no recursivos (FIR, de Finite Duration Impulse Response) y de filtros de respuesta infinita o recursivos (IIR, de Infinite - Duration Impulse Response)(Mitra, 2007).

El diseo de filtros IIR suele efectuarse fcilmente partiendo de un filtro analgico, que puede ser Butterworth, Chebyshev I, Chebyshev II y elptico y aplicando a

continuacin un mapeo adecuado de la variable de frecuencia compleja en la variable compleja . El mtodo de la transformacin bilineal, que se utiliza ampliamente, se basa en el anterior procedimiento. (Para mayor informacin, consultar Mitra 2007). Para el caso de filtros FIR, las tcnicas que proporcionan los mejores resultados son: mtodo de fase lineal utilizando ventanas, mtodo basado en el muestreo de frecuencia y el mtodo de fase lineal con rizado constante ptimo.

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Actividades a realizar: 1. Las siguientes funciones de transferencia describen diferentes tipos de filtros

digitales. Use el comando freqz de MatLab para graficar la magnitud Vs la frecuencia en radianes. De acuerdo a la grfica identifique qu tipo de filtro representa cada funcin.

2. Calcule la funcin de transferencia de un filtro digital pasa - bajo con

frecuencia de corte de con de atenuacin, y al menos a

. La frecuencia de muestreo .

a) Realice el diseo a partir de un prototipo analgico de Butterworth utilizando

el mtodo de la transformada bilineal (Apoyarse en las funciones de MatLab

bilinear y buttap)

b) Realice el diseo a partir de un prototipo analgico directo de Chebyshev

utilizando el mtodo del Impulso Invariante (Apoyarse en las funciones de

MatLab impinvary cheb1ap)

Para estimar el orden del filtro en cada caso se emplearn las funciones de

MatLab buttord y cheb1ord.

Se puede obtener la funcin de transferencia del filtro a partir de los polos y ceros

con la funcin zp2tf.

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3. Disee un filtro digital FIR pasabanda, con ayuda de la funcin firpm de

MatLab, de manera que cumpla con las siguientes especificaciones:

Producto esperado Fase 1:

Grficos de respuesta en magnitud y fase obtenidos para cada filtro.

Cdigo en MatLab generado.

Conclusiones para cada filtro.

FASE 2: PROCESAMIENTO DIGITAL DE AUDIO

Material y equipo: Computadora con MATLAB Audfonos

Introduccin: La teora del procesamiento de seales desempea un papel importante en el desarrollo de las telecomunicaciones digitales y en la automatizacin de sistemas. El rea de investigacin y desarrollo en Procesamiento Digital de Seales (DSP, de Digital Signal Processing) ha crecido significativamente, debido a la rpida evolucin de la tecnologa informtica y a la fabricacin de circuitos integrados. A raz de esto, se pueden encontrar aplicaciones de los mtodos de DSP en radio y televisin digital, telefona celular, reconocimiento de voz, exploracin geofsica, electrnica mdica, y en general, en cualquier sistema de comunicacin que se relacione con procesamiento y recuperacin de informacin (Nguyen, 2007).

Actividad a realizar:

1. El archivo train.mde Matlab contiene una seal de audio que puede cargarse

en el espacio de trabajo de Matlab mediante el comando:

>> load train

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Pruebe que la seal haya sido cargada correctamente y escchela con el comando sound(y,Fs).

2. Utilice el comando flipud de MatLab para invertir la seal. Escuche la seal invertida como lo hizo en el paso anterior.

3. Disee una forma para aadir eco a la seal original. Escuche la seal con eco.

4. Disee un filtro FIR pasabajo de orden 30 y aplquelo a la seal, con . Escuche la seal original y la seal con el filtro aplicado.

5. Disee un filtro FIR pasa banda de orden 30 que deje pasar la banda de

frecuencias comprendida entre y . Escuche la seal original y la seal con el filtro aplicado.

6. Disee un filtro FIR pasa bajo de orden 30 con . Escuche la seal original y la seal con el filtro aplicado.

Producto esperado Fase 2:

Graficas obtenidas por cada punto con el comando plot.

Grficas del espectro de cada seal en cada punto aplicando la transformada de Fourier.

Todos los archivos de audio y cdigos de MatLab generados con sus respectivos comentarios.

Conclusiones en cada uno de los puntos. ESPECIFICACIONES DEL DOCUMENTO FINAL El tutor del curso abrir un espacio dentro del Foro de Act. 15: Evaluacin Final (Curso por Proyecto), llamado: En este espacio los integrantes del grupo colaborativo deben interactuar

asertivamente y dar a conocer sus inquietudes sobre el desarrollo de la actividad y

la construccin del informe final. Todos los integrantes del grupo son responsables

del xito en la presentacin del informe. Cada estudiante debe ingresar diariamente al foro de trabajo colaborativo durante

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el perodo en que se encuentre abierta la actividad y debe dejar evidencia de sus

los compaeros de grupo.

El informe debe contener las siguientes partes:

Portada: Ttulo, nombre de los participantes que contribuyeron en la elaboracin del informe final con su respectivo nmero de identificacin personal, nombre del curso y fecha.

Justificacin: Donde se evidencia el planteamiento del problema, sus variables y la metodologa para dar solucin al desarrollo del proyecto.

Contenido: El Informe Final en su estructura debe contener: Introduccin, objetivo general, desarrollo de las fases del proyecto y los productos solicitados.

Conclusiones: Consigne aqu las conclusiones obtenidas por cada fase.

Referencias Bibliogrficas: Enunciar los apoyos documentales que le

sirvieron como soporte para la construccin del informe y la solucin del

proyecto, basados en el formato APA.

Formato del Archivo.

El archivo debe adjuntarse a travs del foro en el tema creado para ello por el tutor del curso.

El archivo debe tener el nombre: GrupoXX_EvaluacionFinal.pdf. Por ejemplo, si su grupo es 18 el nombre de su archivo debe ser: Grupo18_EvaluacionFinal.pdf sin usar caracteres especiales como tildes o puntos.

Tamao del archivo final: El tamao NO debe superar los 2MB. CONSIDERACIONES GENERALES:

No se calificar el informe que no se adjunte en el espacio indicado. Deben establecer un plazo mximo de espera para los integrantes del grupo

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colaborativo que no ingresen los primeros das una vez abierta la actividad. Esto

se debe indicar en el foro. El plazo mximo de espera no puede superar los 2 das.

El estudiante que ingrese a ltima hora o fuera del plazo establecido no deber ser incluido dentro de la portada del informe final del proyecto del grupo colaborativo. El estudiante que no participe en el Foro de la actividad 15 durante el perodo establecido en la Agenda del Aula, obtendr una nota de 0 en esta actividad. El plagio da lugar a una calificacin de 0 en la actividad.

xitos!!

BIBLIOGRAFA

Mitra, Sanjit K. (2007). Procesamiento de Seales Digitales. Un Enfoque Basado en Computadora. Tercera Edicin. Mxico - D.F, Editorial Mc Graw Hill.

Nguyen, P. (2007, Agosto 7). Fundamentals of Signal Processing (thu). Disponible en: pgina web de Connexions: http://cnx.org/content/col10446/1.1/. Acceso en 05 Sept. 2009.