Proseminar

Digitale Filter

Sommersemester 2017


Proseminar: Digitale Filter

Sarah Andris, Prof. Dr. Joachim Weickert

Sommersemester 2017

(Pro-)Seminar (2 h)

Hinweise: Im Sinne der Studien- und Prüfungsordnungen der Bachelor-/Master-Studiengänge Mathematik ist diese Veranstaltung ein Seminar. Ein Hauptseminarschein kann nicht erworben werden.
Im Sinne der Studien- und Prüfungsordnungen der Informatikstudiengänge handelt es sich um ein Proseminar. Es kann kein Seminarschein für diese Studiengänge erworben werden.

Aliasing. (Autor: Bemrose)


NEU: Die Registrierungsphase ist eröffnet.

NEU: Seminartermine wurden geändert.



Wichtige TermineBeschreibungRegistrierungVoraussetzungenEinführungsveranstaltungThemenübersichtZusätzliches MaterialLiteratur



Einführungsveranstaltung (Anwesenheit erforderlich):
Die Einführungsveranstaltung wird am Mittwoch, den 15. Februar 2017 um 16:15 Uhr in Gebäude E1.7, Raum 4.10 stattfinden.
Bei dieser Besprechung werden die Themen auf die Teilnehmer verteilt. Es besteht Anwesenheitspflicht für alle Kursteilnehmer. Bitte vergessen Sie nicht, dass Sie sich vorher registrieren müssen (siehe unten).

Seminartermine im Sommersemester 2017:
Dienstag, 16:15 Uhr in Gebäude E1.7, Raum 4.10.


Inhalt:
Digitale Signalverarbeitung durchdringt unseren Alltag heute in den vielfältigsten Formen — vom Handy bis zum DVD-Spieler. Dahinter stecken interessante theoretische Grundlagen, die wir in diesem Seminar erarbeiten wollen.
Eine zentrale Rolle spielt dabei die Beschreibung von Signalen im Frequenzbereich. In diesem Zusammenhang werden Fourierreihen und Fourierintegrale als Mittel zur Frequenzanalyse eingeführt und ihre Eigenschaften beschrieben.
Mit diesem Wissen kann man zum einen das Frequenzverhalten digitaler Filter analysieren, die Umkehrung bildet das Filterdesign: Man erhält maßgeschneiderte Filter für Anwendungen, indem man die gewünschten Filtereigenschaften im Frequenzbereich beschreibt und den Filter anhand des Frequenzverhaltens konstruiert.
Außerdem werden Fragen der Approximation und Digitalisierung behandelt. Den Höhepunkt dieses Themenkomplexes bildet das Abtasttheorem (sampling theorem), das von grundlegender Bedeutung für alle Bereiche der Signal- und Bildverarbeitung ist.
Das Proseminar nutzt das Buch Digital Filters von R.W. Hamming [1] als Grundlage.

Voraussetzungen:
Das Proseminar richtet sich an Studierende der Mathematik und Informatik mit Mathematikkenntnissen im Umfang von 2-3 Semestern. Bildverarbeitungskenntnisse sind nicht erforderlich.

Sprache:
Vortragssprache ist Deutsch. Das Verständnis englischsprachiger Fachliteratur ist erforderlich.


Die Registrierung ist vorbei.


Regelmäßige Teilnahme:
Es wird erwartet, dass Teilnehmer(innen) zu allen Terminen erscheinen, außer bei einem wichtigem Grund, der nicht auf eigenem Verschulden beruht (Nachweise bitte sofort einreichen).

Individuelle Vorbesprechung:
Ihren Vortrag müssen Sie spätestens in der vorausgehenden Kalenderwoche mit dem jeweiligen Seminarbetreuer besprechen. Es liegt in Ihrer Verantwortung, diese Frist einzuhalten. Vereinbaren Sie dafür rechtzeitig einen Termin! Bitte legen Sie zur Vorbesprechung einen reifen Entwurf Ihres Vortrags vor. Selbstverständlich können Sie uns auch schon früher während der Vorbereitung Ihres Vortrags konsultieren.

Präsentation:
Vortragsdauer ist 30 Minuten pro Sprecher, plus 15 Minuten für Diskussion. Bitte halten Sie diese Zeitvorgaben ein. Bei den Präsentationsmitteln haben Sie freie Wahl zwischen Beamer, Overheadprojektor und Whiteboard. Diese können auch miteinander kombiniert werden. Die Vortragssprache ist Deutsch.

Nichterscheinen beim eigenen Vortragstermin:
Absagen des eigenen Vortragstermins oder Nichterscheinen beim eigenen Vortrag ist aus verschiedenen Gründen unsozial: Nachfolgende, darauf aufbauende Vorträge werden in Mitleidenschaft gezogen, Lieblingsthemen anderer Studierender werden blockiert, und im schlimmsten Fall haben Sie sogar einem Kommilitonen den Proseminarplatz streitig gemacht. Daher behalten wir uns vor, Studierende, die aus von ihnen verschuldeten Gründen ihren eigenen Vortragstermin nicht wahrnehmen, von zukünftigen Proseminaren und Seminaren unserer Gruppe auszuschließen.

Schriftliche Ausarbeitung:
Bitte fertigen Sie bis spätestens drei Wochen nach Vorlesungsende eine schriftliche Ausarbeitung Ihres Vortrags an. Die Deadline ist Freitag, 18. August, 23:59 Uhr. Dies ist eine Zusammenfassung, die in der Regel einen Umfang von drei bis fünf Seiten hat und in die Bewertung eingeht. Bitte mailen Sie die Ausarbeitung als PDF-Datei an Sarah Andris. Wir empfehlen die Anfertigung der Ausarbeitung mit LaTeX, aber wir akzeptieren auch die Erstellung mit anderen Textverarbeitungsprogrammen (z.B. Libre Office).

Plagiarismus:
Beachten Sie unbedingt die Standards wissenschaftlichen Arbeitens: Zitate und übernommenes Material (Daten, Bilder) müssen als solche gekennzeichnet und mit Quellenangabe versehen sein. Ein Literaturverzeichnis ist erforderlich. Ansonsten gilt das Seminar als nicht bestanden.

Teilnahme an Diskussionen:
Die Diskussionen nach den Präsentationen sind ein essenzieller Teil dieses Proseminars. Das bedeutet, dass die Teilnehmer Fragen stellen und damit positive und negative Aspekte der vorgestellten Idee finden sollen. Die aktive Teilnahme ist Teil der Schlussnote.

Verspätungen:
Um den Vortragenden nicht zu unterbrechen oder zu stören, müssen alle Teilnehmer rechtzeitig im Seminarraum sein. Teilnehmer, die regelmäßig zu spät kommen, müssen damit rechnen, dass dies einen negativen Einfluss auf ihre Note haben wird.


Nach der Einführungsveranstaltung werden hier die Folien der zugehörigen Präsentation zur Verfügung gestellt. Sie enthalten u.A. wichtige Informationen zur Vorbereitung eines guten Vortrags.


Wenn Ihre Registrierung erfolgreich war, erhalten Sie das Passwort vor der Einführungsveranstaltung.

Lesen Sie sich bitte Kapitel 1 in Eigenarbeit durch. Falls Sie Fragen haben sollten, können Sie sich an Sarah Andris wenden.


No.   Datum   Betreuer Vortragender Buchabschnitt
1 09/05 Weickert Huasheng Chen
Folien
Kapitel 2:
Frequenzanalyse
2 09/05 Andris Jillian Clark
Folien
Kapitel 3 (Seite 36-50):
Einfache Anwendungsbeispiele I
3 16/05 Weickert Mei Chen
Folien
Kapitel 3 (Seite 50-70):
Einfache Anwendungsbeispiele II
4 16/05 Andris Joschka Gross
Folien
Kapitel 4:
Fourierreihen
5 23/05 Weickert Lennart Haas
Folien
Kapitel 5:
Fenster als Grundbausteine für das Filterdesign
6 23/05 Andris Philippe Thiel
Folien
Kapitel 6:
Design nichtrekursiver linearer Filter
7 30/05 Weickert entfällt
Kapitel 7:
Glatte nichtrekursive Filter
8 30/05 Andris Peter Korusiewicz
Folien
Kapitel 8:
Fourierintegral und Abtasttheorem
9 30/05 Weickert Viktoria Wirbel
Folien
Kapitel 9:
Kaiserfenster und Optimierung
10 06/06 Andris Felicitas Pankalla
Folien
Kapitel 10:
Die endliche Fourierreihe
11 06/06 Weickert Nathalie Tritz
Folien
Kapitel 11:
Spektren


  1. R. W. Hamming:
    Digital filters.
    Third Edition, Dover Publications Inc., Mineola, NY, 1989.

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