Embed Size (px)
Citation preview
Motivación para el laboratorio de Introducción al Procesado Digital de Señales:
señales biomédicas
Profesores: Marcelino Martínez, Emilio Soria, José Vicente Francés, y Luis Gómez Chova.
Dpto de Ingeniería Electrónica, E.T.S.E, Universidad de Valencia, C/ Dr Moliner 50, 45100, Burjassot
Jornada d'intercanvi d'experiències d'innovació en l'ETSE
NOMBRE: Introducción al Procesado Digital de Señales (13114).TIPO: ObligatorioTITULACIÓN: Ingeniería Técnica de Telecomunicación, especialidad Sistemas Electrónicos.DEPARTAMENTO: Ingeniería ElectrónicaCURSO RECOMENDADO: segundoPERÍODO: 1er cuatrimestreCRÉDITOS TEÓRICOS: 4.5CRÉDITOS PRÁCTICOS: 3
PAGINA WEB: http://www.uv.es/~martsobm/PROFESORES MÓDULO TEÓRICO: (2 GRUPOS)Marcelino Martínez Sober ([email protected]) Emilio Soria Olivas ([email protected])
PROFESORES MÓDULO PRÁCTICO: (5 GRUPOS)Marcelino Martínez Sober ([email protected]) Emilio Soria Olivas ([email protected])Jose V. Francés Víllora ([email protected])Luis Gómez Chova ([email protected])
OBJETIVOS:En esta asignatura se introducen las nociones básicas del procesado digital de señales. Los temas desarrollados se inician en el proceso de muestreo de las señales analógicas. Se describen las herramientas para el estudio de los sistemas lineales, y se introducen la transformada Z como herramienta básica en el estudio de dichos sistemas. Se hace un análisis de los mismos en el dominio temporal y frecuencial. Dichos conceptos serán utilizados posteriormente por otras asignaturas que forman la titulación
La Asignatura
Jornada d'intercanvi d'experiències d'innovació en l'ETSE
El Módulo de Laboratorio ★9+1 sesiones de 3 horas de duración. La última sesión es un examen individual.★Prácticas programadas para que todos los grupos realicen la misma práctica cada semana.★Contenidos de la prácticas sincronizadas con los contenidos del módulo teórico.★La asistencia al laboratorio no es obligatoria.
LABORATORIO: SemanaPráctica 1.- Introducción al programa MATLAB. 13 OctPráctica 2.- Muestreo de Señales. 20 OctPráctica 3.- Cuantización. 27 OctPráctica 4.- Linealidad y estabilidad en sistemas discretos. 03 NovPráctica 5.- Convolución y ecuaciones en diferencias. 10 NovPráctica 6.- Correlación. 17 NovPráctica 7.- La transformada Z. 24 NovPráctica 8.- Respuesta en frecuencia de los sistemas discretos. 01 DicPráctica 9.- Detección de tonos en la línea telefónica. 15 Dic Práctica 10.- Examen de Laboratorio. 12 Ene
Las semanas del 8 de diciembre y 5 de enero no habrá laboratorio.
EXAMEN:
El examen de laboratorio de la convocatoria oficial se realizara al acabar el examen teórico
Jornada d'intercanvi d'experiències d'innovació en l'ETSE
El Módulo de Laboratorio ★9+1 sesiones de 3 horas de duración. La última sesión es un examen individual.★Prácticas programadas para que todos los grupos realicen la misma práctica cada semana.★Contenidos de la prácticas sincronizadas con los contenidos del módulo teórico.★La asistencia al laboratorio no es obligatoria.
LABORATORIO: SemanaPráctica 1.- Introducción al programa MATLAB. 13 OctPráctica 2.- Muestreo de Señales. 20 OctPráctica 3.- Cuantización. 27 OctPráctica 4.- Linealidad y estabilidad en sistemas discretos. 03 NovPráctica 5.- Convolución y ecuaciones en diferencias. 10 NovPráctica 6.- Correlación. 17 NovPráctica 7.- La transformada Z. 24 NovPráctica 8.- Respuesta en frecuencia de los sistemas discretos. 01 DicPráctica 9.- Detección de tonos en la línea telefónica. 15 Dic Práctica 10.- Examen de Laboratorio. 12 Ene
Las semanas del 8 de diciembre y 5 de enero no habrá laboratorio.
EXAMEN:
El examen de laboratorio de la convocatoria oficial se realizara al acabar el examen teórico EvaluaciónPara los alumnos que asisten al laboratorio.★Examen de laboratorio (práctica 10): 70%★Memoria de una práctica: 20 %★Evaluación continua de las sesiones: 10%
Habrá un examen de laboratorio, el día de la convocatoria oficial, al que podrán presentarse los alumnos que no hayan asistido a las sesiones de laboratorio o que deseen mejorar su nota que constituirá el 100% de la nota de laboratorio.
Jornada d'intercanvi d'experiències d'innovació en l'ETSE
★La asignatura es muy teórica.★Nos gustaría ver más ejemplos de aplicación★Es difícil relacionar los contenidos teóricos con un problema práctico concreto.
Comentarios de los alumnos
Actuaciones ...★Todas las prácticas tienen un último apartado con una aplicación real concreta.
Problemas ...★No siempre se llega a este último punto
Jornada d'intercanvi d'experiències d'innovació en l'ETSE
★ Se propone modificar algunas sesiones de laboratorio por un mini-proyecto,
OBJETIVOS:
Relacionar el módulo teórico con ejemplos reales de aplicación.Fomentar el trabajo en grupo y el reparto de tareas.Fomentar con la búsqueda de información.Familiarizarse con el formato de una comunicación científica.
El Módulo de Laboratorio 2008-2009
Jornada d'intercanvi d'experiències d'innovació en l'ETSE
★ Se propone modificar algunas sesiones de laboratorio por un mini-proyecto,
OBJETIVOS:
Relacionar el módulo teórico con ejemplos reales de aplicación.Fomentar el trabajo en grupo y el reparto de tareas.Fomentar con la búsqueda de información.Familiarizarse con el formato de una comunicación científica.
El Módulo de Laboratorio 2008-2009
PLANTEAMIENTO:
★Duración del miniproyecto: 3 sesiones (9 horas)★Realización: intercaladas con el resto de sesiones.(Por necesidades de sincronización)★Contenido de los miniproyectos:
Deben incluir el trabajo con señales reales.Deben ser relativamente sencillos y adaptado al número de horas.Deben abarcar el mayor número de etapas de un sistema de procesado
digital de señales.
Jornada d'intercanvi d'experiències d'innovació en l'ETSE
Dada la experiencia de los profesores, el material disponible para la investigación en el Procesado de señales Biomédicas, y el interés que podía suscitar en alumno en el alumno el adquirir y analizar su propias señales, o bien generar efectos sobre señales de audio se propusieron los siguientes proyectos.
Proyecto 1. Determinación del ritmo cardíaco en una señal de Electrocardiograma.Proyecto 2. Procesador de efectos de audio.Proyecto 3. Reverberación artificial.Proyecto 4. Ecualizador.Proyecto 5. Aurelización.Proyecto 6. Detección de la dirección de la mirada utilizando el Electrooculograma.
Proyectos propuesto 2008-2009
Jornada d'intercanvi d'experiències d'innovació en l'ETSE
Dada la experiencia de los profesores, el material disponible para la investigación en el Procesado de señales Biomédicas, y el interés que podía suscitar en alumno en el alumno el adquirir y analizar su propias señales, o bien generar efectos sobre señales de audio se propusieron los siguientes proyectos.
Proyecto 1. Determinación del ritmo cardíaco en una señal de Electrocardiograma.Proyecto 2. Procesador de efectos de audio.Proyecto 3. Reverberación artificial.Proyecto 4. Ecualizador.Proyecto 5. Aurelización.Proyecto 6. Detección de la dirección de la mirada utilizando el Electrooculograma.
Proyectos propuesto 2008-2009
REALIZACIÓN: por parejas. (en general las del resto de prácticas)
ASIGNACIÓN: capa pareja puede elegir el proyecto que quiera y notificarlo a profesor antes de la primera sesión asignada a miniproyecto. (Logística)
Jornada d'intercanvi d'experiències d'innovació en l'ETSE
Dada la experiencia de los profesores, el material disponible para la investigación en el Procesado de señales Biomédicas, y el interés que podía suscitar en alumno en el alumno el adquirir y analizar su propias señales, o bien generar efectos sobre señales de audio se propusieron los siguientes proyectos.
Proyecto 1. Determinación del ritmo cardíaco en una señal de Electrocardiograma.Proyecto 2. Procesador de efectos de audio.Proyecto 3. Reverberación artificial.Proyecto 4. Ecualizador.Proyecto 5. Aurelización.Proyecto 6. Detección de la dirección de la mirada utilizando el Electrooculograma.
Proyectos propuesto 2008-2009
REALIZACIÓN: por parejas. (en general las del resto de prácticas)
ASIGNACIÓN: capa pareja puede elegir el proyecto que quiera y notificarlo a profesor antes de la primera sesión asignada a miniproyecto. (Logística)
MATERIAL DISPONIBLE:Micrófonos, AuricularesTarjetas de adquisición de datos NI USB6008 (Controlables Labview)Tarjetas de sonidos (integradas en los PC)Amplificadores de Bioseñales (Guger Technologies) INVESTIGACIÓNElectrodosMaterial habitual de los puestos de laboratorio
Jornada d'intercanvi d'experiències d'innovació en l'ETSE
INFORMACIÓN DISPONIBLE: todos los miniproyectos tienen, al menos, un documento para introducir al alumno en el problema planteado. Se remarca que este documento es un punto de partida, para buscar información.
Proyectos propuestos 2008-2009
Proyecto 1. A comparison of the noise sensitivity of nine QRS detection algorithms, Friesen, G.M.; Jannett, T.C.; Jadallah, M.A.; Yates, S.L.; Quint, S.R.; Nagle, H.T.; Biomedical Engineering, IEEE Transactions on Volume 37, Issue 1, Jan. 1990 Page(s):85 - 98 .Digital Object Identifier 10.1109/10.43620
Proyecto 2.http://www.harmony-central.com/Effects/effects-explained.html
Proyecto 3.Reverberación y Espacialización de Contenidos.http://ccrma.stanford.edu/workshops/cm2007/topics/clases/PDFs/09reverb-space_handout.pdf
Reverberation. http://www.harmony-central.com/Effects/Articles/Reverb/
Proyecto 4.
http://www.harmony-central.com/Effects/Articles/Equalization/
Proyecto 5.
3-D Audio for HCI.http://interface.cipic.ucdavis.edu/CIL_tutorial/3D_home.htm
Localization of Sound Sources.http://www.pa.msu.edu/acoustics/loc.htm
Proyecto 6.
Biomedical instrumentation based on electrooculogram (EOG) signal processing and application to a hospital alarm system Venkataramanan, S.; Prabhat, P.; Choudhury, S.R.; Nemade, H.B.; Sahambi, J.S.; Intelligent Sensing and Information Processing, 2005. Proceedings of 2005 International Conference on4-7 Jan. 2005 Page(s):535 - 540
Jornada d'intercanvi d'experiències d'innovació en l'ETSE
SINCRONIZACIÓN: las sesiones de prácticas están estrechamente vinculadas con la teoría por lo que para que esto se mantuviese, y que se hubiesen viste suficientes contenidos teóricos para su realización se distribuyeron de la siguiente manera:
LABORATORIO: Práctica 1.- Introducción al programa MATLAB. Práctica 2.- Muestreo de Señales. Práctica 3.- Cuantización. Práctica 4.-Convolución y ecuaciones en diferencias Práctica 5.- SESION 1 BÚSQUEDA DE INFORMACIÓN, REPARTO DE TAREAS, Y ADQUISICIÓN DE SEÑALES Práctica 6.-La transformada Z. Práctica 7.-SESION 2 PROGRAMACIÓN Y VERIFICACIÓN DE ALGORITMOS, ADQUISICIÓN DE SEÑALES Práctica 8.-Respuesta en frecuencia de los sistemas discretos. Práctica 9.-SESION 3 ANÁLISIS DE RESULTADOS, ELABORACIÓN MEMORIA, ADQUISICIÓN DE SEÑALESPráctica 10.-Examen de Laboratorio.
Cronograma de realización: problemas
Jornada d'intercanvi d'experiències d'innovació en l'ETSE
SINCRONIZACIÓN: las sesiones de prácticas están estrechamente vinculadas con la teoría por lo que para que esto se mantuviese, y que se hubiesen viste suficientes contenidos teóricos para su realización se distribuyeron de la siguiente manera:
LABORATORIO: Práctica 1.- Introducción al programa MATLAB. Práctica 2.- Muestreo de Señales. Práctica 3.- Cuantización. Práctica 4.-Convolución y ecuaciones en diferencias Práctica 5.- SESION 1 BÚSQUEDA DE INFORMACIÓN, REPARTO DE TAREAS, Y ADQUISICIÓN DE SEÑALES Práctica 6.-La transformada Z. Práctica 7.-SESION 2 PROGRAMACIÓN Y VERIFICACIÓN DE ALGORITMOS, ADQUISICIÓN DE SEÑALES Práctica 8.-Respuesta en frecuencia de los sistemas discretos. Práctica 9.-SESION 3 ANÁLISIS DE RESULTADOS, ELABORACIÓN MEMORIA, ADQUISICIÓN DE SEÑALESPráctica 10.-Examen de Laboratorio.
Cronograma de realización: problemas
PROBLEMA LOGÍSTICO DE LA ADQUISICIÓN DE BIOSEÑALES: El número de Amplificadores de bioseñales es de 2. Se montó un equipo para la práctica 1 y otro para la 6.
SOLUCIONES:En la primera sesión, los alumnos combinan la búsqueda de información con la adquisición de señales.Los registros adquiridos se colocan en la página web de la asignatura creando un repositorio que todos pueden utilizar, antes de adquirir sus propias señales.Los sistemas de adquisición están disponibles en todas las sesiones.
Jornada d'intercanvi d'experiències d'innovació en l'ETSE
Para:
Evitar una gran disparidad en las memorias presentadas.Que se siguiese un formato común.Los alumnos se familiarizasen con una comunicación científica.Que se aprendiese a sintetizar
Se proporcionó una plantilla de formato habitual en las comunicaciones a congreso.
Especifica los distintos apartados que debe que contener (Organizar)Indica el formato concreto del documentro (Estructurar)Limita el número de páginas (Síntetizar)Obliga a redactar y organizar la información (Redactar)
Además del documento de la Memoria se deben entregar LOS PROGRAMAS utilizados para obtener los resultados presentados.
Memoria del proyecto.
Jornada d'intercanvi d'experiències d'innovació en l'ETSE
Para:
Evitar una gran disparidad en las memorias presentadas.Que se siguiese un formato común.Los alumnos se familiarizasen con una comunicación científica.Que se aprendiese a sintetizar
Se proporcionó una plantilla de formato habitual en las comunicaciones a congreso.
Especifica los distintos apartados que debe que contener (Organizar)Indica el formato concreto del documentro (Estructurar)Limita el número de páginas (Síntetizar)Obliga a redactar y organizar la información (Redactar)
Además del documento de la Memoria se deben entregar LOS PROGRAMAS utilizados para obtener los resultados presentados.
Memoria del proyecto.
Jornada d'intercanvi d'experiències d'innovació en l'ETSE
Evaluación del Laboratorio.
Para los alumnos que asisten al laboratorio.
★Examen de laboratorio (práctica 10): 50% (Anterior 70%)★Mini proyecto: 40 % (Anterior 20%). Aspectos valorados
Seguimiento del formato especificado.Claridad de la exposición.Conclusiones presentadas.BibliografíaResultados obtenidos
★Evaluación continua de las sesiones: 10% (Anterior 10%)
Sigue habiendo un examen de laboratorio, el día de la convocatoria oficial, al que podrán presentarse los alumnos que no hayan asistido a las sesiones de laboratorio o aquellos que deseen mejorar su nota que constituirá el 100% de la nota de laboratorio.
Jornada d'intercanvi d'experiències d'innovació en l'ETSE
Algunas estadísticas I
Efectos de Audio 9Aurealización 2Ritmo Cardíaco (ECG) 11Direccion Mirada (EOG) 2
PROYECTOS SELECCIONADOS
Jornada d'intercanvi d'experiències d'innovació en l'ETSE
Algunas estadísticas I
Suspensos 17, 21.79%Aprobados 15 19.23%No Presentados 46 58.97%3 de los NP tienen el laboratorio aprobado del año anterior
Estadísticas sobre notas finales.RESULTADOS 1ª CONVOCATORIA (Solo Laboratorio):
Efectos de Audio 9Aurealización 2Ritmo Cardíaco (ECG) 11Direccion Mirada (EOG) 2
PROYECTOS SELECCIONADOS
Jornada d'intercanvi d'experiències d'innovació en l'ETSE
Algunas estadísticas II
Ex.LaboratorioSuspensos 19, 62.5%Aprobados 9 37.5%Memoria:Suspensos 1, 4.17%Aprobados 23 95.83%Nota FinalSuspensos 5, 20.83%Aprobados 19 19.17%
Estadísticas sobre alumnos presentados al examen de laboratorio
Jornada d'intercanvi d'experiències d'innovació en l'ETSE
Opiniones de los alumnos Con este proyecto nos hemos acercado un poco más a la aplicación real que tiene esta asignatura incluso hacia un enfoque laboral del cual debemos buscar nuestra propia información y método de trabajo e implementarlo para poder tener un buen producto. Durante la realización de este proyecto hemos tenido muchos problemas, tanto en la realización del programa como también en la obtención de información.
Con la realización de este proyecto hemos aprendido acerca de los efectos de audio que desconociamos aparte de poder realizar mediante el matlab los efectos de audio clásicos, como el eco simple. Con la realización del trabajo, hemos conseguido poder manejar con mas soltura el lenguaje del matlab y asi poder hacernos una idea de lo que realmente hemos aprendido de la asignatura. Debido a todo esto, nos ha servido para motivarnos frente a losfuturos proyectos ya sean academicos o laborales.
Con la realización de estre proyecto, se ha despertado el interes del alumno por la asignatura, ya que se ha demostrado, que todo lo dado en clase, es reflejo de la realidad, ya que no hay que irse muy lejos para encontrarnos con un centro de salud, electrocardiograma, y sus diversos tipos de filtros a la hora de combatir los ruidos de las señales.
Esteproyectohaservidoparaqueempezáramosamanejarnosenloquevaasernuestracarreraunavez8inalizada,esdecir,nosdiránquesequiereynosotrostendremosqueinvestigar,buscarinformacióny,8inalmente,diseñarlo.Elproyectohasidomáscomplicadodeloquepensábamosyaquehabíamuchainformaciónymuydiversayteníamosquesabercualeraválidaycualno.Otroproblemaquenoshasurgidohasidosabersilosefectoseranloscorrectosyaquehabíanmuchosquenolosconocíamos.
Un proyecto de este tipo es complicado de realizar si no se le dedica mucho trabajo, el detectar la señal para obtener simplemente el ritmo cardiaco es sencillo, pero lo que no lo es tanto es el efectuar un filtrado adecuado, no deformando la señal y muy importante localizar los puntos importantes de la señal discriminándolos de las interferencias que puedan aparecer. Esta tarea es tan compleja que se ha podido observar que existen múltiples técnicas y estudios. La complejidad estriba en que la señal ECG puede presentar alteraciones (caso de enfermedades cardiacas), que deben ser tenidas en cuenta a la hora del diseño intentando por todos los medios no deformar ninguna parte de la señal que fuera importante para el diagnóstico clínico. Una detección adecuada debe ser capaz de adaptar el tratamiento de la señal a cada caso en particular y siempre deformando lo menos posible la misma. En definitiva un proyecto complejo si se quiere hacer con garantías de resultados óptimos.
ParaconcluirpodemosdecirquelarealizacióndeesteproyectonoshaservidoparaprofundizarenlaprogramaciónenMatlabyalavezrepasarlostemasvistosenclase.Porotrapartenoshaayudadoaconocerelmundodelprocesadodeseñalesysusaplicacionesreales.Porloquehemospodidoinvestigar,estetipodedispositivosseusanparaaplicacionesbiomédicastanimportanteshoyendíayquecadadíasonmásposibles.
Enesteproyectohemosintentadorealizarelprocesadoymodi8icacióndeunaseñalyaadquiridayversusmúltiplescambiosyaplicacionesconsololamodi8icacióndeuncódigoenmatlab,conlaconsiguientecomodidadquetedaesteprogramadeprobarymodi8icaralavezsinnecesidaddemontarningúncircuitodiscreto.
Nuestravaloraciónsobreestetrabajoesquenoshaparecidounpococomplejoyunpocodi8ícilrealizarlo,yaquenoshacostadodarconlaclaveparaqueelprogramafuncionará,aunquehemostenidounpequeñoproblemaquenohemospodidoresolver,queeseldequeelsonidodelaseñalenunoídofuerademayorintensidadamenor,yhemosconseguidoqueeldeloídoderechofuerademenorintensidadypocoapocofueraalcanzandolaintensidaddelaseñalreal,esdecir,quehemoshechoquelaseñalfueradeloídomasalejadoalmascercano,peronohemosconseguidoquefueradelmascercanoalmaslejano,yesoquehemoshecholomismoenunoídoqueenotro,cambiandolascosasparaquefueraalrevés,peronolohemosconseguido.
Jornada d'intercanvi d'experiències d'innovació en l'ETSE
Opiniones de los alumnos nos hemos acercado un poco más a la aplicación real que tiene esta asignatura incluso hacia un enfoque
laboral del cual debemos buscar nuestra propia información y método de trabajo e implementarlo para poder tener un buen producto
hemos conseguido poder manejar con mas soltura el lenguaje del matlab y asi poder hacernos una idea de lo que realmente hemos aprendido de la asignatura
se ha despertado el interes del alumno por la asignatura, ya que se ha demostrado, que todo lo dado en clase, es reflejo de la realidad,
Este proyecto ha servido para que empezáramos a manejarnos en lo que va a ser nuestra carrera una vez finalizada, es decir, nos dirán que se quiere y nosotros tendremos que investigar, buscar información y, finalmente, diseñarlo. El proyecto ha sido más complicado de lo que pensábamos ya que había mucha información y muy diversa y teníamos que saber cual era válida y cual no.
Un proyecto de este tipo es complicado de realizar si no se le dedica mucho trabajo
nos ha servido para profundizar en la programación en Matlab y a la vez repasar los temas vistos en clase. Por otra parte nos ha ayudado a conocer el mundo del procesado de señales y sus aplicaciones reales.
Nuestra valoración sobre este trabajo es que nos ha parecido un poco complejo y un poco difícil realizarlo, ya que nos ha costado dar con la clave para que el programa funcionara
Jornada d'intercanvi d'experiències d'innovació en l'ETSE
Opiniones de los profesores Los resultados han cumplido las expectativas de los proyectos.
Los alumnos se han sentido muy motivados, al poder aplicar sus conocimientos para aplicaciones que se usan habitualmente.
Prácticamente no han aparecido conflictos en el reparto de tareas.
La realización del examen de laboratorio pone de manifiesto, que en muchas ocasiones la colaboración entre las práctica no es al 50 %
Casi la totalidad de alumnos que han realizado y entregado el mini proyecto han aprobado el laboratorio.
La lectura de las memorias pone de manifiesto que hay problemas de redacción, ortografía y dificultades de síntesis.
La realización del proyecto es una aproximación a pequeña escala de lo que será su proyecto fin de carrera.
El PRÓXIMO CURSO REPETIREMOS, !!
Motivación para el laboratorio de Introducción al Procesado Digital de Señales:
señales biomédicas
GRACIAS POR SU ATENCIÓN.¿PREGUNTAS?
