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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
(c) P.Gómez Gil, INAOE 2017 1
Tema Introducción al curso
(c) P.Gómez Gil, INAOE 2017 2
Página de la instructora: http://ccc.inaoep.mx/~pgomez/
(c) P.Gómez Gil, INAOE 2017 3
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
(c) P.Gómez Gil, INAOE 2017 5
Página del curso: http://ccc.inaoep.mx/~pgomez/cursos/pds/
(c) P.Gómez Gil, INAOE 2017 6
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)
11 (c) P.Gómez Gil, INAOE 2017
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??
(c) P.Gómez Gil, INAOE 2017 19
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
(c) P.Gómez Gil, INAOE 2017 21
Interfaces cerebro-computadora: control de sillas de ruedas
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[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
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Ojo derecho
Ojo izquierdo Ambos ojos.
(Lopez-Espejel, 2015)
Así son las señales…
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Identificación de fallas en motores (1/2)
26 (c) P.Gómez Gil, INAOE 2017
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)
28 (c) P.Gómez Gil, INAOE 2017
Identificación de estados de epilepsia (2/4)
(c) P.Gómez Gil, INAOE 2017 29
Identificación de estados de epilepsia (3/4)
(c) P.Gómez Gil, INAOE 2017 30
Identificación de estados de epilepsia (4/4)
(c) P.Gómez Gil, INAOE 2017 31
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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