Obiettivo dell'insegnamento è fornire le basi dell'analisi dei segnali e dell'elaborazione numerica dei segnali. Data la multidisciplinarietà degli argomenti trattati, le conoscenze acquisite sono utili praticamente in tutti i corsi seguenti affrontati dallo studente. Nella prima parte vengono descritte le tecniche di analisi dei segnali deterministici e dei processi stocastici nel dominio del tempo continuo e in quello della frequenza; nella seconda parte si introducono le metodologie di base per il trattamento numerico dei segnali a tempo discreto.

- Conoscenza delle diverse classificazioni dei segnali. Conoscenza delle tecniche di analisi in frequenza dei segnali a tempo continuo. Conoscenza dei sistemi lineari tempo-invarianti (LTI), e della loro rappresentazione nel dominio del tempo e della frequenza. Conoscenza delle tipologie fondamentali di filtri. Conoscenza dei processi stocastici e della loro rappresentazione spettrale. - Conoscenza delle tecniche per il passaggio da segnali a tempo continuo ai segnali a tempo discreto, e viceversa. Conoscenza delle tecniche per l'analisi in frequenza dei segnali a tempo discreto. Conoscenza delle tecniche per l'analisi dei sistemi LTI a tempo discreto, e della trasformata Z. Conoscenza delle tecniche di filtraggio numerico e delle tipologie di filtri numerici (FIR, IIR). - Capacità di classificare i segnali in base alle loro proprietà. Capacità di trasformare ed analizzare un segnale a tempo continuo o discreto nel dominio del tempo e della frequenza. Capacità di classificare ed analizzare un sistema LTI nel dominio del tempo e della frequenza. Capacità di analizzare filtri numerici.

Analisi reale e complessa di funzioni a una o più variabili. Calcolo delle probabilità. Variabili casuali gaussiane. Equazioni differenziali lineari del primo ordine. Distribuzione delta di Dirac. Trasformata di Laplace.

Argomenti trattati nelle lezioni: - Classificazione dei segnali; energia e potenza (0.6 cfu) - Serie e trasformata di Fourier (0.75 cfu) - Sistemi LTI, risposta all'impulso e funzione di trasferimento, convoluzione, filtri (0.9 cfu) - Spettro di energia e funzione di autocorrelazione; segnali periodici e spettro di potenza (0.6 cfu) - Processi stocastici (0.75 cfu) - Teorema del campionamento (0.6 cfu) - Segnali a tempo discreto: operazioni basilari, concetto di energia e potenza (0.65 cfu) - Trasformata di Fourier a tempo discreto, convoluzione circolare, DFT e FFT (1.5 cfu) - Trasformata zeta (0.75 cfu) - Sistemi LTI a tempo discreto: analisi temporale, analisi in frequenza, analisi tramite la trasformata Z, filtri FIR e IIR (0.9 cfu)

Le esercitazioni in aula, che occupano circa un terzo del corso, consistono nella soluzione di problemi relativi al programma svolto a lezione. Sono previste esercitazioni in laboratorio (6-9 ore), dove verranno implementati, in ambiente MATLAB, gli algoritmi descritti a lezione.

Testi di riferimento: 1. L. Lo Presti e F. Neri, L'analisi dei segnali, CLUT, 1992. 2. L. Lo Presti e F. Neri, Introduzione ai processi casuali, CLUT, 1992. 3. M. Laddomada e M. Mondin, Elaborazione numerica dei segnali, Pearson, 2007. Testi consigliati per approfondimenti: 4. A. Papoulis e S. U. Pillai, Probability, Random Variables and Stochastic Processes, McGraw-Hill, 2002. 5. F. Dovis, E. Magli, Esercizi svolti di teoria dei segnali, CLUT, 2011 Sul portale della didattica verrà messo a disposizione degli studenti il materiale (slides) utilizzato durante le lezioni/esercitazioni in aula, assieme ad alcuni esercizi complementari.

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa;

Exam: Written test; Optional oral exam;

... L'esame finale comprende una prova scritta ed una orale (opzionale o a discrezione del docente). Per essere ammessi alla prova orale occorre ottenere un voto superiore o uguale a 15/30 nella prova scritta. La prova scritta è divisa in due sezioni: - Quiz di teoria a risposta multipla: per ogni quiz, vengono proposte da 3 a 5 risposte, una sola delle quali è corretta. E’ possibile inserire sotto al testo di ognuno dei quiz eventuali commenti sulla risposta selezionata. Questa prima parte ha l’obiettivo di verificare l’apprendimento dei concetti teorici fondamentali della teoria dei segnali. - Problemi: sono tipicamente 2 o 3 problemi volti a verificare l'avvenuta acquisizione delle conoscenze e abilità di classificare ed elaborare segnali analogici e a tempo discreto. Per ogni problema è richiesto di riportare la soluzione completa sui fogli consegnati dai docenti. Eventuali fogli di brutta non verranno corretti. Il tempo totale assegnato per la soluzione del compito scritto è di 2 ore. E’ consentito utilizzare esclusivamente la calcolatrice e un formulario fornito dal docente. Esempi di esami degli anni precedenti saranno messi a disposizione attraverso il portale della didattica. Durante la prova orale, della durata di 10-15 minuti, sarà chiesto allo studente di rispondere ad alcune domande sugli argomenti svolti in aula e sulle esercitazioni in Matlab. La prova orale può comportare un incremento o un decremento (di un massimo di 3 punti) della valutazione conseguita nella prova scritta. I criteri di valutazione sono i seguenti: - correttezza delle risposte ai quiz e delle soluzioni dei problemi; - correttezza nell'uso dei termini tecnici nella prova scritta e nell'eventuale prova orale; - correttezza nel disegno dei grafici (etichette, unità di misura, ecc); - prontezza nelle risposte durante l'eventuale prova orale.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.