آموزش مشکلات پردازش سیگنال در MATLAB و Python حل شده است

سرفصل ها و درس ها

مقدمه ها Introductions

• پردازش سیگنال = تصمیم گیری + ابزار Signal processing = decision-making + tools

• استفاده از متلب در این دوره Using MATLAB in this course

• استفاده از Octave-online در این دوره Using Octave-online in this course

• استفاده از پایتون در این دوره Using Python in this course

• با رقص شیشه ای فیلتر شده سرگرم شوید Having fun with filtered Glass dance

• نوشتن کد در مقابل استفاده از جعبه ابزار/برنامه ها Writing code vs. using toolboxes/programs

• استفاده از Udemy مانند یک حرفه ای Using Udemy like a pro

حذف نویز سری های زمانی Time series denoising

• کدهای متلب و پایتون برای این بخش MATLAB and Python code for this section

• یک سری زمانی متوسط-هموار Mean-smooth a time series

• سری زمانی گاوسی صاف Gaussian-smooth a time series

• سری زمانی یک سنبله صاف گاوسی Gaussian-smooth a spike time series

• حذف نویز سیگنال های EMG از طریق TKEO Denoising EMG signals via TKEO

• فیلتر میانه برای حذف نویز سنبله Median filter to remove spike noise

• حذف روند خطی (نزولی) Remove linear trend (detrending)

• روند غیرخطی را با چند جمله ای حذف کنید Remove nonlinear trend with polynomials

• میانگین گیری چندین تکرار (میانگین گیری همزمان با زمان) Averaging multiple repetitions (time-synchronous averaging)

• از طریق تطبیق الگوی حداقل مربعات، مصنوع را حذف کنید Remove artifact via least-squares template-matching

• چالش کد: این سیگنال ها را حذف کنید! Code challenge: Denoise these signals!

تجزیه و تحلیل طیفی و ریتمیک Spectral and rhythmicity analyses

• کدهای متلب و پایتون برای این بخش MATLAB and Python code for this section

• دوره سقوط در تبدیل فوریه Crash course on the Fourier transform

• تبدیل فوریه برای تجزیه و تحلیل طیفی Fourier transform for spectral analyses

• روش ولش و پنجره سازی Welch's method and windowing

• طیف آواز پرندگان Spectrogram of birdsong

• چالش کد: یک طیف نگار را محاسبه کنید! Code challenge: Compute a spectrogram!

کار با اعداد مختلط Working with complex numbers

• کدهای متلب و پایتون برای این بخش MATLAB and Python code for this section

• از خط اعداد تا صفحه اعداد مختلط From the number line to the complex number plane

• جمع و تفریق با اعداد مختلط Addition and subtraction with complex numbers

• ضرب با اعداد مختلط Multiplication with complex numbers

• مزدوج پیچیده The complex conjugate

• تقسیم با اعداد مختلط Division with complex numbers

• قدر و فاز اعداد مختلط Magnitude and phase of complex numbers

فیلتر کردن Filtering

• کدهای متلب و پایتون برای این بخش MATLAB and Python code for this section

• فیلتر کردن: شهود، اهداف و انواع Filtering: Intuition, goals, and types

• فیلترهای FIR با فرها FIR filters with firls

• فیلترهای FIR با fir1 FIR filters with fir1

• فیلترهای IIR Butterworth IIR Butterworth filters

• فیلترهای علّی و تغییر فاز صفر Causal and zero-phase-shift filters

• از جلوه های لبه با بازتاب اجتناب کنید Avoid edge effects with reflection

• طول داده و طول هسته فیلتر Data length and filter kernel length

• فیلترهای کم گذر Low-pass filters

• فیلترهای پنجره دار Windowed-sinc filters

• فیلترهای بالاگذر High-pass filters

• فیلترهای باند باریک Narrow-band filters

• فیلتر دو مرحله ای باند پهن Two-stage wide-band filter

• کمی کردن ویژگی های رول آف Quantifying roll-off characteristics

• نویز خطوط برق و هارمونیک های آن را حذف کنید Remove electrical line noise and its harmonics

• از فیلتر برای جدا کردن پرندگان در یک ضبط استفاده کنید Use filtering to separate birds in a recording

• چالش کد: این سیگنال ها را فیلتر کنید! Code challenge: Filter these signals!

پیچیدگی Convolution

• کدهای متلب و پایتون برای این بخش MATLAB and Python code for this section

• پیچیدگی دامنه زمان Time-domain convolution

• کانولوشن در متلب Convolution in MATLAB

• چرا کرنل به عقب برمیگرده؟؟!!؟ Why is the kernel flipped backwards?!?!!?

• قضیه پیچیدگی The convolution theorem

• تفکر در مورد کانولوشن به عنوان ضرب طیفی Thinking about convolution as spectral multiplication

• پیچیدگی با گاوسی حوزه زمان (فیلتر صاف کننده) Convolution with time-domain Gaussian (smoothing filter)

• پیچیدگی با گاوسی دامنه فرکانس (فیلتر باند باریک) Convolution with frequency-domain Gaussian (narrowband filter)

• پیچیدگی با مخروطی پلانک دامنه فرکانس (فیلتر گذر باند) Convolution with frequency-domain Planck taper (bandpass filter)

• چالش کد: یک فیلتر هموارسازی میانگین دامنه فرکانس ایجاد کنید Code challenge: Create a frequency-domain mean-smoothing filter

تجزیه و تحلیل موجک Wavelet analysis

• کدهای متلب و پایتون برای این بخش MATLAB and Python code for this section

• موجک چیست؟ What are wavelets?

• پیچیدگی با موجک Convolution with wavelets

• انتشارات علمی در مورد تعریف موجک مورلت Scientific publication about defining Morlet wavelets

• پیچیدگی موجک برای فیلتر باند باریک Wavelet convolution for narrowband filtering

• بررسی اجمالی: تجزیه و تحلیل زمان-فرکانس با موجک های پیچیده Overview: Time-frequency analysis with complex wavelets

• پیوند به کانال یوتیوب با 3 ساعت مطالب مرتبط Link to youtube channel with 3 hours of relevant material

• MATLAB: تجزیه و تحلیل زمان-فرکانس با موجک های پیچیده MATLAB: Time-frequency analysis with complex wavelets

• تجزیه و تحلیل فرکانس زمانی سیگنال های مغزی Time-frequency analysis of brain signals

• چالش کد: کانولوشن موجک و فیلتر FIR را مقایسه کنید! Code challenge: Compare wavelet convolution and FIR filter!

نمونه گیری مجدد، درون یابی، برون یابی Resampling, interpolating, extrapolating

• کدهای متلب و پایتون برای این بخش MATLAB and Python code for this section

• نمونه برداری Upsampling

• کاهش نمونه Downsampling

• استراتژی برای سیگنال های چند نرخی Strategies for multirate signals

• درون یابی Interpolation

• نمونه گیری مجدد از داده های نمونه گیری نامنظم Resample irregularly sampled data

• برون یابی Extrapolation

• درون یابی طیفی Spectral interpolation

• تاب برداشتن زمان پویا Dynamic time warping

• چالش کد: حذف نویز و نمونه برداری از این سیگنال! Code challenge: denoise and downsample this signal!

تشخیص پرت Outlier detection

• کدهای متلب و پایتون برای این بخش MATLAB and Python code for this section

• نقاط پرت از طریق آستانه انحراف استاندارد Outliers via standard deviation threshold

• نقاط پرت از طریق فراتر از آستانه محلی Outliers via local threshold exceedance

• پنجره های زمانی دورتر از طریق RMS کشویی Outlier time windows via sliding RMS

• چالش کد Code challenge

تشخیص ویژگی Feature detection

• کدهای متلب و پایتون برای این بخش MATLAB and Python code for this section

• حداکثر و حداقل محلی Local maxima and minima

• بازیابی سیگنال از دامنه نویز Recover signal from noise amplitude

• پیچش موجک برای استخراج ویژگی Wavelet convolution for feature extraction

• ناحیه زیر منحنی Area under the curve

• کاربرد: تشخیص حرکات عضلانی از ضبط EMG Application: Detect muscle movements from EMG recordings

• عرض کامل در نصف حداکثر Full width at half-maximum

• چالش کد: ویژگی ها را پیدا کنید! Code challenge: find the features!

تغییرپذیری Variability

• کدهای متلب و پایتون برای این بخش MATLAB and Python code for this section

• کدهای متلب و پایتون برای این بخش MATLAB and Python code for this section

• واریانس کل و پنجره ای و RMS Total and windowed variance and RMS

• نسبت سیگنال به نویز (SNR) Signal-to-noise ratio (SNR)

• ضریب تغییرات (CV) Coefficient of variation (CV)

• آنتروپی Entropy

• چالش کد Code challenge

• چالش کد Code challenge

بخش پاداش Bonus section

• سخنرانی پاداش Bonus lecture