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Elaborazione di Dati e Segnali Biomedici
Biomedical Signal and Data Processing
Laura Burattini

Sede Ingegneria
A.A. 2015/2016
Crediti 9
Ore 72
Periodo I
Lingua ITA

Prerequisiti
Nessuno

Risultati di apprendimento attesi
Conoscere e comprendere i principali strumenti teorici e pratici per l'acquisizione e l'elaborazione numerica di dati e segnali monodimensionali biomedici. Casi di studio riguarderanno l'elaborazione del segnale elettrocardiografico (ECG) e elettromiografico (EMG).

Programma
Segnali monodimensionali a tempo discreto. Trasformata Z e sue proprietà. Relazioni ingresso-uscita: funzioni di trasferimento ed equazioni alle differenze. Campionamento di segnali a tempo continuo. Teorema di Nyquist. Trasformata di Fourier a tempo discreto e sue proprietà. Traformata discreta di Fourier e sue proprietà. Algoritmo della FFT. Definizione di filtri FIR and IIR e relative tecniche di progetto. Variabili aleatorie e relative proprietà. Funzioni di densità di probabilità. Densità di probabilità congiunta e condizionata. Definizione di stimatori. Stazionarietà, funzioni di correlazione, cross-correlazione e covarianza. Caratteristiche spettrali dei processi stocastici. Densità spettrale di potenza. Definizione di rumore. Sistemi lineari ottimi. Minimizzazione del rapporto segnale rumore. Applicazioni a segnali biologici (ECG, EMG).

Modalità di svolgimento dell'esame
METODI DI VALUTAZIONE DELL'APPRENDIMENTO
La valutazione del livello di apprendimento degli studenti consiste in due prove: I) una prova scritta, obbligatoria, della durata di tre ore, durante la quale gli studenti devono risolvere 4 esercizi pratici, scrivere un programmino in Matlab, e rispondere a due domande teoriche riguardanti articoli scientifici. II) una prova orale, facoltativa, consistente nella discussione di 2 o 3 argomenti trattati nel corso, a cui si può accedere solo se nella prova scritta si è preso almeno 18. La prova orale facoltativa deve essere sostenuta nello stesso appello della prova scritta

CRITERI DI VALUTAZIONE DELL'APPRENDIMENTO
Per il superamento della prova scritta, lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito una conoscenza dei principi teorici della materia tale da saperli utilizzare nella risoluzione di problemi pratici risolvibili a mano (esercizi) o tramite l'utilizzo del calcolatore (programmi). La prova scritta verrà considerata superata se e solo se l'esercizio sulla progettazione del filtro e il programma Matlab verranno entrambi svolti (almeno parzialmente). La parte pratica dell'esame (esercizi e programma) avrà una valutazione indipendente da 0 a 30. Solo se si raggiunge 18 verranno corrette le domande teoriche, nella trattazione delle quali lo studente dovrà dimostrare di essere autonomamente capace di leggere e comprendere articoli scientifici relativi alla materia. Le risposte teoriche avranno nel loro complesso una valutazione autonoma, da -3 a +3. Tale valutazione andrà sommata (con segno) alla valutazione della parte pratica.

CRITERI DI MISURAZIONE DELL'APPRENDIMENTO
Attribuzione del voto finale in trentesimi

CRITERI DI ATTRIBUZIONE DEL VOTO FINALE
Il voto finale coinciderà con quello della prova scritta nel caso in cui lo studente scelga di non sostenere la prova orale, oppure mediando la valutazione della prova orale e di quella scritta. La lode verrà attribuita agli studenti che, avendo superato valutazione massima (30/30), hanno dimostrato la completa padronanza della materia.

Testi consigliati
1)Jackson LB. ”Digital filters and signal processing”, Kluwer Academic Publishers, Boston, 1993. 2) Oppenheim A, Schafer R. ”Discrete-Time signal processing”, Prentice Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1989. 3) Peebles PZ. ”Probability, random variables, and r

Corsi di laurea

• Ingegneria Elettronica (Corso di Laurea Magistrale (DM 270/04))