Цифровые системы обработки экспериментальных данных

Аннотация рабочей программы дисциплины
«ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ»
Направление подготовки 03.04.02 Физика
профиль подготовки «Физика оптических и лазерных явлений»
Квалификация (степень) выпускника: Магистр
Форма обучения: Очная
Цель освоения дисциплины «Цифровые системы обработки
экспериментальных данных» заключается в обеспечении студентов
базовыми знаниями в области современных методов обработки и анализа
экспериментальных данных с использованием цифровых технологий.
Основная цель заключается в обеспечении студентов практическими
навыками в решении задач сбора, хранения и обработки информации в
цифровом виде, что позволит выпускнику успешно решать широкий класс
задач как в рамках выбранного направления, так и в смежных областях,
используя общие принципы оперирования данными в рамках
информационной инфраструктуры общества, обладать универсальными и
предметно специализированными компетенциями, способствующими его
социальной мобильности, востребованности на рынке труда и успешной
профессиональной карьере.
Знания, полученные при освоении дисциплины «Цифровые системы
обработки экспериментальных данных», формируют базу теоретических и
практически знаний и навыков обработки экспериментальных данных,
необходимую при выполнении студентом квалификационных работ в
течение всего курса обучения по профилю «Физика оптических и лазерных
явлений».
Основные разделы дисциплины:
1. Арифметические операции с цифровыми данными
2. Цифро-аналоговые преобразователи. Аналого-цифровые преобразователи
3. Монохромные и цветные датчики изображений
4. Аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразования.
5. Преобразование Фурье. Вейвлет преобразование.
6. Корреляция и свертка.
7. Оценка и анализ спектра
8. Цвет в цифровом изображении
9. Преобразования изображений в пространственной области.
Преобразования изображений в частотной области
10. Сжатие и кодирование изображений. Морфологическая обработка
изображений.
В результате освоения дисциплины «Цифровые системы обработки
экспериментальных данных» обучающийся должен:
•Знать: математические основы аналого-цифровых преобразований
непрерывных аналоговых сигналов; физические основы процессов аналогоцифрового
преобразования,
выполняемого
в
соответствующих
устройствах; математические основания преобразований, выполняемых над
сигналами,
представленными
в
цифровой
форме;
ограничения,
накладываемые на структуру и состав сигналов особенностями цифрового
представления данных; основные методы и алгоритмы эффективного
выполнения преобразований цифровых сигналов; области применения
методов цифровой обработки сигналов и изображений.
•Уметь: излагать и критически анализировать основные положения теории
аналого-цифровых преобразований и обработки цифровых сигналов, а также
их практических возможностей; пользоваться теоретическими основами
цифровой обработки сигналов и практическими навыками, полученными в
ходе освоения дисциплины, для обработки и анализа оптических сигналов в
рамках курсов по спектроскопии, лазерным и интерференционным
измерениям, голографии и микроскопии; пользоваться экспериментальным
оборудованием, настраивать и эксплуатировать устройства аналогоцифрового преобразования; выбирать и разрабатывать эффективные
алгоритмы обработки цифровых данных исходя из условий, поставленных в
рамках конкретной задачи и доступных вычислительных ресурсов.
•Владеть: методами математического описания алгоритмов преобразования
цифровых сигналов; практическими навыками реализации методов и
устройств аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразований и
обработки цифровых сигналов; практическими навыками экспериментальной
работы с устройствами аналого-цифрового и цифро-аналогового
преобразования.