02471 Machine learning til signalbehandling

2019/2020

Kursusinformation
Machine learning for signal processing
Engelsk
5
Kandidat
Kurset udbydes som enkeltfag
E1B (tors 13-17)
Campus Lyngby
Forelæsninger, computer øvelser, peer grading, og projektarbejde.
13-uger
E1B, F1B
Mundtlig eksamen og bedømmelse af rapport(er)
Alle hjælpemidler er tilladt
7-trins skala , ekstern censur
(01025/01034/01035/01037).­(02402/02403/02405/02323).­(02450).­(02462/31606/31610) , Linær algebra, Fourier rækker, grundlæggende sandsynlighed, grundlæggende kendskab til maskinlæring, grundlæggende kendskab til linære systemer og signaler, kendskab til Matlab eller Python
Minimum 5 Maksimum: 40
Tommy Sonne Alstrøm , Lyngby Campus, Bygning 321, Tlf. (+45) 4525 3431 , tsal@dtu.dk
Mikkel Nørgaard Schmidt , mnsc@dtu.dk
Lars Kai Hansen , Lyngby Campus, Bygning 321, Tlf. (+45) 4525 3889 , lkai@dtu.dk
01 Institut for Matematik og Computer Science
I studieplanlæggeren
Dette kursus giver den studerende en mulighed for at lave eller forberede et projekt som kan deltage i DTUs studenterkonference om bæredygtighed, klimateknologi og miljø (GRØN DYST). Se mere på http://www.groendyst.dtu.dk
Overordnede kursusmål
At give deltagerne viden om:
- De fundementale og vidt udbrede signalbehandlingsmetoder
- Matlab eller Python som et værktøj til udvikling af signal behandlings algoritmer
Kurset gør deltagerne i stand til at bygge moderne signalbehandlingssystemer baseret på maskinlæring
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • Beskrive forskellige klasser af signaler og kan forklare sampling af signaler
  • Forklare, anvende og analysere egenskaber af diskrettids signalbehandlingssystemer
  • Anvende short time Fourier transform til at beregne spektrogram af et signal og analysere indhold
  • Forklare compressed sensing og bestemme de relevante parametre i applikationer
  • Udlede og bestem hvordan faktor modeller kan anvendes, som for eksempel ikke-negativ matrix faktorisering (NMF), uafhænging komponent analyse (ICA) og sparse kodning
  • Udlede og anvende korrelationsfunktioner for forskellige klasser af signaler, særligt for stokastiske signaler
  • Analysere filtreringsproblemer og demonstrerer anvendelsen af least squares filtrer komponenter som Wiener filter
  • Beskriv og anvend ulinære signalbehandlingsmetoder som reproducerende kernel Hilbert rum og neurale netværk på problemer som denoising og novelty detektion
  • Udled maksimum likelihood estimater og anvend EM algoritmen til at lære model parametre
  • Brug et programmeringssprog til at løse signalbehandlingsproblemer og fortolk resultaterne.
  • Design af simple signalbehandlingssystemer baseret på analyse af signal egenskaber, formålet af systemet og brug af værktøjerne gennemgået i kurset
  • Beskriv et antal signalbehandlings applikationer og fortolk resultaterne
Kursusindhold
Kursusindhold vil varierer fra år til år, men typisk vil disse moduler blive gennemgået

- Sampling, Quantization, Linear time-invariant systems, Decomposition of signals, DTFT
- Window functions, STFT, Spectrogram, Wavelets
- Independent component analysis, Non-negative matrix factorization
- Stochastic processes, correlation functions, Wiener filter, linear prediction
- Stochastic gradient descent, least mean squares adaptive algorithm, Recursive least squares
- Kalman filters, Hidden Markov models
- Sparse aware sensing (lasso, sparse priors), compressed sensing, dictionary learning
- Neural networks, 1d convolutional neural networks, and filter banks.
- Kernel methods, kernel-LMS
Litteraturhenvisninger
Uddrag af bøger, bl.a. fra Machine Learning - A Bayesian and Optimization Perspective, Sergios Theodoridis
Sidst opdateret
18. juni, 2019