Circuiti e algoritmi per l elaborazione dell informazione

Transcript

1 Università di Roma La Sapienza Facoltà di Ingegneria Laurea Specialistica in Ingegneria Elettronica Orientamento: Circuiti e algoritmi per l elaborazione dell informazione

2 L x[n] y[n] Circuito: V g (t) + R C R + v out (t) _ a T Analogico (o a tempo continuo) Numerico (o a tempo discreto) Algoritmo: [ ] = [ ] + [! 1] y n x n ay n Segnale: una qualsiasi espressione fisica (acustica, elettrica, ottica, ecc.) in cui sono contenuti segni riconoscibili. Esempi: voce, immagine, video,

3 Signal Processing classico Esempio: circuito o filtro numerico (o a tempo discreto ) convertitore analogico-digitale CIRCUITO (FILTRO) convertitore digitale-analogico

4 Intelligent Signal Processing (ISP) Terminologia consolidata per indicare un insieme di metodologie basate sul concetto di apprendimento diretto dai dati ( model-free ) Reti neurali artificiali (ANN) Adattabilità, robustezza, data-oriented Fuzzy Logic (FL) Interfaccia tra linguaggio naturale e rappresentazione matematica Evolutionary Computing (EC) Capacità di inventare nuove soluzioni, imitazione di modelli biologici, Support Vector Machines, Soft Computing, Intelligenza artificiale

5 OBIETTIVI Fornire metodologie e strumenti per: modellamento, analisi, sintesi e progetto di circuiti di tipo tradizionale (analogici, numerici, elettromeccanici) analisi e sviluppo di algoritmi e circuiti di tipo innovativo: reti neurali e neurofuzzy, circuiti intelligenti, algoritmi di tipo evoluzionistico, analisi e sviluppo di algoritmi e circuiti per problemi di machine learning, riconoscimento, classificazione,

6 Temi di ricerca - Algoritmi e architetture circuitali - Machine Learning per il trattamento dei segnali - Reti neurali artificiali - Array Processing - Pattern Recognition - Principal e Independent Component Analysis - Blind Signal Processing - Intelligent Circuits - Soft Computing - Data-driven Modeling - Tecnologie contactless (RFID, NFC, ZigBee, )...

7 Elaborazione di segnali audio Rilevazioni sismiche Sonar Impatto ambientale Multimedialità Imaging acustico in medicina

8 Elaborazione di segnali audio in ambienti riverberanti Riverbero: fenomeno complesso dovuto a riflessione, rifrazione e diffusione delle onde sonore in un ambiente chiuso Risposta impulsiva di una stanza

9 Applicazioni Localizzazione ed inseguimento di sorgenti sonore tramite schiere di microfoni e algoritmi di particle filtering e swarm intelligence (videoconferenze, telesorveglianza, )

10 Reti neurali artificiali Fotografia di una rete neurale biologica Neuroni biologici x2 x1 x3 w2 w1 w3 Σ f OUT Schema di una rete neurale artificiale Schema di neurone artificiale

11 Segmentazione semantica di immagini classificazione simbolica e Segmentazione classica Segmentazione semantica Classificazione simbolica: attribuzione di una classe sulla base delle caratteristiche simboliche del grafo semantico (definizione di opportune metriche in spazi simbolici)

12 Applicazioni Segmentazione neurofuzzy di immagini Riconoscimento di segnali stradali Riconoscimento di volti Segmentazione semantica di segnali audio (riconoscimento del genere musicale)

13 Cross-predizione spaziotemporale di sequenze legate a fenomeni reali (agenti inquinanti, fenomeni idrogeologici, ecc.) 3.50 E A B C D F steps temporali

14 Sviluppo di sistemi embedded e di sensoristica di bordo per applicazioni di infomobilità, car entertainment, sicurezza, trasporto e logistica in ambito stradale, ferroviario e nautico.

15 CONTENUTI FORMATIVI - 1 GENERALI Matematica (Calcolo numerico, Metodi matematici per l ingegneria, ) Fisica (Fisica superiore) Elettromagnetismo (Microonde, Circuiti a microonde) Elettronica (Elettronica analogica, Teoria dei circuiti elettronici, ) Telecomunicazioni (Comunicazioni elettriche)

16 CONTENUTI FORMATIVI - 2 SPECIFICI Teoria dei circuiti (analogici e numerici) Tecniche di riconoscimento e classificazione (circuiti e algoritmi per il riconoscimento) Metodologie di soft computing (reti neurali, logica fuzzy, algoritmi genetici, ) Trattamento del segnale audio Elaborazione delle immagini

17 SBOCCHI PROFESSIONALI In comune con gli altri orientamenti: Innovazione e sviluppo della produzione Progettazione avanzata Pianificazione e programmazione Gestione dei sistemi elettronici per l uomo e per l ambiente, nei settori manifatturiero e dei servizi, nelle amministrazioni pubbliche, nella libera professione. Competenze specifiche acquisite: Progettazione, sviluppo e testing di sistemi per il trattamento dei segnali e dell informazione (audio, immagini, video, )

18 LABORATORI Laboratorio ISPAMM (Intelligent Signal Processing and Multimedia) Laboratorio di reti neurali COLLABORAZIONI E CONVENZIONI CONTATTI raffaele.parisi@uniroma1.it