Laurea Specialistica in Ingegneria Elettronica
Orientamento:
Circuiti e algoritmi per l’elaborazionedell’informazione
Università di Roma “La Sapienza”Facoltà di Ingegneria
Circuiti e algoritmi per l’elaborazione dell’informazione
Circuito:
Algoritmo:
Segnale: una qualsiasi espressione fisica (acustica, elettrica,ottica, ecc.) in cui sono contenuti segni riconoscibili.Esempi: voce, immagine, video,…
Vg(t)
R
vout(t)
+
_
L
+RC T
x[n]
a
y[n]
[ ] [ ] [ ]1y n x n ay n= + !
Analogico(o a tempo continuo)
Numerico(o a tempo discreto)
Circuiti e algoritmi per l’elaborazione dell’informazione
Esempio: circuito o filtro numerico (o “a tempo discreto”)
convertitoreanalogico-digitale
convertitoredigitale-analogico
CIRCUITO(FILTRO)
Signal Processing “classico”
Circuiti e algoritmi per l’elaborazione dell’informazione
Intelligent Signal Processing (ISP)Terminologia consolidata per indicare un insieme dimetodologie basate sul concetto di apprendimento direttodai 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…
Circuiti e algoritmi per l’elaborazione dell’informazione
OBIETTIVI
Fornire metodologie e strumenti per:
• modellamento, analisi, sintesi e progetto di circuiti di tipotradizionale (analogici, numerici, elettromeccanici)
• analisi e sviluppo di algoritmi e circuiti di tipo innovativo:reti neurali e neurofuzzy, circuiti intelligenti, algoritmi di tipoevoluzionistico,…
• analisi e sviluppo di algoritmi e circuiti per problemi dimachine learning, riconoscimento, classificazione,…
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, …)....
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Multimedialità
Rilevazioni sismicheSonar
Impattoambientale
Imaging acusticoin medicina
Elaborazione di segnali audio
Circuiti e algoritmi per l’elaborazione dell’informazione
Elaborazione di segnali audio in ambienti riverberanti
Riverbero: fenomenocomplesso dovuto ariflessione, rifrazione ediffusione delle onde sonorein un ambiente chiuso
Risposta impulsiva di una stanza
Circuiti e algoritmi per l’elaborazione dell’informazione
Applicazioni• Localizzazione ed inseguimento di sorgentisonore tramite schiere di microfoni e algoritmidi particle filtering e swarm intelligence(videoconferenze, telesorveglianza, …)
Circuiti e algoritmi per l’elaborazione dell’informazione
Reti neurali artificiali
Fotografia di una Fotografia di una rete neurale biologicarete neurale biologica
Schema di una Schema di una rete neurale artificialerete neurale artificiale
Neuroni biologiciNeuroni biologici
w1
w2
w3
x1
x2
x3
Σ f OUT
Schema di neurone artificialeSchema di neurone artificiale
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Segmentazione semantica di immagini eclassificazione simbolica
Classificazione simbolica: attribuzione di una classe sulla base dellecaratteristiche simboliche del grafo semantico (definizione di opportunemetriche in spazi simbolici)
Segmentazione classica
Segmentazione semantica
Circuiti e algoritmi per l’elaborazione dell’informazione
• Riconoscimento di volti• Segmentazione semantica di segnali audio
(riconoscimento del genere musicale)
Applicazioni • Segmentazione neurofuzzy di immagini
• Riconoscimento di segnali stradali
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• Cross-predizione spazio-temporale di sequenze legatea fenomeni reali (agentiinquinanti, fenomeniidrogeologici, ecc.)
-1.50
-1.00
-0.50
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
0 100 200 300 400 500 600 700 800
steps temporali
A
B
CD
E
F
Circuiti e algoritmi per l’elaborazione dell’informazione
• Sviluppo di sistemi embedded e di sensoristica di bordo perapplicazioni di infomobilità, car entertainment, sicurezza, trasportoe logistica in ambito stradale, ferroviario e nautico.
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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)
CONTENUTI FORMATIVI - 1
Circuiti e algoritmi per l’elaborazione dell’informazione
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
CONTENUTI FORMATIVI - 2
Circuiti e algoritmi per l’elaborazione dell’informazione
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 settorimanifatturiero e dei servizi, nelle amministrazioni pubbliche,nella libera professione.
Competenze specifiche acquisite:• Progettazione, sviluppo e testing di sistemi per iltrattamento dei segnali e dell’informazione (audio,immagini, video,…)
Circuiti e algoritmi per l’elaborazione dell’informazione
COLLABORAZIONI E CONVENZIONI
LABORATORI• Laboratorio ISPAMM (Intelligent Signal Processing and Multimedia)
• Laboratorio di reti neurali
CONTATTI• [email protected]
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