Seinverwerking en masjienleer -Electrical and Electronic Engineering | Stellenbosch University
Home › Seinverwerking en masjienleer
Die Afdeling Seinverwerking (ook bekend as die DSP-afdeling weens ons voorliefde om probleme digitaal op te los) werk op 'n verskeidenheid gebiede wat die manipulering van inligtingdraende seine behels. Die Afdeling bestaan uit mense wat spesialiseer in die transmissie van sodanige seine oor groot afstande (telekommunikasie) en deur komplekse netwerke (netwerkteorie), en mense wat belangstel in die onttrekking en vaslegging van die inligting in die sein – hetsy digitale data (digitale kommunikasie en media) of natuurlikewêreld-seine soos spraak (spraakverwerking) en beelde (beeldverwerking).
Besoekers wat na die DSP-laboratorium op soek is, word aangeraai om die ryk aroma te volg van vars koffie, die brandstof waarop die ongeveer 30 nagraadse navorsers in ons goed toegeruste laboratoriums funksioneer. Aangesien soveel van ons navorsing die manipulasie van inligting behels, is die hoofwerkarea 'n groot rekenaarnetwerk wat deur Ubuntu Linux bedryf word. Die Afdeling het ook drie kleiner laboratoriums vir gespesialiseerde toerusting en hardwareontwikkeling. Vyf voltydse fakulteitslede hou oor die navorsingswerk toesig.
Die aktiwiteite in die Afdeling Seine kan in vyf hoofnavorsingsgebiede verdeel word, elk met sy eie projekte en personeellede.
Skakel met TR Niesler: trn@sun.ac.za of Tel: +27-21-808 4118 vir verdere inligting.
Spraak is die soort sein wat mense verkies om te gebruik wanneer hulle in direkte kontak met mekaar is. Ons interaksie met rekenaars en ander masjiene kan gevolglik aanmerklik verbeter word as sulke masjiene ook natuurlike spraak kan interpreteer en genereer. Die Afdeling se navorsing fokus op die ontwikkeling van seinverwerkings- en patroonherkenningstegnieke wat in spraak- (asook beeld-) verwerking toegepas kan word. Toepassings sluit in spraakherkenning, biometrika en telekommunikasie. Die navorsingspan gebruik algemene statistiese masjienleertegnieke. Sagtewareontwikkeling word hoofsaaklik in C++ gedoen en is diep gewortel in voorwerpgeoriënteerde ontwerpbeginsels.
Die Afdeling doen gereeld bedryfskonsultasiewerk. Huidige en onlangs afgehandelde projekte sluit in:
Die Afrika-spraaktegnologieprojek van die DKKTW-innovasiefonds
Die Naval Interactive Reference Dictionary
Afrilator, 'n Engels-Afrikaans-spraakvertaler
As jy op hierdie oomblik in die DSP-laboratorium sou stap, sou jy waarskynlik mense aan verwante onderwerpe sien werk, soos spraaksintese, teks-na-spraak-tegnologie, spraakherkenning, outomatiese spraakvertaling, sprekeridentifikasie en -verifikasie, spraaksoekinstrumente, en selfs maniere om 'n spreker se natuurlike stem in 'n nuwe een te omvorm.
Ons is internasionaal bekend vir ons werk in spraakverwerking: Die Amerikaanse National Institute for Standards and Technology (NIST) hou elke jaar heelwat internasionale evaluerings of kompetisies om die jongste tegnieke op verskeie gebiede te meet. Hierdie evaluerings lok inskrywings van sterk navorsingsgroepe van sommige van die bekendste universiteite en bedrywe in die wêreld. Die Afdeling Seinverwerking neem sedert 2002 aan verskeie van hierdie evaluerings deel, hoofsaaklik op die gebied van sprekerherkenning, maar ook van taalidentifikasie en gesproke-onderwerp-herkenning, en vaar deurlopend goed in hierdie evaluerings.
Prof. JA du Preez, Prof. BM Herbst (Departement Wiskundige Wetenskappe), Dr TR Niesler en de HA Engelbrecht is aktief by die navorsing betrokke.
Die Departement Afrikatale en Armscor tel onder ons navorsingsvennote.
Seine is nie noodwendig bloot spanning of klanke wat met verloop van tyd verander nie – dit kan ook kleure en intensiteite wees wat oor twee- of driedimensionele ruimte verander. Die Afdeling Seine stel dus ook belang in die verwerking van werklike beelde, soos handgeskrewe handtekeninge en karakters, of foto's en video's van gesigte en beweging. Ons doen hierdie werk in samewerking met die navorsingsgroep vir toegepaste wiskunde, en meer besonderhede verskyn op hulle webtuiste.
Prof. JA du Preez and Prof. BM Herbst (Departement Wiskundige Wetenskappe) is aktief by hierdie navorsing betrokke.
Ruimtegebaseerde kommunikasiestelsels is besonder interessant en uitdagend, aangesien dit buitengewoon duursaam moet wees, betroubaar op lae kragtoevoer en 'n hoëlatentheidskakel moet bly funksioneer, en Doppler-verskuiwing en straling moet kan weerstaan. Die Afdeling Seinverwerking was by twee loonvragte op die Sumbandila-satelliet betrokke en is reeds aktief betrokke by werk aan substelsels vir toekomstige Suid-Afrikaanse satelliete. Navorsing in hierdie omgewing bied aan nagraadse studente die geleentheid om hulle in die ontwikkeling van 'n volledige kommunikasiestelsel te verdiep – van konseptualisering en begroting, tot ontwerp en inwerkingstelling, tot by toetsing en lewering van 'n funksionele ruimtegebaseerde kommunikasiestelsel. Die projekte is gewoonlik ook samewerkend van aard, met navorsers wat skouer aan skouer met ervare ingenieurs in die akademie en bedryf werk.
Dr R Wolhuter en prof G-J van Rooyen is aktief by hierdie navorsing betrokke.
SunSpaceen die Katholieke Universiteit Leuven tel onder ons navorsingsvennote.
Sagteware-gedefinieerde radio (SDR) is kommunikasie-argitektuur waar die grootste gedeelte van 'n radio se seinmanipulasie in die digitale domein plaasvind. Dit is in teenstelling met die meer tradisionele hardeware-radio's, waar modulasie, demodulasie en filtrering uitsluitlik deur gespesialiseerde analoë hardeware uitgevoer word. 'n SDR kan 'n uiters buigsame kommunikasiestelsel wees, en 'n enkele, goed ontwerpte hardewareplatform kan vir talle verskillende toepassings hergebruik word. 'n SDR se funksionaliteit kan ook tot 'n eenvoudige sagteware-opdatering bygewerk word. Wanneer so 'n SDR-hardewareplatform beskikbaar is, word radiostelselontwerp omskep in sagteware-ontwikkeling, wat die uiters vinnige ontwikkeling van nuwe radiotoepassings moontlik maak.
Besoek die SDR-projek se tuisblad vir meer inligting. Die SDR-projek vorm deel van die Telkom Sentrum van Uitnemendheid aan die Universiteit Stellenbosch.
Prof G-J van Rooyen is aktief by die navorsing betrokke.
Om inligting van punt A na punt B te kry is een ding; om daardie inligting op betroubare wyse van A deur B, C en D na Z te roteer, is 'n mooi spul. Die Afdeling Seinverwerking bestudeer op hierdie gebied protokols vir datanetwerkvorming, televerkeermodellering, en netwerktopologie-ontwerp. Hier lê die klem baie op die telekommunikasiestelsel in die geheel, en op metodes om verskillende tegnologieë in 'n samehangende, betroubare netwerk te integreer.
Talle van die Afdeling Seinverwerking se navorsingsaktiwiteite op hierdie gebied gaan daaroor om die verrigting en betroubaarheid van ad hoc-netwerke en draadlose maasnetwerke te verbeter. Hierdie navorsingsprojekte is ook gewoonlik baie toepassingsgedrewe, soos in die gebruik van draadlose sensornetwerke vir omgewingsmonitering, die bestuur van stedelike verkeer op paaie, of die ontwikkeling van verbeterde tegnieke vir beeldstroming oor mobiele netwerke heen.
Werk aan netwerktoepassings vorm ook deel van die Telkom Sentrum van Uitnemendheid aan die Universiteit Stellenbosch.
Dr R Wolhuter is aktief by hierdie navorsing betrokke.
Telkom en Armscor tel onder ons navorsingsvennote.
Die Media Lab
Die MIH-medialaboratorium aan die Universiteit Stellenbosch is gestig met die doel om navorsing in 'nuwe media'-tegnologie in Suid-Afrika te bevorder. Die MIH-medialaboratorium werk in noue vennootskap saam met MIH, Naspers se internetafdeling, en is gemik op samewerking in navorsing oor volgendegenerasie-tegnologieë wat die manier sal beïnvloed waarop mense met rekenaars, die Web en ander vorme van elektroniese media in interaksie is.
Prof G-J van Rooyen en Dr HA Engelbrecht is aktief by hierdie navorsing betrokke.
Die Afdeling Seinverwerking het 'n formele uitruilooreenkoms met die École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et de Radiocommunications (ENSEIRB) in Bordeaux,Frankryk, en studente wat in hulle derde jaar of verder met ingenieurswesestudies aan ENSEIRB is (d.w.s., in hulle vyfde jaar van hoër onderwys) word genooi om hul internskap in ons laboratoriums te kom doen. Finalejaarstudente van die Universiteit Stellenbosch word ook aangemoedig om met ons te skakel oor die moontlikheid om ENSEIRB te besoek en daar aan hulle finalejaarprojekte te werk.
Stellenbosch se DSP-laboratorium huisves gereeld internasionale studente vir nagraadse studies – soms vir 'n kort navorsingstaak, soms vir 'n volledige meestersgraad. Skakel gerus met ons vir meer inligting.
Groep vir digitale-seinverwerking
Hierdie navorsingsgroep in die Departement Elektriese en Elektroniese Ingenieurswese is gemoeid met die verwerking van digitale seine. Ons lok jaarliks verskeie nagraadse ingenieurswesestudente vir meesters- en doktorsgrade. Die groep het talle fokusareas en navorsing is op die verwerking van verskillende soorte seine gemik. Dit sluit in spraakherkenning, beeldverwerking, uitsaaiwese, netwerkprotokols, onderwaterkommunikasie en sagteware-gedefinieerde radio.
Die verkryging van dinamiese inligting uit statiese handgeskrewe tekste is 'n probleem wat gesamentlik aangepak word deur die groep vir toegepaste wiskunde in die Departement Wiskundige Wetenskappe en die DSP-groep (vir die verwerking van digitale seine) in die Departement Elektriese en Elektroniese Ingenieurswese aan die Universiteit Stellenbosch.
Groep vir sagteware-gedefinieerde radio
Sagteware-gedefinieerde radio (SDR) is kommunikasie-argitektuur waar die maksimum stelselfunksionaliteit (modulasie en demodulasie ingesluit) in die digitale (oftewel sagteware-) domein gesetel is. Hierdie benadering beloof hoogs buigsame kommunikasiestelsels, waar 'n enkele hardewareplatform vir talle verskillende toepassings hergebruik kan word, en stelselopgradering deur 'n eenvoudige sagteware-opgradering gedoen kan word. Die hooffokus van stelselontwerp verskuif ook na sagteware, wat vinnige toepassing, ontwikkeling en implementering moontlik maak.
Die groep vir sagteware-gedefinieerde radio bestaan uit nagraadse ingenieurstudente van die Universiteit Stellenbosch. Die groep fokus op die ontwikkeling van 'n sagtewarebiblioteek vir gebruik in SDR-verwante projekte, met 'n voorwerpgeoriënteerde argitektuur om vinnige en buigsame toepassingsontwerp moontlik te maak.