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授業情報／Course information

科目名／Course: 信号処理／Signal Processing
科目一覧へ戻る 2023/11/02 現在

授業基本情報
科目名（和文）
／Course		 信号処理
科目名（英文）
／Course		 Signal Processing
時間割コード
／Registration Code		 23231401
学部（研究科）
／Faculty		 情報工学部
学科（専攻）
／Department		 人間情報工学科
担当教員（○：代表教員）
／Principle Instructor （○） and Instructors		 ○岸原　充佳
オフィスアワー
／Office Hour		 岸原　充佳(月曜5限2409室)
開講年度
／Year of the Course		 2023年度
開講期間
／Term		 後期
対象学生
／Eligible Students		 3年
単位数
／Credits		 2.0
授業概要情報
更新日
／Date of renewal		 2023/02/21
使用言語
／Language of Instruction		 日本語
オムニバス
／Omnibus		 該当なし
授業概略と目的
／Cource Description and Objectives		 ディジタル音響?映像機器の普及により身近なものとなった音声処理あるいは画像処理の基礎となる離散時間信号処理の基礎理論について学習する。離散時間信号の周波数特性を導出するために必要となるz変換、離散フーリエ変換等の数学的ツールを学んだ後、離散時間信号システムのインパルス応答、伝達関数と周波数特性の関係を理解する。
履修に必要な知識?能力?キーワード
／Prerequisites and Keywords		 履修に必要な知識?能力：「フーリエ解析」を履修していることが望ましい。
キーワード：離散時間信号、離散フーリエ変換、z変換、標本化定理
履修上の注意
／Notes		 前回までに学習した内容を必ず復習した上で出席すること。
教科書
／Textbook(s)		 「ディジタル信号処理」第2版?新装版，萩原将文 著，森北出版
参考文献等
／References		 「信号処理の基礎」横田康成 著，森北出版
「ディジタル信号処理のエッセンス」貴家仁志 著，昭晃堂
自主学習ガイド
／Expected Study Guide outside Coursework/Self-Directed Learning Other Than Coursework		 授業終了時に次回の授業箇所を指示するので、テキストの該当箇所を熟読すること。フーリエ変換、ラプラス変換をよく復習しておくこと。定期的に配布する問題プリントを全問解くこと。
資格等に関する事項
／Attention Relating to Professional License
アクティブラーニングに関する事項
／Attention Relating to Active Learning		 本授業では以下のアクティブラーニングを採用している。
?理解度チェック
?課題(宿題等)
実務経験に関する事項
／Attention Relating to Operational Experiences		 該当しない
備考
／Notes
授業計画詳細情報
No. 単元（授業回数）
／Unit (Lesson Number)		 単元タイトルと概要
／Unit Title and Unit Description		 時間外学習
／Preparation and Review		 配付資料
／Handouts
1 1 [概要説明]
情報と信号、信号の分類、アナログ信号処理とディジタル信号処理、ディジタル信号処理の利点と欠点について概説する。
2 2 [フーリエ変換、ラプラス変換の復習]
連続時間信号とその周波数スペクトルの関係をフーリエ変換、ラプラス変換を通して復習する。		 フーリエ変換、ラプラス変換に関するレポート課題を行う。
3 3 [z変換１]
連続時間信号の議論を離散時間信号へ拡張する。z変換の定義、z変換の例、ラプラス変換とz変換の関係について述べる。		 教科書の第4章を読んでおく。
4 4 [z変換２]
z変換の性質、逆z変換について述べる。		 教科書の第4章を読んでおく。z変換に関するレポート課題を行う。
5 5 [離散フーリエ変換]
連続時間信号に対するフーリエ級数、フーリエ変換を離散時間信号へ拡張する。離散フーリエ変換の定義、性質について述べる。		 教科書の第5章を読んでおく。
6 6 [高速フーリエ変換]
高速フーリエ変換のアルゴリズムを説明する。離散フーリエ変換と比較して、演算量が軽減できることを示す。		 教科書の第7章を読んでおく。8点高速フーリエ変換に関するレポート課題を行う。
7 7 [標本化定理]
連続時間信号に含まれる最大周波数と離散時間信号の関係をスペクトルの観点から概説する。		 教科書の第6章を読んでおく。
8 8 [インパルス応答と伝達関数、離散たたみ込み]
離散時間システムにおけるインパルス応答と伝達関数の関係、および離散たたみ込みについて述べる。		 教科書の第6章を読んでおく。
9 9 [周波数応答と離散時間システムの安定性]
伝達関数を用いた離散時間システムの周波数特性の導出を行う。またシステム安定性について述べる。		 教科書の第6章を読んでおく。
10 10 [ディジタル積分器、コムフィルタ]
簡単な離散時間システムの例を挙げ、インパルス応答、伝達関数、周波数特性を導出する。		 離散時間システムに関するレポート課題を行う。
11 11 [ディジタル信号システムの縦続接続、並列接続]
縦続接続、並列接続で表現されるシステムの伝達関数について説明する。
12 12 [IIRシステムとFIRシステム]
IIRシステムとFIRシステムの定義、一般形について説明する。		 デジタルフィルタの構成
13 13 [フィルタの種類と設計、周波数変換]
理想フィルタとその種類、アナログフィルタの設計方法について概説する。		 教科書の第8章を読んでおく。
14 14 [インパルス不変法を用いたIIRフィルタの設計]
アナログ伝達関数を出発点として、インパルス不変法でIIRフィルタを設計する。		 教科書の第9章を読んでおく。
15 15 [総括]
これまでの授業の総括と復習を行う。
16 16 [定期試験]
定期試験を行う。
授業評価詳細情報
到達目標及び観点／Learning Goal and Specific Behavioral Viewpoints
No. 到達目標
／Learning Goal		 知識?理解
／Knowledge & Undestanding		 技能?表現
／Skills & Expressions		 思考?判断
／Thoughts & Decisions		 伝達?コミュニケーション
／Communication		 協働
／Cooperative Attitude
1 情報通信システムにおける信号処理の重要性と離散時間信号に対する周波数の概念を理解できる。(E) ○ ○
2 離散時間信号(ディジタル信号)の表現法とその処理、連続時間信号(アナログ信号)との関係を理解できる。(E) ○ ○
3 標本化定理を理解できる。(E) ○ ○ ○
4 高速フーリエ変換による離散フーリエ変換演算量の改善を理解できる。(E) ○ ○
5 離散時間信号システムの伝達関数と周波数特性の関係を理解できる。(E) ○ ○
成績評価方法と基準／Evaluation of Achievement
※出席は2/3以上で評価対象となります。
No. 到達目標
／Learning Goal		 定期試験
／Exam.		 レポート
1 情報通信システムにおける信号処理の重要性と離散時間信号に対する周波数の概念を理解できる。(E) ○ ○
2 離散時間信号(ディジタル信号)の表現法とその処理、連続時間信号(アナログ信号)との関係を理解できる。(E) ○ ○
3 標本化定理を理解できる。(E) ○ ○
4 高速フーリエ変換による離散フーリエ変換演算量の改善を理解できる。(E) ○ ○
5 離散時間信号システムの伝達関数と周波数特性の関係を理解できる。(E) ○ ○
評価割合（％）
／Allocation of Marks		 70 30

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