2024年度 学院等開講科目 工学院 システム制御系
デジタル信号処理
- 開講元
- システム制御系
- 担当教員
- 原 精一郎
- 授業形態
- 講義 (対面型)
- メディア利用科目
- -
- 曜日・時限
(講義室) - 月5-6 (W3-501(W351)) / 木5-6 (W3-501(W351))
- クラス
- -
- 科目コード
- SCE.M203
- 単位数
- 200
- 開講時期
- 2024年度
- 開講クォーター
- 4Q
- シラバス更新日
- 2025年3月17日
- 使用言語
- 日本語
シラバス
授業の目的（ねらい）、概要
最初に信号のデジタル化について講述する．続いて，時間領域と周波数領域をつなぐための離散フーリエ変換を含む直交変換について講述する．さらに，時系列信号の符号化法について実例を含めて講述する．加えて，線形離散時間システム理論に基づくFIR，IIRフィルタの理論と設計を講述する．
周囲や自身の状態に応じて動作する機械やシステムの解析・作成にあたって，計測された信号の解析に関する知識．技術は必須である．
この授業では，信号のデジタル化によって可能となる処理について教授する．
到達目標
本講義を履修することによって次の能力を修得する。
1) 時系列の信号に関するデジタル化の概念を理解する
2) デジタル化された信号に施されるフィルタやフーリエ変換などの処理について理解する
3) 以上について実践する技術を修得する
キーワード
量子化，離散化，線形離散時間システム，伝達関数，IIRシステム，FIRシステム，フィルタ，離散フーリエ変換，符号化法
学生が身につける力
- 専門力
- 教養力
- コミュニケーション力
- 展開力 (探究力又は設定力)
- 展開力 (実践力又は解決力)
授業の進め方
毎回の授業の最後に理解を確認するための演習を行う．
授業計画・課題
| 授業計画 | 課題 | |
|---|---|---|
| 第1回 | 講義の概要，信号処理の基礎 | S/N比に関する課題 |
| 第2回 | 線形時不変システム，たたみ込み演算 | たたみ込みに関する課題 |
| 第3回 | Z変換 | Z変換に関する課題 |
| 第4回 | 離散フーリエ変換 | 離散フーリエ変換に関する課題 |
| 第5回 | サンプリング定理，伝達関数 | サンプリング定理に関する課題 |
| 第6回 | IIR, FIR | インパルス応答に関する課題 |
| 第7回 | 周波数特性，システムの安定性 | 周波数特性に関する課題 |
| 第8回 | 高速フーリエ変換 | 高速フーリエ変換に関する課題 |
| 第9回 | アナログフィルタ | IIRフィルタに関する課題 |
| 第10回 | デジタルIIRフィルタ | FIRフィルタに関する課題 |
| 第11回 | デジタルFIRフィルタ | 適応信号処理に関する課題 |
| 第12回 | 適応信号処理 | 適応信号処理に関する課題 |
| 第13回 | 信号の符号化（波形符号化） | 信号の符号化に関する課題 |
| 第14回 | 信号の符号化（ベクトル量子化等） | なし |
| 第15回 | まとめと期末テスト | なし |
準備学修(事前学修・復習)等についての指示
学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。
教科書
特になし
参考書、講義資料等
講義資料はT2SCHOLAにて配布する．
参考書
ディジタル信号処理: 大類重範, 日本理工出版会(2001)
スペクトル解析: 日野 幹雄, 朝倉書店(1977)
成績評価の方法及び基準
講義に関する内容について理解していることを各授業での演習，および最終テストによって評価する．
関連する科目
- SCE.I201 ： 計測・信号処理基礎
- SCE.I202 ： 不規則信号処理
- SCE.I301 ： 画像センシング
履修の条件・注意事項
「計測・信号処理基礎」「不規則信号処理」を受講していることが望ましい