2024年 大学院理工学研究科 シラバス - 電気工学専攻
設置情報
| 科目名 | 信号処理特論 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 電気工学専攻 | 学年 | 1年 |
| 担当者 | 尾崎 亮介 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 月曜6 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | I16B |
| クラス | |||
概要
| 学修到達目標 | 近年，情報通信技術の発展に伴い，ディジタル信号処理技術は必要不可欠な基盤技術として産業界でも重要な役割を担っている．例えば情報通信，計測制御，画像処理，医療や土木工学などの幅広い分野で利用されている．本講義では，ディジタル信号処理の基礎的な概念から始め，デジタルフィルタの設計，デジタル信号伝送系の周波数特性，FFTなどデジタル信号処理に関する内容で基本的な部分を講義する。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
[授業方法]大学院の授業は教師が一方的に説明するのではなく，授業を進めるなかで受講者とのコミュニケーションをとり理解の程度をフィードバックできるようにする．学部で学習したことに対して進行上知識が不足していると判断した場合には必要に応じて復習の授業を行い理解を深められるように講義を進めていく．なお講義の内容によって演習問題や課題などで理解を深めるようにする． [授業形態]PPT又は板書を利用した講義を進める. |
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準備学習（予習・ 復習等）の内容・ 受講のための 予備知識 |
学部の「電気工学のための数学」，「電気回路Ⅰ・Ⅱ及び演習」，「回路の過渡応答」，「回路とシステムの基礎」，「情報工学」などを履修していることが望ましい． |
授業計画
| 第1回 | デジタル信号回路の基礎：アナログの積分回路を例に取り上げ，微分方程式を差分方程式で近似する。 | 事前学習：学部で学んだ科目の内容を復習する 事後学習：科目概要を確認する | 事前学習：2時間 事後学習：2時間 |
|---|---|---|---|
| 第2回 | 離散時間信号の性質：連続時間信号と離散時間信号の関係を学び、離散時間信号の性質を理解する。 | 事前学習：講義内容の復習および疑問点等を整理する. 事後学習：出題された演習・レポート課題を解いてみる． | 事前学習：2時間 事後学習：2時間 |
| 第3回 | 離散時間システムとフィルタ：入出力信号と畳み込み積分の関係を理解し、離散時間システムにおけるフィルタの役割について学ぶ。 事前学習：講義内容の復習および疑問点等を整理する。(120分) 事後学習：出題された演習・レポート課題を解く。(120分) | 事前学習：講義内容の復習および疑問点等を整理する. 事後学習：出題された演習・レポート課題を解いてみる． | 事前学習：2時間 事後学習：2時間 |
| 第4回 | 因果律と安定性：離散時間システムを構成するために重要な条件となる因果律と安定性について学ぶ。 事前学習：講義内容の復習および疑問点等を整理する。(120分) 事後学習：出題された演習・レポート課題を解く。(120分) | 事前学習：講義内容の復習および疑問点等を整理する. 事後学習：出題された演習・レポート課題を解いてみる． | 事前学習：2時間 事後学習：2時間 |
| 第5回 | Z変換の基礎：離散時間システムにおいて有用な演算子法であるZ変換の理論とその公式について学ぶ。 事前学習：講義内容の復習および疑問点等を整理する。(120分) 事後学習：出題された演習・レポート課題を解く。(120分) | 事前学習：講義内容の復習および疑問点等を整理する. 事後学習：出題された演習・レポート課題を解いてみる． | 事前学習：2時間 事後学習：2時間 |
| 第6回 | 課題の発表と質疑：第1回から第4回までの課題をまとめ、発表および質疑討論を行う。 事前学習：講義内容の復習および疑問点等を整理する。(120分) 事後学習：出題された演習・レポート課題を解く。(120分) | 事前学習：講義内容の復習および疑問点等を整理する. 事後学習：出題された演習・レポート課題を解いてみる． | 事前学習：2時間 事後学習：2時間 |
| 第7回 | 逆Z変換について：Z変換により得られた結果を離散時間系に戻すための逆Z変換の計算法について学ぶ。 事前学習：講義内容の復習および疑問点等を整理する。(120分) 事後学習：出題された演習・レポート課題を解く。(120分) | 事前学習：講義内容の復習および疑問点等を整理する. 事後学習：出題された演習・レポート課題を解いてみる． | 事前学習：2時間 事後学習：2時間 |
| 第8回 | Z変換の応用：離散時間システムにZ変換（逆Z変換を含む）を適用した場合の具体例について学ぶ。 事前学習：講義内容の復習および疑問点等を整理する。(120分) 事後学習：出題された演習・レポート課題を解く。(120分) | 事前学習：講義内容の復習および疑問点等を整理する. 事後学習：出題された演習・レポート課題を解いてみる． | 事前学習：2時間 事後学習：2時間 |
| 第9回 | システム関数について：システム関数の周波数特性と位相特性について学ぶ。 事前学習：講義内容の復習および疑問点等を整理する。(120分) 事後学習：出題された演習・レポート課題を解く。(120分) | 事前学習：講義内容の復習および疑問点等を整理する. 事後学習：出題された演習・レポート課題を解いてみる． | 事前学習：2時間 事後学習：2時間 |
| 第10回 | 差分方程式とデジタルフィルタ：差分方程式を用いたディジタルフィルタ（FIRとIIR）の解析法について学ぶ。 事前学習：講義内容の復習および疑問点等を整理する。(120分) 事後学習：出題された演習・レポート課題を解く。(120分) | 事前学習：講義内容の復習および疑問点等を整理する. 事後学習：出題された演習・レポート課題を解いてみる． | 事前学習：2時間 事後学習：2時間 |
| 第11回 | 差分方程式のZ変換：差分方程式のZ変換とインパルス応答について学ぶ。 事前学習：講義内容の復習および疑問点等を整理する。(120分) 事後学習：出題された演習・レポート課題を解く。(120分) | 事前学習：講義内容の復習および疑問点等を整理する. 事後学習：出題された演習・レポート課題を解いてみる． | 事前学習：2時間 事後学習：2時間 |
| 第12回 | デジタルフィルタの表現方法：ディジタルフィルタの状態変数表現と伝達関数表現について学ぶ。 事前学習：講義内容の復習および疑問点等を整理する。(120分) 事後学習：出題された演習・レポート課題を解く。(120分) | 事前学習：講義内容の復習および疑問点等を整理する. 事後学習：出題された演習・レポート課題を解いてみる． | 事前学習：2時間 事後学習：2時間 |
| 第13回 | 離散時間回路網：直接形，従属形，並列形，格子形，状態変数形 事前学習：講義内容の復習および疑問点等を整理する。(120分) 事後学習：出題された演習・レポート課題を解く。(120分) | 事前学習：講義内容の復習および疑問点等を整理する. 事後学習：出題された演習・レポート課題を解いてみる． | 事前学習：2時間 事後学習：2時間 |
| 第14回 | 離散フーリエ変換（DFT）と高速フーリエ変換アルゴリズム（FFT） 事前学習：講義内容の復習および疑問点等を整理する。(120分) 事後学習：出題された演習・レポート課題を解く。(120分) | 事前学習：講義内容の復習および疑問点等を整理する. 事後学習：出題された演習・レポート課題を解いてみる． | 事前学習：2時間 事後学習：2時間 |
| 第15回 | 課題の発表と質疑討論および講義全体の総括を行う 事前学習：講義内容の全体を復習する。(240分) | 事前学習：講義内容の復習および疑問点等を整理する. 事後学習：出題された演習・レポート課題を解いてみる． | 事前学習：2時間 事後学習：2時間 |
その他
| 教科書 |
必要に応じて講義資料を配付する．
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| 参考資料コメント 及び 資料（技術論文等） |
L.B.Jackson, Digital Filters and Signal Processing, Kluwer Academic Publishers, 1995, 3 edition
辻井，鎌田 『デジタル信号処理』 デジタル信号処理シリーズ 昭晃堂 1990年 第5版
樋口龍雄 『ディジタル信号処理の基礎』 昭晃堂 2003年 第16版
辻井重男監修 『デジタル信号処理の基礎』 電子情報通信学会編 1993年 第5版
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| 成績評価の方法 及び基準 |
２～３回の課題に対してレポートを提出させ，課題の発表と質疑討論を行った結果を評価する。 |
| 質問への対応 | 質問は歓迎する。但し「この問題はどの様にして解くのか」ではなく「自分ではここまでしか解けない。この先は」の質問をすること。 |
| 研究室又は 連絡先 |
駿河台校舎タワースコラ15階S1504室 E-mail：ozaki.ryousuke@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
月曜 駿河台 17:00 ～ 17:30
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| 学生への メッセージ |
大学院での講義は教師がシラバスの計画に従って授業をするだけではない。出席した学生がどこまで理解しているか，どの部分が説明不足か，等を学生とコミュニケーションをとりながら進める。数式が多いので自分なりのノートを取るように心がけてください． |