| 科目コード | CI513 | ||||
| 科目名 | 音響工学(Acoustics Engineering) | 単位数 | 2単位 | ||
| 対象学科 | 制御情報システム工学科 | 対象学年 | 5 | 開講期間 | 通年 |
| 科目区分 | 専門基礎科目 | 必修・選択 | 選択 | 履修/学修 | 学修 |
| 授業形式 | 講義および演習 | 規定授業時数（単位時間） | 60 | ||
| 教員名（所属） | 中島栄俊（制御情報システム工学科） | 教員室 | 5号棟4F | ||
| 使用教科書 | プリント使用 | ||||
| 参考書 | |||||
| 科目の位置付けと 関連科目 | ４年次選択科目「信号処理」と関連あり | ||||
| 科目の概要 | 本講義ではマルチメディア分野の観点から人と人、人とコンピュータ間の快適なインターフェースを構築する音声・音響技術についての基礎的な解説を行う。急速に発展するマルチメディア分野における音声・音響技術では携帯電話やMP3等に代表されるマルチメディア符号化技術、ハウリングキャンエラー、バーチャルリアリティ等で核となる音場制御、バイノーラルシミュレーション、カーナビ等で用いられる音声認識、雑音除去技術が重要とされるが、それらの基礎となる諸変換、特徴抽出、およびフィルタリングに関して解説する． | ||||
| 授業方針 | １．音声・音響信号の表現方法について理解することができる ２．音声・音響信号の基本的な変換が理解でき、そのシミュレーションを行うことができる ３．信号解析の基礎である時間周波数変換が理解でき、必要に応じてそれらを使うことができる ４．逆フィルタ、適応フィルタ等、各種ディジタルフィルタを使い、音（音場）を制御できる ５．音響信号を測定・解析し、その特徴を捉えることができる | ||||
授業項目 | 時数 | 達成目標（習得すべき内容） |
| 音声・音響信号の表現 | 音声・音響信号のAD変換、量子化等の基礎について理解できる。また音声信号の特徴を理解し説明することができる。 | |
| 音声・音響符号化 | PCM,ΔΣ変換など各種サンプリング手法とその特徴、ならびにその等価回路を理解することができる | |
| 直交変換と時間周波数変換 | 音響信号を多次元空間ベクトルと捉えることができる。 N次元空間における直交変換を理解し、信号のベクトル射影について理解できる。また同ベクトル射影が最小二乗解となることを理解できる。 | |
| 窓関数 | 窓関数の使い方について説明できる。 窓関数とそのスペクトルの特徴について説明できる。また、窓関数による信号の歪みについて説明できる。 | |
| 線形システムと逆フィルタ、適応フィルタ | 音響システムにおける線形システムを理解できる。 逆フィルタの安定性について理解できる。 最小二乗法による安定した逆フィルタを求めることができる。 適応フィルタについて理解できる | |
| インパルス応答 | インパルス応答について理解できる。またSN比の高い室内インパルス応答の測定方法についても説明できる。 | |
| 音響測定（インパルス応答測定、適応フィルタによる伝達特性の推定、逆フィルタの性能評価など） | 無響室内において、インパルス応答を測定し、同期加算によりその精度を上げることができる。適応フィルタを用いて伝達関数をリアルタイムに測定することができる。 | |
| 音響アプリケーション | 実際に提案・開発されている音響アプリケーションの仕組みを理解できる。 またそれらを実際にシミュレーションで作成することができる。、 |
ルーブリック | |||
評価項目 | 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| 音響信号の取り扱い | 音声・音響信号のAD変換、量子化等の基礎について理解できる。また音声信号の特徴を理解し説明することができる。PCM,ΔΣ変換など各種サンプリング手法とその特徴、ならびにその等価回路を理解することができる | 音声・音響信号のAD変換、量子化等の基礎について理解できる。またサンプリング手法による量子化誤差の違いについて理解することができる。 | 音声・音響信号のAD変換、量子化等の基礎について理解できない。PCM,ΔΣ変換など各種サンプリング手法とその特徴、ならびにその等価回路を理解することができない。 |
| 直交変換と時間周波数変換 | 音響信号を多次元空間ベクトルと捉えることができる。N次元空間における直交変換を理解し、信号のベクトル射影について理解できる。また同ベクトル射影が最小二乗解となることを理解できる。FFT等の直交変換をPC上でプログラミングできる。 | N次元空間における直交変換を理解し、信号のベクトル射影について理解できる。FFT等の直交変換をPC上でプログラミングできる。 | N次元空間における直交変換を理解し、信号のベクトル射影について理解できない。 |
| 音響測定 | 無響室内において、TSP信号によりインパルス応答を測定し、同期加算によりその精度を上げることができる。LMS適応フィルタを用いて伝達関数をリアルタイムに測定・推定することができる。 | コンピュータ上でTSP信号を用いたインパルス応答測定シミュレーションを行うことができる。また同期加算によりその精度を上げることができる。コンピュータシミュレーションによりLMS適応フィルタを用いた伝達関数を推定することができる。 | TSP信号を作成できない。LMSを用いた適応フィルタを理解できない。 |
| 評価方法及び 総合評価 | 定期試験（中間試験、期末試験）６０％、演習および課題４０％として授業内容の理解度を評価し、総合得点の６０％をもって目標達成とみなす。なお、演習課題の提出遅れは評価しない。 |
| 学習方法 | 授業に参加するだけではなく、どのようにしたらどうなるのか、をしっかり考える必要がある。単位を取ることだけに集中しすぎると、授業の内容は理解できない。 |
| 学生への メッセージ | 座学だけでなく積極的に音響測定や解析を取り入れた授業を行う予定です。 |
| 学修単位への対応 | 本科目は90分の授業に対して、90分程度の自学自習が課せられます。 |
| 本校教育目標との対応 | JABEE学習教育目標との対応 | ||||