| 科目コード | HI404 | ||||
| 科目名 | 信号処理(Signal Processing) | 単位数 | 2単位 | ||
| 対象学科 | 人間情報システム工学科 | 対象学年 | 4年 | 開講期間 | 通年 |
| 科目区分 | 専門基礎科目 | 必修・選択 | 必修 | 履修/学修 | 学修 |
| 授業形式 | 講義 | 規定授業時数（単位時間） | 60 | ||
| 教員名（所属） | 村上 純（人間情報システム工学科） | 教員室 | 3号棟2F | ||
| 使用教科書 | 佐藤幸雄「信号処理入門」オーム社 森本義廣、村上純「基礎から応用までの ラプラス変換・フーリエ解析」日新出版 | ||||
| 参考書 | 岩田彰 編著「ディジタルシグナルプロセッシング」コロナ社 萩原将文「ディジタル信号処理」森北出版 杉山久佳「ディジタル信号処理」森北出版 | ||||
| 科目の位置付けと 関連科目 | ベクトル、積分などの数学の基礎知識が必要であり、これらを十分に復習して受講することが望ましい。自学学習は講義の復習および演習レポート作成の時間に充てるものとする。これまで学んできた数学などの科目を基礎として応用に活かす科目であり、５年生での専門科目や卒業研究につながるものと位置付けられる。 | ||||
| 科目の概要 | 信号処理の入門として、信号の種類やその処理の例から始めて、離散信号を扱うための基本となるフーリエ級数展開、フーリエ変換までを前半で講述する。その際、ベクトル空間の基礎的な考え方が必要となるので、数学的な準備も行う。後半は、フーリエ級数展開とフーリエ変換の応用から始めて、離散信号のフーリエ変換（ＤＦＴ）、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）まで後述する。 | ||||
| 授業方針 | 座学を中心に行うが、計算問題の演習、パソコンを用いた演習も行う。 | ||||
授業項目 | 時数 | 達成目標（習得すべき内容） |
| ガイダンス | ||
| 信号処理の例 | 波形の平滑化、雑音圧縮の考え方が理解でき、計算を行うことができる。 | |
| 数学的準備 | ベクトル空間や関数空間の考え方が理解でき、計算を行うことができる。 | |
| 相関関数 | 相関関数の考え方が理解でき、計算プログラムが作成できる。 | |
| 実フーリエ級数展開 | 実フーリエ級数展開の概念が理解でき、計算をすることができる。 | |
| 複素フーリエ級数展開 | 複素フーリエ級数展開の概念が理解でき、計算をすることができる。 | |
| フーリエ級数展開の性質 | フーリエ級数展開の性質が理解でき、説明することができる。 | |
| フーリエ変換 | フーリエ変換の概念が理解でき、計算することができる。 | |
| 畳み込み積分 | 畳み込み積分の概念が理解でき、計算ができる。 | |
| フーリエ変換の性質 | フーリエ変換の主な性質が理解でき、説明や計算を行うことができる。 | |
| フーリエ級数展開とフーリエ変換による級数および積分の解法 | フーリエ級数展開とフーリエ変換による級数および積分の解法が理解でき、計算を行うことができる。 | |
| フーリエ変換によるサンプリングされた信号の復元と標本化定理 | フーリエ変換による信号の復元と標本化定理が理解でき、説明と計算を行うことができる。 | |
| 離散フーリエ変換（ＤＦＴ）と高速フーリエ変換（ＦＦＴ） | 離散フーリエ変換と高速フーリエ変換の考え方が理解でき、計算を行うことができる。 |
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 |
| 実フーリエ級数展開および複素フーリエ級数展開 | 実フーリエ級数展開および複素フーリエ級数展開の考え方を理解し、与えられた問題に対しては、複雑な積分を含む場合についても、正確な答えを得ることができる。 | 実フーリエ級数展開および複素フーリエ級数展開の考え方が理解でき、与えられた問題に対して、計算を行い、答えを得ることができる。 | 実フーリエ級数展開および複素フーリエ級数展開の考え方が理解できず、与えられた問題に対しては、正しい答えを得ることができない。 |
| フーリエ変換 | フーリエ変換の考え方を理解し、与えられた問題に対しては、複雑な積分を含む場合についても、正確な答えを得ることができる。 | フーリエ変換の考え方が理解でき、与えられた問題に対して、計算を行い、答えを得ることができる。 | フーリエ変換の考え方が理解できず、与えられた問題に対しては、正しい答えを得ることができない。 |
| フーリエ変換によるサンプリングされた信号の復元 | フーリエ変換の応用として、サンプリングされた信号の復元の原理を理解し、説明でき、与えられた計算問題の計算を行い、正確な答えを得ることができる。 | フーリエ変換の応用として、サンプリングされた信号の復元の原理を理解し、与えられた計算問題の計算を行い、答えを得ることができる。 | フーリエ変換の応用として、サンプリングされた信号の復元の原理が理解できず、与えられた計算問題に対しては、正しい答えを得ることができない。 |
| 離散フーリエ変換 | 離散フーリエ変換の考え方を理解し、説明でき、与えられた問題に対しては、複雑な場合についても、正確な答えを得ることができる。 | 離散フーリエ変換の考え方が理解でき、与えられた問題に対して、計算を行い、答えを得ることができる。 | 離散フーリエ変換の考え方が理解できず、与えられた問題に対しては、正しい答えを得ることができるない。 |
| 評価方法及び 総合評価 | 定期試験等筆記試験（７０％）、演習レポート評価（３０％）を総合し評価する。６割以上の得点で合格とする。演習レポートの提出期限は課題提示と同時に示し、期限に遅れて提出されたレポートの評価点は０点とする。自学学習用の課題演習レポートはレポート点として評価する。 |
| 学習方法 | 教科書や参考書をよく読み、説明をよく聞く。演習課題を実施し、理解する。パソコン演習で実際の波形を表示させたりして、理解と興味を深める。 |
| 学生への メッセージ | デジタルオーディオなど、実際の社会で利用されている技術を学ぶものです。式や計算が多く出てきますが、興味を持って取り組んでください。 |
| 学修単位への対応 | 本科目は９０分の授業に対して放課後・家庭で９０分程度の自学自習が求められます。授業の演習問題やレポート作成の時間などに充てるものとします。 |
| 本校教育目標との対応 | JABEE学習教育目標との対応 | ||||