到達目標
1.信号処理解析法の目的と手法の考え方を理解し,離散化データとして処理するディジタル信号をコンピュータ上で取り扱うことができる.
2.伝達関数や畳み込みの概念,ディジタル信号処理の基本設計技術を身につけ,基本的な処理演算ができる.
3.コンピュータプログラミング演習によって,音響信号処理,画像処理などのディジタル信号の基本処理演算をソフトウェア上で解析できる.
ルーブリック
| 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 |
信号処理の概念 | 信号の表現方法や関数の直交性を全て説明でき,これらを用いた計算とプログラミングが全てできる. | 信号の表現方法や関数の直交性を説明でき,これらを用いた基本的な計算とプログラミングができる. | 信号の表現方法や関数の直交性を説明できず,これらを用いた計算とプログラミングができない. |
フーリエ変換 | フーリエ変換を全て説明でき,これらを用いた計算とプログラミングが全てできる. | フーリエ変換を説明でき,これらを用いた基本的な計算とプログラミングができる. | フーリエ変換を説明できず,これらを用いた計算とプログラミングができない. |
ディジタルフィルタ | ディジタルフィルタを全て説明でき,これらを用いた計算とプログラミングが全てできる. | ディジタルフィルタを説明でき,これらを用いた基本的な計算とプログラミングができる. | ディジタルフィルタを説明できず,これらを用いた計算とプログラミングができない. |
非線形信号処理 | 非線形信号処理を全て説明でき,これらを用いた計算とプログラミングが全てできる. | 非線形信号処理を説明でき,これらを用いた基本的な計算とプログラミングができる. | 非線形信号処理を説明できず,これらを用いた計算とプログラミングができない. |
学科の到達目標項目との関係
本科(準学士課程)での学習・教育到達目標 3-2
説明
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本科(準学士課程)での学習・教育到達目標 3-3
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教育方法等
概要:
自然界のアナログ情報を計算機で処理するために必要なディジタル信号処理の取扱法についてコンピュータ処理技術とともに解説する.はじめに,アナログ信号からディジタル信号に変換するときの注意点を述べ,離散フーリエ変換などはコンピュータを用いたディジタル処理法などの演習を交えて学習し,その数学的意味,物理的意味を講義する.また入出力信号を解析する伝達関数について述べ,音声処理や画像処理の設計技術について理解する.
授業の進め方・方法:
本授業内容はディジタル技術者・情報処理技術者の多くの資格試験に関連する科目である.ディジタル信号処理を道具として十分使いこなせるように,コンピュータを利用した実習も実施する.四半期分の授業項目に関する自学学習用課題は放課後や家庭で行い,各定期試験前にそのレポートを提出するものとする.
注意点:
規定授業時数は60時間です.この科目では,1単位あたり15時間の自学自習が求められます.
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
信号処理の概念 |
各種信号の表現方法を理解できる.
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2週 |
自己相関と相互相関 |
統計量を知り、相関を理解できる.
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3週 |
ラプラス変換 |
ラプラス変換の概念と性質を理解できる.
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4週 |
ラプラス変換の計算演習(1) |
ラプラス変換の基本的な計算ができる.
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5週 |
ラプラス変換の計算演習(2) |
ラプラス変換の応用的な計算ができる.
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6週 |
ラプラス変換の応用 |
電気回路の特性をラプラス変換で求めることができる.
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7週 |
ラプラス変換の応用演習 |
電気回路の特性をラプラス変換で求めることができる.
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8週 |
中間試験 |
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2ndQ |
9週 |
関数の直交性とフーリエ級数展開 |
三角関数の直交性とフーリエ級数展開を理解できる.
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10週 |
フーリエ級数展開の計算演習(1) |
フーリエ級数展開の基本的な計算ができる.
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11週 |
フーリエ級数展開の計算演習(2) |
フーリエ級数展開の応用的な計算ができる.
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12週 |
フーリエ級数展開による波形作成演習 |
フーリエ級数展開を用いてコンピュータで信号を作成できる.
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13週 |
複素フーリエ級数展開 |
複素フーリエ級数展開の概念と性質を理解できる。
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14週 |
複素フーリエ級数展開の計算演習 |
複素フーリエ級数展開の基本的な計算ができる.
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15週 |
定期試験 |
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16週 |
答案返却 |
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後期 |
3rdQ |
1週 |
フーリエ変換 |
フーリエ変換の概念と性質を理解できる.
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2週 |
フーリエ変換の計算演習(1) |
フーリエ変換の基本的な計算ができる.
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3週 |
フーリエ変換の計算演習(2) |
フーリエ変換の応用的な計算ができる.
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4週 |
離散フーリエ変換 |
離散フーリエ変換の概念と性質を理解できる.
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5週 |
離散フーリエ変換の計算演習 |
離散フーリエ変換の基本的な計算ができる.
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6週 |
離散フーリエ変換による解析演習(1) |
離散フーリエ変換を用いてコンピュータで基本的な信号を解析できる.
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7週 |
離散フーリエ変換による解析演習(2) |
離散フーリエ変換を用いてコンピュータで現実的な信号を解析できる.
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8週 |
中間試験 |
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4thQ |
9週 |
窓関数 |
窓関数の概念と特徴を理解できる.
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10週 |
窓関数の演習 |
窓関数の効果についてコンピュータで確認する.
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11週 |
時間領域と周波数領域のフィルタ |
フィルタの概念と特徴を理解できる.
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12週 |
フィルタの演習 |
フィルタの作成方法と特徴についてコンピュータで確認する.
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13週 |
畳み込み積分と非線形信号処理 |
畳み込み積分と非線形信号処理の概念と特徴を理解できる.
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14週 |
制御理論 |
制御理論と信号を用いて制御する方法を理解できる.
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15週 |
定期試験 |
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16週 |
答案返却 |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 情報 | プログラミング言語を用いて基本的なプログラミングができる。 | 3 | 前12,後6,後7,後10,後12 |
情報系分野 | プログラミング | 与えられた問題に対して、それを解決するためのソースプログラムを記述できる。 | 3 | 前12,後6,後7,後10,後12 |
要求仕様に従って、標準的な手法により実行効率を考慮したプログラムを設計できる。 | 3 | 前12,後6,後7,後10,後12 |
評価割合
| 試験 | レポート | 合計 |
総合評価割合 | 80 | 20 | 100 |
専門的能力 | 80 | 20 | 100 |