信号処理

科目基礎情報

学校	旭川工業高等専門学校	開講年度	令和07年度 (2025年度)
授業科目	信号処理
科目番号	0113	科目区分	専門 / 必修
授業形態	授業	単位の種別と単位数	: 1
開設学科	システム制御情報工学科（2021年度以降入学者）	対象学年	5
開設期	後期	週時間数	2
教科書/教材	信号解析教科書（原島博 著，コロナ社），配布プリント
担当教員	戸村 豊明

到達目標

1. デジタル信号を周波数領域へ変換する各種方法とその性質を説明できる．

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
評価項目1	デジタル信号を周波数領域へ変換するDFT，DCT，FFTとそれぞれの性質を，数式，図，文章で詳しく説明できる．	デジタル信号を周波数領域へ変換するDFT，DCT，FFTとそれぞれの性質を概ね説明できる．	デジタル信号を周波数領域へ変換するDFT，DCT，FFTとそれぞれの性質を説明できない．

学科の到達目標項目との関係

  システム制御情報工学科の教育目標② （機械工学，電気・電子工学，情報工学における知識をバランス良く修得させ，多様な分野において様々なシステムをデザインできる力を育てる。）

本科の教育目標① （一般教養および科学技術の基礎知識と工学の専門知識を備えた教養豊かな人材を育成する。）

教育方法等

概要:

まず，デジタル信号処理の概要を学ぶ。次に，フーリエ級数とフーリエ変換から出発し，コンピュータを用いてデジタル信号をフーリエ解析する各種方法を学び，これらを実際の画像や信号へと応用する。

授業の進め方・方法:

教科書と配布プリントを用いて内容を説明した後に演習を行い，その結果をレポートとして提出する．

注意点:

・総時間数45時間（自学自習15時間）
・自学自習時間（15時間）は，日常の授業（30時間）に対する予習復習，レポート課題の解答作成時間，試験のための学習時間を総合したものとする．
・評価については，合計点数が60点以上で単位修得となる．その場合，各到達目標項目の到達レベルが標準以上であること，教育プログラムの学習・教育到達目標の各項目を満たしたことが認められる．
・数学的な知識（特に，フーリエ級数やラプラス変換）を必要とするので，充分に予め復習しておく。また，C言語によるプログラミングも行うので，これも充分に復習しておく。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
後期
	3rdQ
		1週	デジタル信号処理	デジタル信号処理の概要を説明できる。
		2週	実フーリエ級数	実数を用いたフーリエ級数とその性質を説明できる。
		3週	複素フーリエ級数	複素数を用いたフーリエ級数とその性質を説明できる。
		4週	フーリエ変換	フーリエ級数を用いて定義されるフーリエ変換とその性質を説明できる。
		5週	離散時間フーリエ変換	離散時間フーリエ変換（DTFT）とその性質を説明でき，画像や信号に対して，これを応用できる。
		6週	離散フーリエ変換	離散フーリエ変換（DFT）とその性質を説明でき，画像や信号に対して，これを応用できる。
		7週	窓関数 次週，中間試験を実施する	窓関数とその効果を説明できる．
		8週	答案返却&解説	学んだ知識の再確認&修正ができる．
	4thQ
		9週	音声信号の離散フーリエ変換	サンプリングした音声信号を離散フーリエ変換へ応用できる．
		10週	サンプリング定理	信号のサンプリング定理を説明できる．
		11週	離散コサイン変換	離散コサイン変換（DCT）とその特徴を説明できる。
		12週	z変換	z変換とその性質を説明できる。
		13週	高速フーリエ変換1	時間間引きの高速フーリエ変換（FFT）とその性質を説明でき，画像や信号に対して，これを応用できる。
		14週	高速フーリエ変換2	周波数間引きの高速フーリエ変換（FFT）とその性質を説明でき，画像や信号に対して，これを応用できる。
		15週	2次元信号のフーリエ変換	2次元信号のフーリエ変換と離散フーリエ変換について説明でき，画像に対してこれを応用できる．
		16週	学年末試験	これまで学んだ内容について，試験を通じて確認する．

評価割合

	試験	発表	相互評価	態度	ポートフォリオ	その他	レポート	合計
総合評価割合	70	0	0	0	0	0	30	100
基礎的能力	50	0	0	0	0	0	20	70
専門的能力	20	0	0	0	0	0	10	30
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0	0