ディジタル信号処理システムにおいて、実処理で重要となる時間領域、設計で重要となるＺ領域、解析で重要となる周波数領域の各領域でシステムの入出力関係を理解し、基礎を身につける。また、ディジタルフィルタの基礎を理解する。
概要:
ディジタル信号処理は，IT 産業の基幹を支える最も重要な学問の一つである．この授業では，教員の製品開発設計の経験によって得られたノウハウを反映したうえで，ディジタル信号の信号表現から画像処理までを解説し，体系的に学んでいく．特に，時間領域・周波数領域・Z 領域の相互関係を明確に捕らえられるように配慮して説明していく．
授業の進め方・方法:
対面式講義による授業を行う．定期試験（前期期末試験35%，学年末試験35%），課題20%，授業態度10%（受講状況，課題提出期限の厳守などを評価） として総合的に評価する．各試験においては，達成目標に則した内容を選定して出題する．試験問題のレベルは，教科書および板書，授業ノートと同程度とする．総合評価で60点以上を合格とする．
注意点:
例題や演習問題を解くことによって，数式の扱いに慣れ，理解を深める．
総合評価の点数が60点未満の場合，申し出があれば再試験またはレポートによる評価を実施する．
オフィスアワーは，月曜日14:30～16:00，水曜日14:30～16:00とするが，教員室に在室しているときであれば，いつでも可能である．遠隔授業のときは，Teamsやメール等で対応する．
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
信号のサンプリングと量子化について |
サンプリングの方法ならびに量子化の仕組みが理解できる．サンプリング周期や量子化ステップなどの各諸量を計算できる．
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| 2週 |
信号の表現法と信号の処理手順 |
アナログ信号からディジタル信号への数式表現ができる．アナログ→ディジタル→アナログへの信号処理手順が理解できる．
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| 3週 |
代表的な信号例と信号処理システムについて |
複素正弦波信号，単位ステップ信号，インパルス信号の数式表現が理解できる．また，各信号処理システムの特徴を理解できる．
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| 4週 |
代表的な信号例と信号処理システムについて |
複素正弦波信号，単位ステップ信号，インパルス信号の数式表現が理解できる．また，各信号処理システムの特徴を理解できる．
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| 5週 |
代表的な信号例と信号処理システムについて |
複素正弦波信号，単位ステップ信号，インパルス信号の数式表現が理解できる．また，各信号処理システムの特徴を理解できる．
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| 6週 |
畳み込み演算とシステムの実現 |
システムの入出力の関係を表す畳み込み演算ができる．システムを表す数式からハードウェアを構成できる．または，その逆もできる．
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| 7週 |
畳み込み演算とシステムの実現 |
システムの入出力の関係を表す畳み込み演算ができる．システムを表す数式からハードウェアを構成できる．または，その逆もできる．
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| 8週 |
システムの安定性の判別 |
システムの安定性をインパルス係数をもとに判別できる．
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| 2ndQ |
| 9週 |
Z変換とシステムの伝達関数 |
Z変換ができる．システムの伝達関数を求めることができる．
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| 10週 |
Z変換とシステムの伝達関数 |
Z変換ができる．システムの伝達関数を求めることができる．
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| 11週 |
逆Z変換とシステムの安定性 |
逆Z変換ができる．伝達関数の極からシステムの安定性の判別ができる．
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| 12週 |
逆Z変換とシステムの安定性 |
逆Z変換ができる．伝達関数の極からシステムの安定性の判別ができる．
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| 13週 |
システムの周波数特性 |
時間領域，Z領域，周波数領域の関係と特徴が説明できる．システムの伝達関数より周波数特性を求めることができる．
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| 14週 |
システムの周波数特性 |
時間領域，Z領域，周波数領域の関係と特徴が説明できる．システムの伝達関数より周波数特性を求めることができる．
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| 15週 |
システムの周波数特性 |
時間領域，Z領域，周波数領域の関係と特徴が説明できる．システムの伝達関数より周波数特性を求めることができる．
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| 16週 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
連続時間信号における周期信号ならびに非周期信号のフーリエ解析 |
フーリエ解析の分類が理解できる．連続時間信号のフーリエ解析が理解できる．
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| 2週 |
連続時間信号における周期信号ならびに非周期信号のフーリエ解析 |
フーリエ解析の分類が理解できる．連続時間信号のフーリエ解析が理解できる．
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| 3週 |
離散時間信号における周期信号ならびに非周期信号のフーリエ解析 |
離散時間フーリエ変換と離散フーリエ変換について理解できる．
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| 4週 |
離散時間信号における周期信号ならびに非周期信号のフーリエ解析 |
離散時間フーリエ変換と離散フーリエ変換について理解できる．
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| 5週 |
サンプリング定理と窓関数による信号の切り出しの影響 |
サンプリング定理を説明できる．窓関数による信号解析に与える影響が理解できる．
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| 6週 |
サンプリング定理と窓関数による信号の切り出しの影響 |
サンプリング定理を説明できる．窓関数による信号解析に与える影響が理解できる．
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| 7週 |
ディジタルフィルタについて |
ディジタルフィルタの分類が理解できる．理想フィルタと実際のフィルタの違いが理解できる．
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| 8週 |
ディジタルフィルタについて |
ディジタルフィルタの分類が理解できる．理想フィルタと実際のフィルタの違いが理解できる．
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| 4thQ |
| 9週 |
ディジタルフィルタについて |
ディジタルフィルタの分類が理解できる．理想フィルタと実際のフィルタの違いが理解できる．
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| 10週 |
直線位相フィルタについて |
直線位相フィルタの特徴を理解できる．インパルスの対称性から直線位相フィルタの判別ができる．
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| 11週 |
直線位相フィルタについて |
直線位相フィルタの特徴を理解できる．インパルスの対称性から直線位相フィルタの判別ができる．
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| 12週 |
画像信号の表現 |
画像の分類ができる．ディジタル画像の信号表現を理解できる．簡単な濃度補正などの画像処理手順が理解できる．
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| 13週 |
画像信号の表現 |
画像の分類ができる．ディジタル画像の信号表現を理解できる．簡単な濃度補正などの画像処理手順が理解できる．
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| 14週 |
多次元信号処理について |
画像のような多次元信号処理のサンプリングならびにフィルタ処理について概要が理解できる．
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| 15週 |
多次元信号処理について |
画像のような多次元信号処理のサンプリングならびにフィルタ処理について概要が理解できる．
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| 16週 |
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| 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 | 情報系分野 | その他の学習内容 | ディジタル信号とアナログ信号の特性について説明できる。 | 4 | |
| 情報を離散化する際に必要な技術ならびに生じる現象について説明できる。 | 4 | |
| メディア情報の主要な表現形式や処理技法について説明できる。 | 4 | |