到達目標
1．アナログ信号とディジタル信号について説明できる。
2．簡単な多項式で表される線形システムのインパルス応答や伝達関数を求めることができる。
3．サンプリング定理とエイリアシングについて説明できる。
4．簡単な関数のフーリエスペクトルを求めることができる。
5．高速フーリエ変換について説明できる。
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 |
| 1．アナログ信号とディジタル信号について説明できる。
（自学自習レポート、中間試験および定期試験で評価） | 極めて正確に説明できる。 | ほぼ正確に説明できる。 | ほとんどまたは全く説明できない。 |
| 2．簡単な多項式で表される線形システムのインパルス応答や伝達関数を求めることができる。
（自学自習レポート、中間試験および定期試験で評価） | 極めて正確に求めることができる。 | ほぼ正確に求めることができる。 | ほとんどまたは全く求めることができない。 |
| 3．サンプリング定理とエイリアシングについて説明できる。
（自学自習レポート、中間試験および定期試験で評価） | 極めて正確に説明できる。 | ほぼ正確に説明できる。 | ほとんどまたは全く説明できない。 |
| 4．簡単な関数のフーリエスペクトルを求めることができる。
（自学自習レポート、中間試験および定期試験で評価） | 極めて正確に求めることができる。 | ほぼ正確に求めることができる。 | ほとんどまたは全く求めることができない。 |
| 5．高速フーリエ変換について説明できる。
（自学自習レポート、中間試験および定期試験で評価） | 極めて正確に説明できる。 | ほぼ正確に説明できる。 | ほとんどまたは全く説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 ④
説明
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JABEE (A)
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教育方法等
概要:
この授業ではディジタル信号処理において重要である標本化、周波数解析および線形フィルタについて学習する。
キーワード： 信号、線形時不変システム、Z変換、フーリエ変換、スペクトル、FFT、ディジタルフィルタ
授業の進め方・方法:
授業はグループワークおよびプレゼンテーションを中心に進める。
各回の授業内容に対応する演習問題を課題として課す。
注意点:
各回の自学自習項目はレポートとして指定された期日までに提出すること。
中間試験の回を除く14回のレポートのうち1/3を超えて未提出の場合には原則科目不合格となる。
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 |
ガイダンス、ディジタル信号処理とは
自学自習項目： 教科書第1章の演習問題を解く。 |
信号と信号処理、およびディジタル信号について説明できる。信号の標本化周波数と正規化周波数の関係について説明できる。
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| 2週 |
信号処理システム、線形時不変システム
自学自習項目： 教科書第2章の演習問題（1）〜（4）を解く。 |
簡単な多項式で表される線形システムのインパルス応答を求めることができる。
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| 3週 |
システムの実現
自学自習項目： 教科書第2章の演習問題（5）〜（9）を解く。 |
簡単な多項式で表される線形システムのハードウェア構成をブロック線図で表現することができる。
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| 4週 |
Z変換
自学自習項目： 教科書第3章の演習問題（1）〜（5）を解く。 |
簡単なZ変換および逆Z変換の計算ができる。
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| 5週 |
システムの周波数特性
自学自習項目： 教科書第3章の演習問題（5）〜（9）を解く。 |
システムの伝達関数から周波数特性を求めることができる。
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| 6週 |
周波数解析、フーリエ級数展開
自学自習項目： 教科書第4章の演習問題（1）〜（2）を解く。 |
簡単な関数の複素フーリエ係数を求めて、周波数スペクトルを図示できる。
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| 7週 |
サンプリング、離散時間フーリエ級数
自学自習項目： 教科書第4章の演習問題（3）〜（4）を解く。 |
複素フーリエ係数からエリアシング係数を求めて、図示することができる。
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| 8週 |
中間試験
自学自習項目： 中間試験の範囲を復習する。 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
中間試験の解説、フーリエ変換（１）
自学自習項目： 教科書第4章の演習問題（5）〜（6）を解く。 |
簡単な関数で表される信号のフーリエ変換の計算ができる。
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| 10週 |
フーリエ変換（２）、サンプリング定理
自学自習項目： 教科書第4章の演習問題（7）〜（9）を解く。 |
簡単な信号の理三時間フーリエ変換を計算し、スペクトルを図示することができる。
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| 11週 |
離散フーリエ変換
自学自習項目： 教科書第5章の演習問題（1）〜（4）を解く。 |
簡単な時系列の離散フーリエ変換の計算ができる。
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| 12週 |
高速フーリエ変換
自学自習項目： 教科書第5章の演習問題（5）を解く。 |
高速フーリエ変換の基本的なアルゴリズムを説明できる。
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| 13週 |
窓関数
自学自習項目： 教科書第5章の演習問題（6）を解く。 |
窓関数の意義と基本的な窓関数の特徴を説明できる。
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| 14週 |
ディジタルフィルタ
自学自習項目： 教科書第6章の演習問題 |
簡単な伝達関数からフィルタを構成することができる。
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| 15週 |
まとめ
自学自習項目： この科目の学習で興味のある項目について調査し、2000字以上のレポートとしてまとめる。 |
ディジタル信号処理を応用した技術を挙げて説明することができる。
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| 16週 |
定期試験 |
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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 | 制御 | 伝達関数を用いたシステムの入出力表現ができる。 | 4 | 前3,前4,前14 |
| ブロック線図を用いてシステムを表現することができる。 | 4 | 前3,前14 |
| 情報系分野 | その他の学習内容 | 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 | 前1,前6,前11,前12,前15 |
評価割合
| 中間試験 | 定期試験 | レポート | 合計 |
| 総合評価割合 | 40 | 40 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 40 | 40 | 20 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 |