Digital Signal Processing

Course Information

College	Tokuyama College	Year	2022
Course Title	Digital Signal Processing
Course Code	0102	Course Category	Specialized / Compulsory
Class Format	Lecture	Credits	Academic Credit: 1
Department	Department of Computer Science and Electronic Engineering	Student Grade	5th
Term	First Semester	Classes per Week	1
Textbook and/or Teaching Materials	萩原将文　｢ディジタル信号処理（第2版・新装版）｣森北出版社
Instructor	Miyazaki Ryoichi

Course Objectives

複合分野の設計能力を身につけるため、
１．フーリエ変換の計算ができ、これに関する公式を適用できる。
２．ラプラス変換の計算ができ、アナログシステムの周波数応答を計算できる。
３．Z変換の計算ができ、これに関する公式を適用できる。
４．ディジタルシステムの周波数応答を計算できる。

Rubric

	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	フーリエ変換の複雑な計算ができ、公式を導出できる。	フーリエ変換の計算ができ、公式を適用できる。	フーリエ変換の計算ができず、公式を適用できない。
評価項目２	ラプラス変換を利用し複雑なアナログシステムの伝達関数の計算ができ、周波数応答も計算できる。	ラプラス変換を利用しアナログシステムの伝達関数の計算ができ、周波数応答も計算できる。	ラプラス変換を利用したアナログシステムの伝達関数の計算ができず、周波数応答も計算できない。
評価項目３	Z変換の複雑な計算ができ、これに関する公式を導出できる。	Z変換の計算ができ、これに関する公式を適用できる。	Z変換の計算ができず、これに関する公式を適用できない。
評価項目４	ディジタルシステムの伝達関数、差分回路方程式、周波数応答を導出できる。	ディジタルシステムの伝達関数、差分回路方程式、周波数応答を計算できる。	ディジタルシステムの伝達関数、差分回路方程式、周波数応答を計算できない。
評価項目５	フィルタの特性について理解し，複雑なIIRフィルタの設計ができる．	フィルタの特定について理解し，IIRフィルタの設計ができる．	フィルタの特定について理解し，IIRフィルタの設計ができない．

Assigned Department Objectives

到達目標 C 1 （「開発型」技術者をめざすために、複合分野にわたる知識を有機的に結びつける設計能力を身につけること）

JABEE d-1 （専門工学）

Teaching Method

Outline:

ディジタル信号処理は、制御システムなど広範囲にわたる分野のシステムを実現するうえで必要な基礎知識である。各分野で必要に応じて信号処理が適用できるようになることを目的とし、信号処理の基礎技術として重要な連続時間系のフーリエ変換等や離散時間系のフーリエ変換、Z変換およびディジタルシステムの解析についても理解する。

Style:

各回の授業では教科書1に沿ってスライドを用いた講義を行う．スライドはTeamで共有するが，復習や演習用にノートを準備することが好ましい．また，理解度を確認するために項目ごとに学習シートで課題を与える．【最終成績】学習シート：20%, 単元ごとの小テスト：80%
【関連科目】情報と論理（２年）、情報数学（４年）、数値解析（５年）

成績に関しては定期試験は実施せず，各単元の終了時に小テスト実施する．各単元の小テストの正答率が40%以上60%未満の学生に対しては，教員が指示する課題を提出することによって60%に引き上げる．

Notice:

【最終成績】学習シート：20%, 単元ごとの小テスト：80%
【関連科目】フーリエ・ラプラス変換（４年）、数値解析（５年）

Characteristics of Class / Division in Learning

Active Learning

Aided by ICT

Applicable to Remote Class

Course Plan

			Theme	Goals
1st Semester
	1st Quarter
		1st	オリエンテーション 第１章：信号処理とは 第２章：フーリエ級数とフーリエ変換（１）	・フーリエ級数係数を求めることができる． ・複素フーリエ級数を求めることができる． ・フーリエ変換とフーリエ級数の違いを説明できる．
		2nd	第２章：フーリエ級数とフーリエ変換（２）	・よく用いられる信号のフーリエ変換を求めることができる． ・フーリエ変換の性質を導出することができる．
		3rd	単元確認テスト（フーリエ級数とフーリエ変換） 第３章：ラプラス変換（１）	・ラプラス変換とフーリエ変換の違いを説明できる． ・様々な関数のラプラス変換を求めることができる．
		4th	第３章：ラプラス変換（２）	・様々なラプラス変換の性質を導出することができる． ・逆ラプラス変換を求めることができる． ・連続時間システムのアンテ性について説明できる．
		5th	単元確認テスト（ラプラス変換） 第４章：z変換（１）	・z変換とラプラス変換の関係を説明できる． ・信号処理でよく用いられる信号のz変換について説明できる．
		6th	第４章：z変換（２）	・様々なz変換の性質を導出できる． ・逆z変換について理解し，様座な信号の逆z変換を求めることができる．
		7th	第５章：離散フーリエ変換	・離散フーリエ変換とフーリエ変換の関係を説明できる． ・様々な離散フーリエ変換の性質を導出できる． ・離散フーリエ変換の演算量について説明できる．
		8th	単元確認テスト（z変換，離散フーリエ変換） 第６章：離散時間システム（１）	・サプリング定理について説明できる． ・システムの伝達関数を求めることができる． ・システムのインパルス応答を求めることができる．
	2nd Quarter
		9th	第６章：離散時間システム（２）	・FIRシステムとIIRシステムの違いについて説明できる． ・ディジタル信号処理での基本要素について説明できる． ・離散時間の畳込みを求めることができる．
		10th	第６章：離散時間システム（３）	・システムの周波数応答について説明できる． ・離散時間システムの安定性について説明できる．
		11th	単元確認テスト（離散時間システム） 第７章：高速フーリエ変換	・高速フーリエ変換のアルゴリズムについて説明できる． ・窓関数の役割について説明できる．
		12th	第８章：フィルタ	・フィルタの種類について説明できる． ・簡単なフィルタの設計ができる． ・周波数変換によって他のフィルタ特性へ変換することができる．
		13th	単元確認テスト（高速フーリエ変換・フィルタ） 第９章：ディジタルIIRフィルタ（１）	・インパルス応答に着目する方法でIIRフィルタを設計できる．
		14th	第９章：ディジタルIIRフィルタ（２）	・双一次変換によってIIRフィルタを設計できる．
		15th	単元確認テスト（ディジタルIIRフィルタ） 第６章から第９章までの振り返り
		16th

Evaluation Method and Weight (%)

	学習シート	単元ごとの小テスト	Total
Subtotal	20	80	100
基礎的能力	10	40	50
専門的能力	10	40	50