到達目標
振動解析、回路設計、音声解析、画像処理等の様々な分野で用いられる基礎技術である信号処理について、
(1)離散時間系で必要となる数学的問題を解くことができる。
(2)離散時間システムを各種問題に適用することができる。
(3)フーリエ変換を用いて信号の解析を行うことができる。
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 | 離散時間系に必要な高度な計算ができる。 | 離散時間系に必要な計算ができる。 | 離散時間系に必要な計算ができない。 |
評価項目2 | 離散時間システムを実世界の応用的な問題に適用することができる。 | 離散時間システムを基本的な問題に適用することができる。 | 離散時間システムを各種問題に適用することができない。 |
評価項目3 | フーリエ変換を用いて高度な信号の解析を行うことができる。 | フーリエ変換を用いて基本的な信号の解析を行うことができる。 | フーリエ変換を用いて信号の解析を行うことができない。 |
学科の到達目標項目との関係
JABEE J(05)
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本校 (1)-a
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電子機械 (3)-a
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教育方法等
概要:
信号処理は、振動解析、回路設計、音声解析、画像処理等の様々な分野で用いられる基礎技術である、この授業では、ディジタル信号処理の原理について学習します。
授業の進め方・方法:
学修単位の自習課題として、練習問題及び演習課題に取り組みます。授業の内容にあわせた中間試験と期末試験を実施します。
注意点:
講義のノートは授業中に100%とること。学修単位の課題は期限までにすべて提出すること。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
後期 |
3rdQ |
1週 |
ディジタル信号概論 |
ディジタル信号処理に必要な数学問題を計算できる。
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2週 |
離散時間信号と離散時間システムの数学的表現 |
離散時間での信号とシステムを数学的に表現することができる。
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3週 |
差分方程式 |
離散システムを差分方程式で表現することができる。
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4週 |
インパルス応答 |
離散システムからインパルス応答を計算することができる。
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5週 |
たたみ込み |
インパルス応答から任意の入力に対する出力を計算することができる。
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6週 |
z変換 |
離散時間信号のz変換を計算することができる。
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7週 |
逆z変換 |
与えられた式の逆z変換を計算することができる。
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8週 |
中間試験 |
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4thQ |
9週 |
伝達関数 |
差分方程式からシステムの伝達関数を計算することができる。
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10週 |
システムの安定性と極 |
伝達関数の極の配置から安定性を判別することができる。
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11週 |
離散フーリエ変換 |
離散時間信号の離散フーリエ変換を計算することができる。
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12週 |
高速フーリエ変換 |
高速フーリエ変換の原理を説明することができる。
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13週 |
離散時間フーリエ変換 |
スペクトルを計算することができる。
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14週 |
離散時間システムの周波数領域表現 |
インパルス応答から周波数特性を計算することができる。
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15週 |
ディジタルフィルタ |
ディジタルフィルタの設計を行うことができる。
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16週 |
期末試験 |
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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 |
基礎的能力 | 数学 | 数学 | 数学 | 平方根の基本的な計算ができる(分母の有理化も含む)。 | 4 | 後1,後11 |
複素数の相等を理解し、その加減乗除の計算ができる。 | 4 | 後1,後11,後13,後14 |
総和記号を用いた簡単な数列の和を求めることができる。 | 4 | 後1,後5,後11 |
ベクトルの定義を理解し、ベクトルの基本的な計算(和・差・定数倍)ができ、大きさを求めることができる。 | 4 | 後11,後12 |
平面および空間ベクトルの成分表示ができ、成分表示を利用して簡単な計算ができる。 | 4 | 後11,後12 |
平面および空間ベクトルの内積を求めることができる。 | 4 | 後11,後12 |
問題を解くために、ベクトルの平行・垂直条件を利用することができる。 | 4 | 後11,後12 |
定積分の定義と微積分の基本定理を理解し、簡単な定積分を求めることができる。 | 4 | 後1,後6,後7,後13 |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 情報系分野 | 情報数学・情報理論 | コンピュータ向けの主要な数値計算アルゴリズムの概要や特徴を説明できる。 | 4 | 後12,後15 |
評価割合
| 試験 | 演習・課題等 | 合計 |
総合評価割合 | 70 | 30 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 70 | 30 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 |