到達目標
1. ディジタル信号処理とは何かについて理解し、説明できる。
2. フーリエ級数、フーリエ変換(FFTを含む)の意味および原理を説明でき、PCを用いてその処理ができる。
3. ディジタルフィルタの意味および原理を説明でき、PCを用いてその処理ができる。
4. 相関関数の意味および原理を説明でき、PCを用いてその処理ができる。
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 |
| 到達目標1 | ディジタル信号処理とは何かについて具体例をあげて、詳しく説明できる。 | ディジタル信号処理とは何かについて理解し、説明できる。 | ディジタル信号処理とは何かについて説明できない。 |
| 到達目標2 | フーリエ級数、フーリエ変換の意味および原理を説明でき、その処理をPCを用いて実行できる。 | フーリエ級数、フーリエ変換の処理を、PCを用いて実行できる。 | フーリエ級数、フーリエ変換の処理を、PCを用いて実行できない。 |
| 到達目標3 | ディジタルフィルタの意味および原理を説明でき、その処理をPCを用いて実行できる。 | ディジタルフィルタの処理を、PCを用いて実行できる。 | ディジタルフィルタの処理を、PCを用いて実行できない。
。 |
| 到達目標4 | 相関関数の意味および原理を説明でき、その処理をPCを用いて実行できる。 | 相関関数の処理を、PCを用いて実行できる。 | 相関関数の処理を、PCを用いて実行できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
画像・音声解析および故障診断等の様々な分野で利用されているディジタル信号処理技術に関する基礎知識、および各種ディジタル信号処理手法(FFT処理、窓関数処理、フーリエ合成および逆変換処理、ディジタルフィルタ処理、相関関数処理、時間周波数解析等)についての知識・技術を習得することを目標としています。
授業の進め方・方法:
ディジタル信号処理技術に関する講義を行った後、各自で演習問題を解いたり、PCを用いてディジタル信号処理を実際に体験する時間を設けますので、理解を深めてください。演習では、Scilab等のツールや表計算ソフト等を利用して課題を解き、結果をレポートとしてまとめて提出してもらいます。
注意点:
演習課題に関するレポートの提出を数回予定していますが、必ず自分の言葉で書いてください。インターネット上の情報や他人のレポートを安易にコピーや模写したものは認めません。
演習ではScilab等のツールまたはC言語等の開発環境を利用してもらいますので、使用方法に関して復習しておいてください。
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 |
ディジタル信号処理とは |
アナログ信号とディジタル信号の違いについて理解し、説明できる。
A/D変換とD/A変換について理解し、その問題を解くことができる。
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| 2週 |
フーリエ級数とフーリエ変換 |
フーリエ級数およびフーリエ変換について理解し、説明できる。
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| 3週 |
フーリエ変換 |
フーリエ変換について理解し、説明できる。
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| 4週 |
フーリエ変換に関する演習 |
フーリエ変換に関する計算問題を解くことができる。
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| 5週 |
FFT（高速フーリエ変換） |
FFT（高速フーリエ変換）の計算原理について理解し、説明できる。
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| 6週 |
FFTによる周波数解析 |
窓関数の原理や種類について理解し、FFTを用いた周波数解析について説明できる。
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| 7週 |
PCによるFFT演習 |
自作のプログラム、フリーソフト、表計算ソフトなどを用いて、FFT処理を実行し、その処理結果を考察することができる。
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| 8週 |
フーリエ合成とフーリエ逆変換 |
フーリエ合成およびフーリエ逆変換について理解し、説明できる。
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| 4thQ |
| 9週 |
【中間試験】 |
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| 10週 |
ディジタルフィルタ |
ディジタルフィルタの基礎を理解し、説明できる。
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| 11週 |
ディジタルフィルタ |
FIRおよびIIRフィルタについて理解し、説明できる。
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| 12週 |
PCによるディジタルフィルタ演習 |
自作のプログラム、フリーソフト、表計算ソフトなどを用いて、ディジタルフィルタ処理を実行し、その処理結果を考察することができる。
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| 13週 |
相関関数 |
自己相関および相互相関について理解し、説明できる。
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| 14週 |
PCによるディジタル信号処理演習 |
自作のプログラム、フリーソフト、市販の表計算ソフトなどを用いて、FFT処理(窓関数処理を含む)、フーリエ逆変換処理、ディジタルフィルタ処理、相関関数(自己相関、相互相関)処理を実行し、その処理結果を考察することができる。
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| 15週 |
PCによるディジタル信号処理演習 |
自作のプログラム、フリーソフト、市販の表計算ソフトなどを用いて、FFT処理(窓関数処理を含む)、フーリエ逆変換処理、ディジタルフィルタ処理、相関関数(自己相関、相互相関)処理を実行し、その処理結果を考察することができる。
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| 16週 |
答案返却 |
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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 |
評価割合
| 定期試験 | 小テスト | レポート・課題 | 発表 | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 50 | 0 | 50 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 20 | 0 | 20 | 0 | 0 | 40 |
| 専門的能力 | 30 | 0 | 20 | 0 | 0 | 50 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 10 | 0 | 0 | 10 |