信号処理Ⅰ

科目基礎情報

学校	北九州工業高等専門学校	開講年度	令和04年度 (2022年度)
授業科目	信号処理Ⅰ
科目番号	0146	科目区分	専門 / 必修
授業形態		単位の種別と単位数	履修単位: 1
開設学科	生産デザイン工学科（情報システムコース）	対象学年	5
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材
担当教員	水町 光徳,秋本 髙明

到達目標

・フーリエ解析、ラプラス変換、z変換を説明・使用できる。
・フィルタリングの基礎原理を説明できる。

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
評価項目1 時間-周波数変換	任意の信号の時間-周波数変換ができる。	代表的な信号の時間-周波数変換ができる。	時間-周波数変換の概念が理解できていない。
評価項目2 フィルタリングの基礎原理	フィルタリングの基礎原理を体系的に説明できる	フィルタリングの基礎原理を説明できる	フィルタリングの基礎原理を説明できない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 A② 自主的・継続的な学習を通じて、基礎科目に関する問題を解くことができる。

学習・教育到達度目標 B① 専門分野における工学の基礎を理解できる。

JABEE SA② 自主的・継続的な学習を通じて、共通基礎科目に関する問題を解決できる。

JABEE SB① 共通基礎知識を用いて、専攻分野における設計・製作・評価・改良など生産に関わる専門工学の基礎を理解できる。

教育方法等

概要:

観測信号から望まれる信号を取り出すための信号処理の手法について学ぶ。まず、基礎として連続時間信号の解析手法を学び、離散時間信号の解析手法に発展させる。その後、フィルタリング法の基礎知識および応用法について学ぶ。

授業の進め方・方法:

授業は、講義と演習により実施する。演習課題の実施により受講生の理解度を確認し、授業の進め方について適宜検討する。

注意点:

三角関数、オイラーの定理、線形微分方程式、制御理論Iの内容が基礎となるので理解を深めておくこと。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	信号処理の基礎	信号処理システムの概要を把握する。
		2週	フーリエ解析概論	周波数解析の基礎的手法であるフーリエ解析の概念を理解する。
		3週	フーリエ級数展開	フーリエ級数展開の考え方を理解し、代表的な信号のフーリエ級数展開を行う。
		4週	フーリエ変換	フーリエ級数展開を一般化したフーリエ変換について学ぶ。
		5週	フーリエ変換の応用	フーリエ変換の性質について学習し、代表的な信号のフーリエ変換を行う。
		6週	ラプラス変換	プーリエ変換の制約を緩和したラプラス変換について学び、代表的な信号のラプラス変換を行う。
		7週	逆ラプラス変換とラプラス変換の応用	逆ラプラス変換の考え方を理解し、ラプラス変換の応用事例について学ぶ。
		8週	中間試験または連続時間信号解析演習	フーリエ級数展開、フーリエ変換、ラプラス変換に関する演習を行い、それらの計算方法について習熟する。
	2ndQ
		9週	離散時間システム	離散時間システムの概念を習得する。
		10週	z変換	ラプラス変換を離散化したz変換について学び、代表的な信号のz変換を行う。
		11週	逆z変換とz変換の応用	逆z変換の考え方を理解し、z変換の応用事例について学ぶ。
		12週	離散時間信号のフーリエ解析	離散時間信号のフーリエ解析について学び、フーリエ変換の離散化の概念を習得する。
		13週	離散フーリエ変換	離散フーリエ変換の計算方法を習得し、その性質について学ぶ。
		14週	離散フーリエ変換の応用	代表的な信号の離散フーリエ変換を行う。
		15週	高速フーリエ変換	高速フーリエ変換の考え方と計算方法を理解する。
		16週	定期試験または離散時間信号解析演習	z変換、離散フーリエ変換に関する演習を行い、それらの計算方法について習熟する。

評価割合

	試験	発表	相互評価	態度	ポートフォリオ	演習等	合計
総合評価割合	70	0	0	0	0	30	100
基礎的能力	0	0	0	0	0	0	0
専門的能力	70	0	0	0	0	30	100
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0