国立東京工業高等専門学校 シラバス 国立東京工業高等専門学校トップページへ戻る シラバス 閲覧戻る
教科目名
ディジタル信号処理Ⅰ
Digital Signal Processing I
担 当 教 官 吉本 定伸
学年、学科等 4年 情報工学科 通常講義
単位数 期間 必修 3 単位 通期 週2時間 (合計 60 時間)
授業の目標と概要
ディジタル信号処理の技術は通信,画像,音声,圧縮など,現在では不可欠な基盤技術となっている。
本科目では,ディジタル信号処理導入部の概要および,基本技術であるDFTに関連する部分,ディジタルフィルタを中
心に,ディジタル信号処理の基礎概念理解を目的とし授業を進める。
カリキュラムにおける位置づけ
電気・電子回路,コンピュータ計測制御,線形代数といった基礎科目の前提が必要となる。
また,プログラミングやエクセルなどを利用し進めるため関連科目をよく復習しておく。
応用数学Ⅰ,制御工学とも関連する部分があるため,注意しながら進めること。
授業の内容 時間
   本科目のガイダンス1 1
 1.信号とその入力方法 4
    アナログ信号とディジタル信号,標本化,量子化,A/D変換
    コンデンサマイクによるマイク回路の作製
    オペアンプと信号の増幅
    増幅回路の作製
 2.エイリアシングとフィルタ 4
    フィルタとアンチエイリアス
    オペアンプによるアンチエイリアシングフィルタの作製
    周波数特性の測定
 3.正規直交 4
    複数データの直交関係と相関係数,平均,内積
    相関係数のプログラム,相関係数によるデータの評価
 *上記関連内容について随時実験・演習等を行う
前期中間試験 1
   試験の解答及びここまでのまとめ 1
 4.相関関数 4
    相互相関関数の計算とプログラム
    自己相関関数の計算とプログラム
    相関関数を利用したデータの解析
  
 5.離散フーリエ変換 8
    離散フーリエ変換(DFT)とその計算
    プログラムによる実現法
    離散フーリエ変換によるスペクトル解析
    基本的な窓関数の利用法とスペクトル
    窓関数とプログラム
    
  
 *上記関連内容について随時実験・演習等を行う
前期末試験 1
   試験の解答及びここまでのまとめ 2

(続き)
教科目名
ディジタル信号処理Ⅰ
Digital Signal Processing I
授業の内容 時間
   本科目のガイダンス2 1
 6.PCMと信号処理 6
    PCMとWaveファイル
    Waveファイルの解析
    Waveファイルの生成プログラムの作製
    音声信号等の利用とそのスペクトル
 7.高速フーリエ変換  4
    FFTの概要
    バタフライ演算
    ビットリバーサル
    DFTとFFTの比較とスペクトル解析
 *上記関連内容について随時実験・演習等を行う
後期中間試験 1
   試験の解答及びここまでのまとめ 1
 
 8.ディジタルフィルタ 4
    線形システム,差分方程式,離散時間伝達関数
    簡単なIIR・FIRディジタルフィルタとプログラムによる実現
    直感的なフィルタリング(エコー,移動平均)実験    
 9.簡単なFIRフィルタの設計 4
    IDFTによるFIRフィルタ設計,窓関数の利用
    ローパスフィルタ等のフィルタリング実験
10.適応フィルタとアルゴリズム 6
    白色雑音と有色雑音,雑音の生成とスペクトル
    平均・分散・確率密度とデータグラフ
    適応フィルタ概要,LMSアルゴリズムとアルゴリズムのプログラム
    適応フィルタの収束特性グラフとその評価
 
 *上記関連内容について随時実験・演習等を行う
    
  学年末試験後:試験の解答及びまとめ 2
学年末試験 1
   
   
   
   
   
   
教科書
大石邦夫 ,『C言語による はじめて学ぶ信号処理』,コロナ社
Webによる教材の提供
補助教科書
小坂敏文,吉本定伸 共著,『はじめての応用数学 ラプラス変換・フーリエ変換編』,近代科学社
履修上の注意
本科目は学修単位である。プログラミングについて良く復習しておき,用意された資料などをもとに,課題等を自主的に進め,期限内に提出すること。授業の予習復習及び、演習課題に対しては、自学自習により取り組み学習すること。
評価基準
DFTを中心とした信号処理の基本的な計算を行うことが出来る。コンピュータによる実現を通し,直感的なフィルタリングを行える。文書の読み取り,文書作成,ソフト開発等に関する経験を積む。
評価法
定期試験50%,報告書30%,その他提出物など20%
学習・教育目標 東京高専
C-1,C-6,C-8
JABEE
(c)(d)