デジタル信号処理

Digital Signal Processing

専門教育科目

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工学部

3年

HETBK3MCA1

2.00単位

講義 (Lecture)

2024年度後期

(Fall semester)

森本 雅和

工学研究科

日本語

目標9

金曜５限・6207室

morimoto@eng.u-hyogo.ac.jp

3◎／4〇／5〇

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1-1◎／1-2〇

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講義目的：最近の装置はほとんどがプロセッサを内蔵しており、そこでの数値演算処理に基づいて複雑な機能を実現している。その処理に理論的な根拠を与え、様々な機能を実現する技術がディジタル信号処理である。本講義では、そのようなディジタル信号処理の基礎的理論を理解した上で、実システムへの適用に必要な知識を修得する。
到達目標：
・応用上の条件や制限を考慮した信号処理システムの設計ができる
・定係数差分方程式からシステムの伝達関数を求め、周波数特性、安定性の検証ができる
・信号の周波数特性を離散フーリエ変換によって計算できる

講義内容：ディジタル信号処理は、アナログ信号として得られる外部からの情報を数値化し、その四則演算によって様々な機能を実現する。本講義は、その数値の処理に関する理論と具体的な処理方法について以下の授業計画に従って解説する。なお、理解度確認テストに生成 AIを利用することは禁止とするが、それ以外の学習については特に制限を設けない。
授業計画
１．信号処理の応用分野と適用例
２．信号処理の基本
３．信号の処理手順（アナログ信号とディジタル信号）
４．線形時不変システム（信号例，インパルス，畳み込み）
５．システムの実現（畳み込みの計算法，ハードウェア，再帰システム）
６．安定性（定係数差分方程式，安定判別）
７．システムの伝達関数（ｚ変換，伝達関数，逆ｚ変換）
８．システムの周波数特性（極による安定判別，伝達関数と周波数特性）
９．周波数解析Ⅰ（フーリエ級数，離散時間フーリエ級数）
10．周波数解析Ⅱ（フーリエ変換，離散時間フーリエ変換，標本化定理）
11．離散フーリエ変換（ディジタル処理の問題点，周波数の離散化）
12．高速フーリエ変換（時間間引き法，周波数間引き法）
13．窓関数とフィルタ設計法
14．ディジタルフィルタⅠ（理想フィルタと実際のフィルタ）
15．ディジタルフィルタⅡ（群遅延，直線位相フィルタ，構成法）

貴家仁志著，ディジタル信号処理，オーム社

【予習】授業に際して指示する教科書の範囲およびオンデマンド教材の部分を事前読み込み（20ｈ）
【復習】講義内容の理解を深め定着させるためにテキスト・オンデマンド教材を読み直し、理解度確認テストを実施（20ｈ）、例示されるサンプルプログラムの実行と動作確認（20h）

採用しない

授業後に実施する理解度確認テスト（10％），中間試験（40％）および期末試験（50％）の成績を合計し評価する。

理解度確認テストは、原則次の講義内で解説する。
中間試験については、全員に採点済み答案を返却するとともに、解答例の解説を行う。
期末試験については、希望者に採点済み答案を返却するとともに、解答例を授業サポートホームページに掲載する。

結果を覚えるのではなく、理論式の導出の原理や過程を理解するように努めること。

該当しない