信号処理｜シラバス情報

授業コード

520496

オムニバス

科目名

信号処理

科目名（英語）

Signal Processing

配当学年

3年

単位数

2単位

年度学期

2026年度秋学期

曜日時限

火曜2限

対象学科

基_電電,基_電情

コース

科目区分

専門科目

必選の別

選択科目

担当者

大田　健紘

教室

3-325

実務家教員担当授業

授業の目的と進め方

ディジタル信号処理技術を理解しその技術を修得するために、まずはアナログ信号を対象としたフーリエ級数、フーリエ変換、ラプラス変換の意味を解説する。それらの知識を基に、ディジタル信号処理で重要となる、離散フーリエ変換、z変換を計算できるようにし、ディジタルフィルタの原理を説明できるようにすることが目的である。目的を達成するため、随時、演習問題を解くことで、その講義内容を修得できたかどうかを確認する。また、技術計算言語MATLABを利用することで、理解を深められるようにする。

達成目標１

フーリエ級数展開・フーリエ変換・ラプラス変換の意味を理解し、説明することができる【20%】

達成目標２

離散フーリエ変換の意味を理解し、説明することができる【20%】

達成目標３

z変換を用いて、離散時間システムの入出力の周波数特性を求めることができる【20%】

達成目標４

ディジタルフィルタの原理を説明でき、特性を解析することができる【20%】

達成目標５

求められる回路特性を元にディジタルフィルタの回路設計ができる【20%】

達成目標６

達成目標７

アクティブラーニング

ディスカッション

ディベート

グループワーク

プレゼンテーション

実習

フィールドワーク

その他課題解決型学習

授業計画

授業時間外課題（予習および復習を含む）

第１回

MATLABの導入

予習：MATLABについて調べるとともに連続時間信号と離散時間信号とはどのようなものか、実例を調べておく。（30分）。
復習：MATLABを使い簡単な計算などを実行しておく。（１時間）。

第２回

MATLAB入門

予習：MATLABのオンライン教材「MATLAB入門」を進めておくこと。（30分）。
復習：MATLABのオンライン教材「MATLAB入門」を終わらせ、理解ができなかった項目を復習しておくこと。（１時間）。

第３回

アナログ信号を対象とした信号解析

予習：三角関数の加法定理、倍角の公式、積分、周期、周波数について調べておく。（30分）
復習：演習課題でできなかった問題の解答をなぞってみること。（30分）

第４回

連続時間LTIシステム

予習：マイクの入力と出力の関係など連続時間システムの実例と、その性質、インパルスとは何かについて調べる。（30分）
復習：演習問題でできなかった問題の解答例をなぞってできるようにしておく。（1時間）

第５回

サンプリング定理

予習：連続時間信号と離散時間信号について再確認しておく。（30分）
復習：AD変換、DA変換についてまとめておく。また、MATLABを使ってサンプリング定理について再確認しておく。（１時間）

第６回

離散時間フーリエ変換

予習：共役複素数の性質を調べ、オイラーの公式を復習しておく。（１時間）
復習：オイラーの公式によりexp (複素数)をsin、cos で表現できるようにする。（１時間）

第７回

離散フーリエ変換と畳み込み

予習：Σの演算方法を確認する。（20分）
復習：畳み込み積分の方法についての説明をまとめてみる。（１時間）

第８回

離散フーリエ変換の実際１（パワースペクトル）

予習：離散フーリエ変換がどのような目的で使われるのか調査する。（１時間）
復習：MATLABを使って離散フーリエ変換の動作を確認する。（１時間）

第９回

離散フーリエ変換の実際２（時間ー周波数解析）

予習：時間ー周波数解析について調査する。（１時間）
復習：MATLABを使って時間ー周波数解析の結果を確認する。（１時間）

第10回

離散時間LTIシステム

予習：身の回りのディジタルシステムの入力と出力がどのようなものか調べておく。サンプリング周波数、サンプリング間隔、複素数分数の分母実数化と複素数の絶対値について復習しておく。（30分）
復習：演習問題でできなかった問題の回答例をなぞってみること。（１時間）

第11回

z変換

予習：等比数列、等差数列、および数列の総和の求め方を調べておく。（30分）
復習：演習問題でできなかった問題の回答例をなぞってみること。（１時間）

第12回

ディジタルフィルタの解析

予習：フィルタの役割、ナイキスト周波数について復習しておくこと。（１時間）
復習：演習課題でできなかった問題の解答例をなぞってみること。（1時間）

第13回

ディジタルフィルタの設計

予習：零点と極について復習しておくこと。（１時間）
復習：演習課題でできなかった問題の解答例をなぞってみること。（1時間）

第14回

様々なディジタルフィルタ

予習：ディジタルフィルタの種類について調べておく。（１時間）
復習：MATLABを使って様々なディジタルフィルタの動作を確認しておくこと。（1時間）

課題等に対するフィードバック

課題については解答例を示し、適宜解説を行う。

評価方法と基準

演習問題の提出・取り組み状況(40%)+期末試験(60%)で評価する。なお、合格は60点以上とする。

テキスト

渡部英二［監修］久保田彰、神野健哉、陶山健仁、田口亮［共著］『基本からわかる信号処理講義ノート』オーム社（2014）［ISBN978-4-274-21531-5］

参考図書

浜田望『基本を学ぶ信号処理』オーム社（2012） [ISBN978-4-274-21265-9]
萩原将文『ディジタル信号処理』第2版　森北出版(2020) [ISBN978-4-627-70132-8]

科目の位置づけ（学習・教育目標との対応）

ディジタル信号処理で必要な離散フーリエ変換、z変換、そして、これらの理論的基礎となるアナログ信号のフーリエ級数、フーリエ変換も取り扱う。基本的な電気回路の知識と実際の回路との橋渡しであり、詳しく電気電子情報通信工学を学ぶための基礎である。

履修登録前の準備

微分積分および複素数の基礎知識に関して事前学習をすることが望ましい。