理工学部Faculty of Science and Engineering
COT300XE（計算基盤 / Computing technologies 300）信号処理 Signal processing
周 金佳Jinjia ZHOU
授業コードなどClass code etc
| 学部・研究科Faculty/Graduate school | 理工学部Faculty of Science and Engineering |
| 添付ファイル名Attached documents | |
| 年度Year | 2021 |
| 授業コードClass code | H6048 |
| 旧授業コードPrevious Class code | |
| 旧科目名Previous Class title | |
| 開講時期Term | 春学期授業/Spring |
| 曜日・時限Day/Period | 月1/Mon.1 |
| 科目種別Class Type | |
| キャンパスCampus | 小金井 |
| 教室名称Classroom name | |
| 配当年次Grade | |
| 単位数Credit(s) | |
| 備考（履修条件等）Notes | |
| 他学部公開科目Open Program | |
| 他学部公開（履修条件等）Open Program (Notes) | |
| グローバル・オープン科目Global Open Program | |
| 成績優秀者の他学部科目履修制度対象Interdepartmental class taking system for Academic Achievers | |
| 成績優秀者の他学部科目履修（履修条件等）Interdepartmental class taking system for Academic Achievers (Notes) | |
| 実務経験のある教員による授業科目Class taught by instructors with practical experience | |
| SDGsCPSDGs CP | |
| アーバンデザインCPUrban Design CP | |
| ダイバーシティCPDiversity CP | |
| 未来教室CPLearning for the Future CP | |
| カーボンニュートラルCPCarbon Neutral CP | |
| 千代田コンソ単位互換提供（他大学向け）Chiyoda Campus Consortium | |
| カテゴリー＜理工学部＞Category |
応用情報工学科 学科専門科目 |
すべて開くShow all
すべて閉じるHide All
Outline (in English)
This course introduces digital signal processing principles. Starting from Shannon's sampling theorem, important digital signal processing methods such as signal prediction, interpolation, filtering, signal emphasis, noise-canceling will be introduced. Project assignment of the real data analysis will deepen students' understanding of the subject.
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の概要と目的（何を学ぶか）Outline and objectives
デジタル信号処理の方法について学ぶ。連続信号の離散化で重要な役割を演ずるサンプリング定理の証明から始めてデジタルた信号の各種処理方法（信号の予測、フィルタリング、信号強調、信号検出、雑音キャンセル等）を系統的に学ぶ。2年次配当の信号理論、生体信号計測処理を履修していることが好ましい。
到達目標Goal
サンプリング定理の意味と数学的な証明を理解する。
ＡＤ変換の原理を理解し、アナログ信号のデジタル化の実際を理解する。
フーリエ変換、デジタルフーリエ変換、ＦＦＴアルゴリズムを理解する。
デジタルフィルタ設計、予測、ノイズキャンセルフィルタの設計法を理解する。基本的な適応フィルタのアルゴリズムと動作原理を理解する。
この授業を履修することで学部等のディプロマポリシーに示されたどの能力を習得することができるか（該当授業科目と学位授与方針に明示された学習成果との関連）Which item of the diploma policy will be obtained by taking this class?
ディプロマポリシーのうち、「DP1」と「DP2」と「DP4」に関連
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の進め方と方法Method(s)（学期の途中で変更になる場合には、別途提示します。 /If the Method(s) is changed, we will announce the details of any changes. ）
1.アナログ信号を情報を失うことなくデジタル化する方法を理解する。
2.現実のアナログ信号とデジタル化された離散信号の関連付けを習得する。
3.離散フーリエ変換、高速フーリエ変換アルゴリズムを学習し連続フーリエ変換との関連を理解する。
4. デジタルFIRフィルタ、最適フィルタ、適応フィルタの設計ができ、現実の問題に応用できる能力を身につける。
課題等の提出・フィードバックは「学習支援システム」を通じて行う予定です。
「春学期はオンラインでの開講となる。各回の授業計画の変更については、学習支援システムでその都度提示する。」
アクティブラーニング（グループディスカッション、ディベート等）の実施Active learning in class (Group discussion, Debate.etc.)
あり / Yes
フィールドワーク（学外での実習等）の実施Fieldwork in class
なし / No
授業計画Schedule
※各回の授業形態は予定です。教員の指示に従ってください。
第1回：導入
様々な信号処理を応用例とともに紹介
第2回：数学的準備
フーリエ級数、フーリエ変換
第3回：サンプリング定理
AD変換、サンプリング定理の意味、証明の準備
第4回：サンプリング定理2
サンプリング定理の証明、アンチエリアスフィルタ
第5回：デジタルシステムとアナログシステム
入出力の一般的表現、システム関数
第6回：デジタルシミュレーション定理
デジタルシステムによるアナログシステムのシミュレーション
第7回：DFTとパワースペクトル推定
ノンパラメトリックパワースペクトル推定
第8回：FFT
時間間引き、周波数間引きFFTアルゴリズム
第9回：演習
1－7回のまとめと演習
第10回：デジタルフィルタ設計
FIRフィルタ設計
第11回：最適フィルタ設計
ウィナーフィルタ設計方法
第12回：最適フィルタ応用1
最適予測フィルタ、最適補間法
第13回：最適フィルタ応用2
ノイズキャンセル、エコーキャンセル
第14回：適応信号処理
LMSアルゴリズムと携帯電話エコーキャンセル、ヘッドホンのノイズキャンセル
授業時間外の学習（準備学習・復習・宿題等）Work to be done outside of class (preparation, etc.)
【本授業の準備・復習等の授業時間外学習は、4時間を標準とする】１年生配当科目”確率統計”の知識を基礎として講義が展開される。確率統計の復習が必要。演習問題を授業外で解き理解を深めること。
テキスト（教科書）Textbooks
適宜資料配布を行う。
参考書References
辻井重男著、”デジタル信号処理," 昭晃堂
Simon Haykin, "Adaptive Filter Theory (4th Edition)," Prentice Hall.
成績評価の方法と基準Grading criteria
成績は学期末試験60%、レポート課題40%として評価する。
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
多くの具体的な例題をとりいれ理解を深める。
その他の重要事項Others
オンラインでの開講となった場合、オンライン授業の方法や授業計画の変更、成績評価方法の変更などについては、学習支援システムでその都度提示する。担当教員から学習支援システムを通じた連絡がないか、日ごろからよく確認するようにしてください。