理工学部Faculty of Science and Engineering
COT300XE（計算基盤 / Computing technologies 300）信号処理理論信号処理理論
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 | 2024 |
| 授業コードClass code | H6194 |
| 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 | 集中・その他 |
| 科目種別Class Type | |
| キャンパスCampus | 小金井 |
| 教室名称Classroom name | オンデマンド |
| 配当年次Grade | 2年 |
| 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 |
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Outline (in English)
This course introduces digital signal processing principles using Python. Starting from Shannon's sampling theorem, important digital signal processing methods will be introduced. Project assignment of the real data analysis will deepen students' understanding of the subject.
Before/after each class meeting, students will be expected to spend four hours understanding the course content.
The final grade will be calculated according to the following process
weekly reports (50%), final examination (40%), and in-class contribution (10%).
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
広く使われているPythonを活用して、信号処理の基本的な概念を学ぶ。
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信号の各種処理方法を系統的に学ぶ。
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、離散時間フーリエ変換、離散フーリエ変換を理解する。
線形時不変システム（LTI）、LTIシステムにおけるインパルス応答とたたみ込み演算を理解する。
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.連続時間システムと離散時間システムを理解する。
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。
「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
授業形態/methods of teaching：オンライン/online
※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[対面/face to face]：導入
様々な信号処理を応用例とともに紹介
第2回[対面/face to face]：信号と信号処理
アナログ信号、デジタル信号、アナログ信号処理、デジタル信号処理
第3回[対面/face to face]：Pythonでの信号処理
Python入門
第4回[対面/face to face]：フーリエ解析1
周期信号、非周期信号、ノイズ信号、自己相関関数
第5回[対面/face to face]：フーリエ解析２
フーリエ級数、複素フーリエ級数
第6回[対面/face to face]：サンプリング定理
AD変換、サンプリング定理の意味、
サンプリング定理の証明、アンチエリアスフィルタ
第7回[対面/face to face]：サンプリング定理の演習
サンプリング定理に関する演習、Google Colabの使い方
第8回[対面/face to face]：離散時間信号のフーリエ解析1
離散時間信号、離散時間フーリエ変換
第9回[対面/face to face]：離散時間信号のフーリエ解析2
離散フーリエ変換
第10回[対面/face to face]：離散時間信号のフーリエ解析の演習
離散時間信号のフーリエ解析に関する演習
第11回[対面/face to face]：畳み込み定理
畳み込み定理の証明と応用
第12回[対面/face to face]：畳み込み定理の演習
畳み込み定理に関する演習
第13回[対面/face to face]：線形時不変システム
連続時間システムの性質、
離散時間システムの性質
第14回[対面/face to face]：線形時不変システムの演習
線形時不変システムに関する演習
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。
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50%、レポート課題40%、平常点10%として評価する。
成績評価は100点満点とし、60点以上が合格となります。
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。