山口大学教務システム - 1062430400-デジタル信号処理

開講年度	開講学部等
2025	工学部
開講学期	曜日時限	授業形態	AL（アクティブ・ラーニング）ポイント
後期	月3～4	講義	3.0
時間割番号	科目名[英文名]			使用言語	単位数
1062430400	デジタル信号処理[Digital Signal Processing]			日本語	2
担当教員（責任）[ローマ字表記]					メディア授業
村田　英一[MURATA Hidekazu]					ー
担当教員[ローマ字表記]
村田　英一　[MURATA Hidekazu]
特定科目区分		対象学生		対象年次	3～
ディプロマ・ポリシーに関わる項目			カリキュラムマップ(授業科目とDPとの対応関係はこちらから閲覧できます)

授業の目的と概要

20世紀の末期から，音，映像，計測データなどの信号がディジタル化される時代になった．ディジタル信号処理は，従来のアナログ処理で実現不可能な処理も実現でき，処理内容の拡張性と柔軟性に優れている．本講義では，①ディジタル信号処理において必要となる数学的基礎，②離散フーリエ変換とその応用，③デジタル信号処理システムの基礎理論，④デジタルフィルタの設計で必要となる各種特性の計算法などを中心に取り扱う．

授業の到達目標

1. 信号のサンプリング、量子化を理解し説明できる．
2. 複素フーリエ級数展開、離散フーリエ変換、高速フーリエ変換、線形時不変システム、有限インパルス応答システム、無限インパルス応答システムを理解し説明できる．
3. ｚ変換、システムの安定性、周波数特性（振幅特性と位相特性）を理解し説明できる．

授業計画

【全体】

デジタル信号処理に関する基本理論を教授すると共に，デジタルフィルタ等の設計に必要な基礎理論を学ぶ．本講義では，例題や演習をふんだんに取り上げることにより基礎力の育成を図る．

	項目	内容	授業時間外学習	備考

第1回	アナログ信号とデジタル信号	信号処理の実際（最新技術の紹介）、信号とシステムの定義	予習・復習(学修時間の目安：４時間以上)

第2回

システムと信号(1)

サンプリングと量子化、デジタル信号

予習・復習(学修時間の目安：４時間以上)

第3回

システムと信号(2)

線形性、時不変性、因果性、安定性

予習・復習(学修時間の目安：４時間以上)

第4回

システムと信号(3)

線形時不変システム、インパルス応答、、固有関数と固有値、FIRシステム、IIRシステム

予習・復習(学修時間の目安：４時間以上)

第5回

離散時間フーリエ変換(1)

離散時間フーリエ変換の導入と定義

予習・復習(学修時間の目安：４時間以上)

第6回

離散時間フーリエ変換(2)

離散時間フーリエ変換の対称性と諸定理（特性）

予習・復習(学修時間の目安：４時間以上)

第7回

離散時間フーリエ変換(3)

周波数領域における信号処理、代表的なデジタル信号の離散時間フーリエ変換

予習・復習(学修時間の目安：４時間以上)

第8回

前半部のまとめ

前半部をまとめる

予習・復習(学修時間の目安：４時間以上)

第9回

離散フーリエ級数

離散フーリエ級数の導入、ベクトル空間と関数空間、関数の内積、正規直交関数系

予習・復習(学修時間の目安：４時間以上)

第10回

離散フーリエ変換

離散フーリエ級数から離散フーリエ変換への接続

予習・復習(学修時間の目安：４時間以上)

第11回

高速フーリエ変換

高速フーリエ変換の考え方、周期性を利用した高速化、ビット逆転アルゴリズム

予習・復習(学修時間の目安：４時間以上)

第12回

z変換(1)

z変換の定義、インパルスのz変換、逆z変換

予習・復習(学修時間の目安：４時間以上)

第13回

z変換(2)

周波数応答（振幅特性と位相特性）

予習・復習(学修時間の目安：４時間以上)

第14回

デジタルフィルタ

FIRシステムによるデジタルフィルタ・直線位相フィルタの設計法

予習・復習(学修時間の目安：４時間以上)

第15回

まとめ

これまでの講義内容をまとめる

予習・復習(学修時間の目安：４時間以上)

第16回

期末試験

期末試験を行う

復習(学修時間の目安：10時間以上)

※AL（アクティブ・ラーニング）欄に関する注
・授業全体で、AL（アクティブ・ラーニング）が占める時間の割合を、それぞれの項目ごとに示しています。
・A〜Dのアルファベットは、以下の学修形態を指しています。
【A：グループワーク】、【B：ディスカッション・ディベート】、【C：フィールドワーク（実験・実習、演習を含む）】、【D：プレゼンテーション】

A: --%　B: --%　C: 30%　D: --%

成績評価法

小テスト　20％、学期末の筆記テスト　80％

教科書にかかわる情報

教科書	書名	信号とシステム				ISBN	4339007560
教科書	著者名	斉藤洋一著	出版社	コロナ社				出版年	2003

備考

参考書にかかわる情報

備考

メッセージ

キーワード

ディジタル信号処理，DFT，FFT，ディジタルフィルタ，z変換

持続可能な開発目標（SDGs）

(インフラ、産業化、イノベーション)強靱（レジリエント）なインフラ構築、包摂的かつ持続可能な産業化の促進及びイノベーションの推進を図る。

メディア授業