単位数: 2. 担当教員: 伊藤 康一. 開講年度: 2024. 科目ナンバリング: TEI-ELE312J.
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Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認してください．
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
授業にはGoogle Classroomを利用します．
Google Classroomにアクセスし，
該当するクラスコードを入力して下さい．
クラスコードは以下の通りです．
e5shy65 月曜 2コマ 青木 孝文（情報）
lgjzlwn 火曜 3コマ 日暮 栄治（通信）
vcrqg7e 金曜 2コマ 伊藤 康一（電気，電子・医工）
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１．目的
ディジタル信号処理は科学技術の広い範囲において応用されており，現代のディジタルオーディオ，ビデオ，情報通信，科学計測の基幹技術である．この授業では，ディジタル信号処理の基礎概念と周波数領域における信号の分析・合成およびフィルタの設計法について学ぶ．
２．概要
信号の周波数領域表現，離散フーリエ変換，高速フーリエ変換，FIRおよびIIRディジタルフィルタ，さらに画像処理の基礎について学ぶ．
３．達成目標等
この授業では，主に以下のような能力を修得することを目標とする．
・離散フーリエ変換および高速フーリエ変換の数学的原理を理解し，変換を行うことができ，周波数領域において信号の性質を説明することができる．
・ディジタルフィルタの動作を理解し，フィルタリングおよび設計を行うことができる．
・MATALBにより高速フーリエ変換，ディジタルフィルタリング，画像処理を実行することができる．
Google Classroom is used for all the class.
Please go to Google Classroom and enter the corresponding class code.
The class code for each class is as follows:
e5shy65 Monday, 2nd class, Takafumi Aoki (Information)
lgjzlwn Tuesday, 3rd class, Eiji Higurashi (Communication)
vcrqg7e Friday, 2nd class, Koichi Ito （Electricity, Electronics, and Medical Engineering)
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Digital signal processing is a fundamental technique of representation, manipulation, analysis and synthesis, transform and transmission of signals. It has many and important applications in modern digital audio and video, information, communication and scientific data acquisition, etc. This course helps students understand the basic concept of digital signal processing, analysis and synthesis of signals in the frequency domain, design of digital filters and image processing. This course covers the frequency representation of signal, the discrete Fourier transforms, the fast Fourier transforms, FIR and IIR digital filters, and image processing.
After studying this course students should be able to
*Understand the mathematical principle of the discrete Fourier transforms and the fast Fourier transforms.
*Execute the discrete Fourier transforms and the fast Fourier transforms of digital signals.
*Explain the properties of digital signals in the frequency domain.
*Understand the algorisms of digital filters, execute filtering, and design digital filters.
*Execute the fast Fourier transforms, digital filtering and image processing in MATLAB.
本科目は他の科目と独立して聴講し理解することは可能であるが，情報通信理論，通信システム工学,過渡現象論，電気回路学などと関連して理解することが望ましい．教科書の例題と演習問題を解くなどの予習・復習を行い，MATLABにより実際に計算を行うことが必須である．現代の情報通信技術やオーディオ・ビデオなどのIT,ICT,ディジタルメディアに日ごろから関心をもつことが望ましい．
Students can understand this class independently of other classes.but are advised to have basis on electrical circuits, transient phenomena in circuits, communication systems, information theory and systems theory. Also advised to be interested in IT/ITC, digital audio/video, and digital media.
１．序論
２．離散時間信号
３．離散時間フーリエ変換
４．離散フーリエ変換
５．高速フーリエ変換
６．ディジタルフィルタの基礎 I（たたみこみと差分方程式）
７．ディジタルフィルタの基礎 II（周波数応答とｚ変換）
８．ディジタルフィルタの解析（伝達関数と安定性）
９．周波数選択性ディジタルフィルタ
１０．ＦＩＲフィルタの設計 I（理想低域フィルタの設計）
１１．ＦＩＲフィルタの設計 II（窓関数法による設計）
１２．２次元信号とフーリエ変換
１３．２次元ディジタルフィルタ
１４. ディジタル信号処理の応用
１５. まとめ
1. Introduction
2. Discrete-Time Signals
3. The Discrete-Time Fourier Transforms
4. The Discrete Fourier Transforms
5. The Fast Fourier Transforms
6. Fundamentals of Digital Filters I (Convolutions and Difference Equations)
7. Fundamentals of Digital Filters II (Frequency Response and z-Transforms)
8. Analysis of Digital Filters (Transfer Functions and Stability)
9. Frequency Selective Digital Filters
10. Design of FIR Filters I (Design of Ideal Lowpass Filters)
11. Design of FIR Filters II (Design by Windowing)
12. 2-Dimensional Signals and Fourier Transforms
13. 2-Dimensional Digital Filters
14. Applications of Digital Signal Processing
15. Summary
授業時間は限られているので，自主学習が重要になる．予習・復習を必ず行うようにすること．
The session time is limited and therefor self-directed learning is important.
Students are required to prepare and review for each class.
MATLABによるディジタル信号処理の演習とレポートを重視し，定期試験とともに総合的に評価する．出席状況も考慮することがある．
Students are evaluated comprehensively on attendance, submitted assignments in MATLAB, and the final examination.
受講者はオフィスアワーに講師を尋ねることができるが，事前に電子メールまたは他の方法により面会の約束をとること．
連絡先は授業中に伝える．
Students can visit the lecturer in the office hours, but should make an appointment in advance via e-mail or other means.
The contact information will be given in class.