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大学の「信号処理論・デジタル信号処理工学」の講義ノートPDFまとめ。基礎理論に入門できる資料や,演習問題の解答を集約

講義ノート 工学 リンク集


大学の「信号処理論」の講義ノートPDFまとめ。

Web上で無料で入手できる教科書ファイルや,演習問題と解答を集約した。


信号処理は,フーリエ変換やz変換を使ったデータ解析の考え方であり,

応用数学・工学の中でも非常に重要な基礎的ポジションを占める。


「サンプリング」によってアナログとデジタル(離散データ)の橋渡しをしたり,

FFTやフィルタによって,周波数領域で

音声や画像の波形データを解析・加工・ノイズ除去したりと,

応用分野や関連ジャンルがものすごく多い。


下記のPDFや動画で独学できる。


※なお,信号処理の関連分野も下記のPDFで学べる。

  • また,信号処理と密接な関係を持つ工学のジャンルとして,周波数領域での線形システムを扱うための古典制御論の講義ノートも参照。

(1)信号処理を独学するための,1ファイルの講義ノート

Web上では,東北大の先生が作った「やる夫シリーズ」が最も有名。

ただし注意点として,この講義ノートは,
「フーリエ解析・ラプラス変換」および「古典・現代制御論」をすでに履修済みという前提で書かれている。

やる夫で学ぶディジタル信号処理
http://www.ic.is.tohoku.ac.jp/~swk/le...

  • Web版

1. フーリエ級数
2. 複素指数関数型のフーリエ級数
3. フーリエ変換
4. 離散時間信号
5. 離散時間フーリエ変換
6. 離散フーリエ変換
7. フーリエ変換の性質(1): 時間シフトと変調
8. フーリエ変換の性質(2): たたみこみと積 ― 線形時不変システムの入出力関係
9. フーリエ変換の性質(3): パーセバルの等式 ― 正規直交展開としてのフーリエ変換
10. サンプリング定理
11. スペクトル解析と窓関数
12. ディジタルフィルタの基礎
13. ラプラス変換
14. z 変換
15. ディジタルフィルタの解析
16. ディジタルフィルタの設計


やる夫で学ぶディジタル信号処理 - yaruodsp.pdf
http://www.ic.is.tohoku.ac.jp/~swk/le...

  • PDF版。233ページ。
  • 「ディジタル信号処理というネタを通じて,フーリエ解析,ラプラス変換,線形システム論,制御論などについて復習し,理解を深めてもらうことに主眼をおいている」


1ファイルで全体を網羅した資料としては,

東京電気大の先生による講習PDFもある。

「デジタル信号処理の基礎」
http://www.asp.c.dendai.ac.jp/ASP/DSP...

  • 93ページのスライドまとめ資料。図入りで内容は簡潔。


技術講習会
http://www.asp.c.dendai.ac.jp/ASP/sem...

  • 「初学者の方にはディジタル信号処理の概要を把握していただき、ある程度数式的知識のある方にはその意味付けを理解いただくことを目的とします。」

1日目:
 アナログ信号とディジタル信号
 時間領域と周波数領域
 線形システム
 ディジタルフィルタ
2日目:
 伝達関数による音響系のモデル化
 インパルス応答の測定法
 逆フィルタ
 適応フィルタとその応用


岐阜大学の講義ノートも,内容が充実している。

ただし入門的な資料ではない。

信号処理のページ
http://www1.gifu-u.ac.jp/~yktlab/dsp....
第一部:
 フーリェ級数展開,フーリェ変換
 ラプラス変換
 線形時不変システムの表現
 離散時間信号とその表現
 離散時間システムとその表現


信号処理 ~第 1 部 フーリェ変換を中心に~
http://www1.gifu-u.ac.jp/~yktlab/sp1.pdf

  • 72ページ。

(2)複数回に分かれた「信号処理論」の講義資料

パワポをPDFに変換した講義ノートなど。

中部大の平田先生によるノートは,要点をひとつずつ平易に説明しようとしている。

説明の流れはきわめて初歩的で,数学や数式をできるだけ避けて講義している。

Index of /~sanakichi/DSP
http://www43.atpages.jp/sanakichi/DSP/

  • 「期末試験のチェック項目リスト」などの要点集もある。

1 アナログ信号のコンピュータ入力
2 雑音の除去と信号の検出
3 フーリエ変換による周波数分析
4 線形予測法による周波数分析


教員情報 平田 豊 中部大学
http://www.chubu.ac.jp/about/faculty/...

  • 授業科目 ディジタル信号処理


東工大の講義資料:

ディジタル信号処理 - TOKYO TECH OCW
http://www.ocw.titech.ac.jp/index.php...

  • 東工大の講義資料。スライドまとめであり,解説は少なめ。

1. ディジタル信号処理とは/システムとは
2. 線形時不変システム/たたみ込み演算
3. 連続時間信号のフーリエ解析
4. ラプラス変換/連続時間システムの伝達関数
5. 信号の標本化/標本化定理
6. 離散時間信号/離散時間システム
7. インパルス応答と差分方程式/周波数特性
9. 中間試験解説/z変換/システムの安定性
10. 離散フーリエ変換/巡回たたみ込み
11. 高速フーリエ変換
12. FFTの応用
13. ディジタルフィルタ (FIRフィルタ/IIRフィルタ)
14. ディジタルフィルタの実現/適応信号処理の基礎

(3)英語で読める講義ノートPDF

1000ページの大作がゴロゴロ。

INTRODUCTION TO Signal Processing
http://www.ece.rutgers.edu/~orfanidi/...

  • 795ページ。
  • 米国・ラトガース大学による。ピアソンエデュケーション刊。

1 Sampling and Reconstruction
2 Quantization
3 Discrete-Time Systems
4 FIR Filtering and Convolution
5 z-Transforms
6 Transfer Functions
7 Digital Filter Realizations
8 Signal Processing Applications
9 DFT/FFT Algorithms
10 FIR Digital Filter Design
11 IIR Digital Filter Design
12 Interpolation, Decimation, and Oversampling


Digital Signal Processing: Principles, Algorithms & Applications (3rd Ed.)
http://itl7.elte.hu/~zsolt/Oktatas/ed...

  • 1033ページもある。ただしフォントが汚い。
  • 米国・ノースイースタン大の講義内容に準拠している模様。

1 INTRODUCTION
2 DISCRETE-TIME SIGNALS AND SYSTEMS
3 THE Z-TRANSFORM AND ITS APPLICATION TO THE ANALYSIS OF LTI SYSTEMS
4 FREQUENCY ANALYSIS OF SIGNALS AND SYSTEMS
5 THE DISCRETE FOURIER TRANSFORM: ITS PROPERTIES AND APPLICATIONS
6 EFFICIENT COMPUTATION OF THE DFT: FAST FOURIER
TRANSFORM ALGORITHMS
7 IMPLEMENTATION OF DISCRETE-TIME SYSTEMS
8 DESIGN OF DIGITAL FILTERS
9 SAMPLING AND RECONSTRUCTION OF SIGNALS
10 MULTIRATE DIGITAL SIGNAL PROCESSING
11 LINEAR PREDICTION AND OPTIMUM LINEAR FILTERS
12 POWER SPECTRUM ESTIMATION


Foundations of Signal Processing
http://www.fourierandwavelets.org/FSP...

  • 677ページ。ヒルベルト空間論を切り口として理論から応用へ進む。

1 On rainbows and spectra
2 From Euclid to Hilbert
3 Sequences and discrete-time systems
4 Functions and continuous-time systems
5 Sampling and interpolation
6 Approximation and compression
7 Localization and uncertainty

(4)動画で学ぶ

信号処理を学べる講義動画。


フーリエ解析の基礎:

フーリエ・ラプラス・z変換の講義を,Youtube動画で。慶応大の「物理情報数学C」
http://study-guide.hatenablog.jp/entry/20140619/p1


信号処理の本格的な入門講義:

信号処理論を基礎から応用まで学べるYoutube講義動画。FFTやフィルタ設計・ウィナーフィルタなど統計的信号処理まで。
http://study-guide.hatenablog.jp/entry/20150726/p3


MITの「デジタル信号処理論」の講義動画。Youtubeでフーリエ変換からFFTまでを独学
http://study-guide.hatenablog.jp/entry/20150726/p1


計測工学や電気工学への応用を前提とした講義:

電気工学のデジタル信号処理を,Youtubeの講義動画で勉強。インド工科大(IIS)の授業ビデオ
http://study-guide.hatenablog.jp/entry/20150726/p2


計測工学の講義をYoutubeで。センシングと信号処理を学ぶ「計測信号処理」(慶応大学)
http://study-guide.hatenablog.jp/entry/20140509/p3

(5)試験問題と解答

ディジタル信号処理 2002年度
http://www.wakayama-u.ac.jp/~kawahara...

  • 和歌山大の講義の課題と解答。


ディジタル信号処理 講義資料ダウンロード - 古川研究室 / 九州大学
http://www.mobcom.ait.kyushu-u.ac.jp/...

  • 九州大学の「デジタル信号処理」の試験問題の過去問。一部だけ解答あり。


ディジタル信号処理試験問題
http://www.mk.ecei.tohoku.ac.jp/cours...

  • 東北大の試験問題のコレクションPDF。



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