実習・基礎から理解するディジタル･フィルタ入門
実習・基礎から理解するディジタル･フィルタ入門
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【開催日】2024年10月3日(木) 10:00-17:00 1日コース
【セミナNo.】ES24-0072 【受講料】23,000円(税込)
【会場】東京・巣鴨 CQ出版社セミナ・ルーム [地図]
【セミナNo.】ES24-0072 【受講料】23,000円(税込)
【会場】東京・巣鴨 CQ出版社セミナ・ルーム [地図]
ディジタル信号処理技術が，現在では組み込みシステムの世界でも当たり前のように使われている．その中でも避けて通れない技術の一つがディジタル･フィルタである．ディジタル･フィルタを理解して作るためには高度な数学的知識が必要であると世間では思われているようである．しかし，ディジタル信号処理に関する研究に従事する場合を除き，実際にディジタル･フィルタを作る上では，微分積分，微分方程式，行列，複素関数論などの高度な数学的知識は必要ない．
本セミナでは，ディジタル･フィルタを理解するための基礎知識から始めて，ディジタル･フィルタの構成法や設計法までを，デモ・プログラムも実際に受講者に動かしてもらいながら，わかりやすく解説する．数学的な知識としては，基本的には文字式の扱いができれば十分である．
このセミナの実習で使うデモ・プログラムやディジタル・フィルタ設計アプリは，ソース・コードを含め，持ち帰ってかまわない．
※リアルタイムで実際に動くディジタル･フィルタを作ってみたい方は，同講師による関連セミナ「実習・マイコンを動かしながら学ぶディジタル･フィルタ」を受講することを勧める．
本セミナでは，ディジタル･フィルタを理解するための基礎知識から始めて，ディジタル･フィルタの構成法や設計法までを，デモ・プログラムも実際に受講者に動かしてもらいながら，わかりやすく解説する．数学的な知識としては，基本的には文字式の扱いができれば十分である．
このセミナの実習で使うデモ・プログラムやディジタル・フィルタ設計アプリは，ソース・コードを含め，持ち帰ってかまわない．
※リアルタイムで実際に動くディジタル･フィルタを作ってみたい方は，同講師による関連セミナ「実習・マイコンを動かしながら学ぶディジタル･フィルタ」を受講することを勧める．
●１．アナログ信号からディジタル信号へ
1.1 アナログ信号の標本化と離散時間信号
1.2 標本化定理とエイリアシング
1.3 離散時間信号の表示と帯域制限補間
２．離散時間システムの基礎
2.1 差分方程式とブロック
2.2 伝達関数と周波数特性
2.3 簡単な離散時間システム
2.4 伝達関数と極および零点
2.5 z変換とインパルス応答
2.6 離散時間システムの基礎に関連するデモ・プログラムによる実習
３．ディジタル･フィルタの構成法
3.1 フィルタの基礎知識
3.2 FIRフィルタとIIRフィルタ
3.3 FIRフィルタの構成法
3.4 IIRフィルタの構成法
3.5 演算誤差，係数誤差の対策
3.6 ディジタル･フィルタに関するデモ・プログラムによる実習
４．ディジタル･フィルタの設計法
4.1 FIRフィルタの設計法
4.2 IIRフィルタの設計法
4.2 設計用プログラムによる設計実習
５．ディジタル･フィルタのより進んだ応用
5.1 適応ノイズ･キャンセラ
5.2 Weaver変調器による周波数変換
5.3 ヒルベルト変換器による周波数変換
5.4 ディジタル･フィルタのより進んだ応用に関するデモ・プログラムによる実習
図1 ALE(適応線スペクトル強調器）の計算結果サンプル表示
図2 プログラムの中で使うデータをfloat型として直接形IIRフィルタを実行した場合に，演算誤差の影響で出力波形がひずむようすを観測しているところ
図3 遮断周波数可変FIRフィルタを実行し，その出力を音響信号として確認しているようす
●対象聴講者
・ディジタル信号処理の初心者の方
・ディジタル信号処理の理論がむずかしいと感じている方
・ディジタル･フィルタの入出力の波形を見たり聴いたりしてみたい方
・ディジタル･フィルタを設計／製作したい方
●講演の目標
・ディジタル･フィルタでどのような機能を実現できるのか理解できる
・目的に合わせたディジタル･フィルタの構成を選ぶことができる
・ディジタル･フィルタを設計できる
・ディジタル･フィルタを使った応用にどのようなものがあるか関心のある方
●参考文献
・三上 直樹；『はじめて学ぶディジタル・フィルタと高速フーリエ変換』，CQ出版社，2005年5月．
・三上 直樹；『改訂新版 C/C++によるディジタル信号処理入門』，CQ出版社，2009年2月．
1.1 アナログ信号の標本化と離散時間信号
1.2 標本化定理とエイリアシング
1.3 離散時間信号の表示と帯域制限補間
２．離散時間システムの基礎
2.1 差分方程式とブロック
2.2 伝達関数と周波数特性
2.3 簡単な離散時間システム
2.4 伝達関数と極および零点
2.5 z変換とインパルス応答
2.6 離散時間システムの基礎に関連するデモ・プログラムによる実習
３．ディジタル･フィルタの構成法
3.1 フィルタの基礎知識
3.2 FIRフィルタとIIRフィルタ
3.3 FIRフィルタの構成法
3.4 IIRフィルタの構成法
3.5 演算誤差，係数誤差の対策
3.6 ディジタル･フィルタに関するデモ・プログラムによる実習
４．ディジタル･フィルタの設計法
4.1 FIRフィルタの設計法
4.2 IIRフィルタの設計法
4.2 設計用プログラムによる設計実習
５．ディジタル･フィルタのより進んだ応用
5.1 適応ノイズ･キャンセラ
5.2 Weaver変調器による周波数変換
5.3 ヒルベルト変換器による周波数変換
5.4 ディジタル･フィルタのより進んだ応用に関するデモ・プログラムによる実習
図1 ALE(適応線スペクトル強調器）の計算結果サンプル表示
図2 プログラムの中で使うデータをfloat型として直接形IIRフィルタを実行した場合に，演算誤差の影響で出力波形がひずむようすを観測しているところ
図3 遮断周波数可変FIRフィルタを実行し，その出力を音響信号として確認しているようす
●対象聴講者
・ディジタル信号処理の初心者の方
・ディジタル信号処理の理論がむずかしいと感じている方
・ディジタル･フィルタの入出力の波形を見たり聴いたりしてみたい方
・ディジタル･フィルタを設計／製作したい方
●講演の目標
・ディジタル･フィルタでどのような機能を実現できるのか理解できる
・目的に合わせたディジタル･フィルタの構成を選ぶことができる
・ディジタル･フィルタを設計できる
・ディジタル･フィルタを使った応用にどのようなものがあるか関心のある方
●参考文献
・三上 直樹；『はじめて学ぶディジタル・フィルタと高速フーリエ変換』，CQ出版社，2005年5月．
・三上 直樹；『改訂新版 C/C++によるディジタル信号処理入門』，CQ出版社，2009年2月．
【受講者が持参するもの】
・提供するプログラムなどを持ち帰るためのUSBメモリなど．ステレオ･ヘッドフォン（事務局でも用意する）
・セミナで使うノートパソコンは事務局でもご用意します．
・提供するプログラムなどを持ち帰るためのUSBメモリなど．ステレオ･ヘッドフォン（事務局でも用意する）
・セミナで使うノートパソコンは事務局でもご用意します．
【講師】
三上 直樹 氏〔職業能力開発総合大学校 名誉教授 〕
1977～1987年北大助手．1987～2017年職業能力開発総合大学校講師，助教授，教授．工学博士．「はじめて学ぶディジタルフィルタと高速フーリエ変換」などの書籍やインターフェース誌，トランジスタ技術誌の記事多数．ディジタル信号処理を専門とする．
三上 直樹 氏〔職業能力開発総合大学校 名誉教授 〕
1977～1987年北大助手．1987～2017年職業能力開発総合大学校講師，助教授，教授．工学博士．「はじめて学ぶディジタルフィルタと高速フーリエ変換」などの書籍やインターフェース誌，トランジスタ技術誌の記事多数．ディジタル信号処理を専門とする．
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