センサデータ解析のための信号処理の基礎と実践:音響信号処理からグラフ信号処理まで ~デモ付~ <オンラインセミナー>

~ 周波数解析とフィルタリング、多チャネル信号処理と雑音抑圧、分散センシングとセンサネットワーク、グラフ信号の解析とフィルタリング ~

・周波数解析・雑音抑圧の基礎から複数センサを活用した信号処理の実践ポイントまでを修得し、センサデータ解析に活用するための講座

・音響信号を用いたデモを通じて、フーリエ変換・フィルタリングの基礎から信号分離とグラフ信号処理の実践ポイントまでを修得し、センサデータの解析に活用するためのセミナー!

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講師の言葉

 センサから得られる時系列データには、取得したい信号自体の情報だけでなく、装置の状態、周囲環境の変化など、さまざまな情報が含まれています。

 本講義では、音響信号処理を主な題材として、センサデータ解析に必要となる信号処理技術の基礎から応用までを概説します。前半では、信号の表現、周波数解析、フィルタリングなど、信号処理の基本を概説します。続いて、到来時間差の推定、遅延和ビームフォーマなどを取り上げ、複数センサを用いることで得られる空間的な情報の活用法を解説します。

 さらに、分散音響センシングとその課題を整理し、それらを扱う発展的な枠組みとしてグラフ信号処理の基礎を概説します。グラフ理論、グラフ信号、グラフフーリエ変換、欠損値補間などを通じて、不規則かつ複雑な構造を持つセンサデータを信号処理的に扱う考え方を学びます。

 本講義全体を通して、Pythonを用いたデモにより実際に信号解析を行うことで、現場で応用できる理解を目指します。

セミナー詳細

開催日時
  • 2026年10月21日(水) 10:00 ~ 17:00
開催場所 オンラインセミナー
カテゴリー オンラインセミナーソフト・データ・画像・デザイン
受講対象者 ・業務で各種センサデータを扱う機会があり、音響信号などを題材に信号処理の基礎を学びたい方
・周波数解析、多チャネル信号処理、雑音抑圧などの基本技術を、理論とアルゴリズムの両面から理解したい方
・不均一なセンサ配置や欠損データ、センサネットワークなどの扱いに課題を感じており、グラフ信号処理の基礎を学びたい方
予備知識 ・高校数学の知識。大学教養レベルの数学として、線形代数や確率統計の知識があると理解が深まります
・簡単なプログラミングの経験。言語は問いません。デモではPythonを用いるため、Pythonプログラミングの経験がある方はより理解しやすくなります
修得知識 ・信号の表現、周波数解析、フーリエ変換、フィルタリングなど、センサデータ解析に必要となる信号処理の基礎
・時間差推定、ビームフォーミングなど、多チャネル信号処理の基本的な考え方と実装のための知識
・グラフ信号処理の基礎と、補間・平滑化などへの応用
プログラム

1.信号処理の基礎

  (1).はじめに

    a.信号処理とは

    b.産業における信号処理

    c.音響信号処理の概要

  (2).信号の表現と時間周波数解析

    a.連続時間信号と離散時間信号

    b.サンプリング定理

    c.フーリエ変換と周波数解析

    d.短時間フーリエ変換と時間周波数解析

    e.応用例:音響信号の変換・雑音抑圧

  (3).線形時不変システムとフィルタリング

    a.線形性と時不変性

    b.インパルス応答と畳み込み

    c.ローパス・ハイパス・バンドパスフィルタ

    d.フィルタリングによる雑音抑圧

  (4).演習:単チャネル信号の解析とフィルタリング

    a.音響信号の読み込みと波形表示

    b.フーリエ変換によるスペクトル解析

    c.短時間フーリエ変換によるスペクトログラム表示

    d.簡単なフィルタリングによるノイズ低減

 

2.複数のセンサを活用した信号処理とその応用

  (1).多チャネル信号処理とは

    a.単チャネル処理の限界

    b.多チャネル信号の表現

    c.空間情報とセンサ間の関係

  (2).多チャネル線形時不変システム

    a.単一入力・複数出力の観測モデル

    b.畳み込み混合モデル

    c.ステアリングベクトルと伝達関数

  (3).基礎:音の到来時間差の推定と利用

    a.到来時間差とは

    b.相互相関関数に基づく時間差推定

    c.遅延和ビームフォーマ

  (4).応用:最適化に基づく雑音抑圧

    a.ビームフォーマの基礎

    b.MVDR ビームフォーマによる雑音抑圧

    c.発展的な多チャネル信号処理

  (5).分散センシングとセンサネットワーク

    a.センサアレイとセンサネットワーク

    b.音響センサネットワーク:利点と課題

    c.音響センサネットワークの展開

  (6).演習:多チャネル信号処理による音源強調

    a.多チャネル信号の作成

    b.ビームフォーマによる音源強調

    c.ブラインド音源分離の利用

 

3.グラフ信号処理の基礎と応用

  (1).グラフ信号処理の必要性

    a.従来の信号処理が得意とする問題

    b.規則的な時間軸・空間軸から不規則・複雑な構造へ

    c.グラフ信号処理とは

  (2).グラフ理論の基礎

    a.グラフとは

    b.グラフと行列表現

    c.グラフの応用例:最小全域木

  (3).グラフ上の信号とその解析

    a.グラフラプラシアン

    b.グラフ信号とその解析

    c.グラフ上の滑らかさとグラフフーリエ変換

  (4).グラフ信号処理におけるフィルタリング

    a.グラフ信号に対するフィルタリングとは

    b.グラフローパスフィルタ

    c.応用例:異常センサの検知

  (5).演習:欠損値の補間

    a.2次元平面上にセンサを配置

    b.距離に基づくグラフの作成

    c.グラフ信号処理を用いた欠損値の補間

  (6).まとめ

    a.信号処理とグラフ信号処理

    b.グラフ信号処理の可能性と現状の限界

    c.本セミナー全体のまとめ

キーワード センサデータ解析 信号処理 時系列データ解析 周波数解析 FFT解析 ノイズ除去 雑音抑圧 異常検知 設備診断 状態監視 予知保全 IoTデータ活用 センサネットワーク 分散センシング グラフ信号処理
タグ 統計・データ解析AI・機械学習信号処理センサ音声処理
受講料 一般 (1名):49,500円(税込)
同時複数申込の場合(1名):44,000円(税込)
会場
オンラインセミナー
本セミナーは、Web会議システムを使用したオンラインセミナーとして開催します。
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営業時間 月~金:9:00~17:00 / 定休日:土日・祝日