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ディジタル信号処理シリーズ基礎・原理からよく理解するためのはじめて学ぶディジタル・フィルタと高速フーリエ変換
通信,音響,音声,画像,メカトロニクス,医用,計測,制御などの幅広い分野で,必要不可欠の基盤技術であるディジタル信号処理技術の基礎を,入門者向けに,ていねいに解説しました.
ディジタル信号処理の大きな柱となる高速フーリエ変換とディジタル・フィルタを中心に説明しています. ディジタル信号処理で扱う信号は,音声/音響信号のような1次元信号のほか,静止画像のような2次元信号,動画像のような3次元信号など,高次元の信号もあります.が,2次元以上の信号を扱う場合も1次元信号に対する考え方が基本になり,それがわかれば2次元以上の信号の扱いは容易になるので,扱う信号を1次元信号に限定して解説しています. 目次
はじめに 第1章 ディジタル信号処理とは 1.1 ディジタル信号処理とは何か 1.2 ディジタル信号処理の応用分野 1.3 なぜディジタル信号処理か 1.4 ディジタル信号処理システムとDSP 1.5 簡単なディジタル・フィルタ ― 移動平均 ― 第2章 アナログ信号からディジタル信号へ 2.1 ディジタル信号処理システムと信号 2.2 アナログ信号の標本化と量子化 2.3 標本化定理とエイリアシング Column A アナログ信号の再生 Column B 標本化定理とアンチエイリアシング・フィルタ 付録2.1 標本化の数学的な表現 第3章 離散時間システムの基礎 3.1 差分方程式 3.2 離散時間システムのブロック図による表現 3.3 ステップ応答 3.4 伝達関数と周波数応答 3.5 簡単なディジタル・フィルタとその周波数特性の例 3.6 伝達関数の極・零点配置と周波数特性 3.7 離散時間システムの構成 Column C 差分方程式とアナログ電気回路 Column D オイラーの公式 Column E 周波数特性表示における横軸の周波数表現について 付録3.1 シグナル・フロー・グラフ 第4章 z変換と離散時間システム 4.1 z変換 4.2 逆z変換の計算方法 4.3 z変換の応用 4.4 伝達関数とインパルス応答 Column F z変換とラプラス変換の関係 Column G 線形性と時不変性 Column H 伝達関数と周波数応答の関係 第5章 ディジタル・フィルタの構成法 5.1 フィルタに関する基礎的事項 5.2 FIRフィルタとIIRフィルタ 5.3 FIRフィルタの構成法 5.4 IIRフィルタの構成法 Column I 再帰形のFIRフィルタ Column J 直線位相特性 Column K 格子形FIRフィルタの係数を直接形の係数から求める方法 Column L 格子形IIRフィルタの係数を直接形の係数から求める方法 第6章 ディジタル・フィルタの設計 6.1 FIRフィルタの設計法(窓関数法) 6.2 FIRフィルタの設計法(Parks-McClellan法) 6.3 IIRフィルタの設計法(双一次z変換法) Column M アナログ・フィルタの伝達関数 付録6.1 ディジタル・フィルタ設計プログラム 第7章 ディジタル・フィルタにおける誤差とその対策 7.1 標本化に起因する誤差とその対策1 7.2 有限ビット幅に起因する誤差とその対策 第8章 信号の発生方法 8.1 正弦波の発生方法 8.2 正弦波発生法の応用 8.3 白色雑音の発生方法 第9章 離散的フーリエ変換とFFT 9.1 離散的フーリエ変換(DFT) 9.2 高速フーリエ変換(FFT) Column N フーリエ級数展開とDFTの関係 Column O 負の周波数 第10章 FFTの応用 10.1 スペクトル解析への応用 10.2 FIRフィルタ処理の高速化への応用 10.3 相関関数の高速計算への応用 Column P 窓関数のスペクトル 第11章 さらに進んだディジタル信号処理 11.1 複素信号処理 11.2 適応フィルタ Column Q 離散的理想ヒルベルト変換器 Column R ディレイ・フリー・ループ 索引 |
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