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ディジタル信号処理シリーズ 【シリーズ一覧へ】

無償ソフトウェアScilabで試してビジュアルに学ぶ

ディジタル・フィルタ 理論&設計入門

三谷 政昭 著
B5変型判 472ページ
CD-ROM付き
定価4,104円(税込)
JAN9784789831000

2010年8月1日発行

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 近年,ディジタル信号処理技術(DSP)は,通信や音声・画像処理,制御・計測など,多彩な分野で当たり前のように使用される要素技術であり今こそこの技術をしっかりと使いこなせる専門家が求められています.本書はDSPの基礎的な事柄から説明を始め,ディジタル・フィルタ設計の理論と設計の基本を体系的にまとめています.フィルタ設計の検証には,本書付属の数値計算用フリー・ソフトウェア“Scilab”を用い,インタラクティブにシミュレーションを行うことにより,視覚的にフィルタ特性を確認しながら設計が理解できるように書かれています.同シリーズ「アナログ・フィルタ理論&設計入門の著書による姉妹書です.ディジタル・フィルタの理論と設計を基礎からしっかり学ぶのに最適な一冊です.

■ Tech Villageの書評記事「ディジタル・フィルタの設計法の独習にうってつけ ―― 『ディジタル・フィルタ 理論&設計入門』」

目次

第1章 ディジタル・フィルタ理論の初歩の初歩
 1.1 ディジタル信号は順番に並んだ数値集合なり
 1.2 微分は“引き算”,積分は“足し算”でできる!?
 1.3 ディジタル・フィルタを設計してみよう(差分方程式)
 1.4 ディジタル信号をデルタ数列で表現する
 1.5 z変換はディジタル信号全体を表す!
 1.6 ディジタル信号全体を平行移動するとz変換はどうなる?
 1.7 伝達関数は,入力信号の全体に対する出力信号の全体の比を表す
 1.8 四則演算で実現するフィルタリング

第2章 ディジタル・フィルタの特性解析に便利なツール
 2.1 Scilabで見るz変換と逆z変換
 2.2 伝達関数と入出力応答
 2.3 周波数(選択)特性の計算は極座標表示が基本!
 2.4 四則演算で周波数特性をコントロールできる?
 2.5 ディジタル・フィルタの周波数特性の素はメモリ
 2.6 伝達関数と周波数特性の関係
 2.7 周波数のいろいろな表現形式
 2.8 DSPシミュレータ“ディー・エス・ピー・アナライザ(DspAnalyzer)”

第3章 アナログ信号処理の簡単なディジタル化手法
 3.1 ローパス回路のディジタル化
 3.2 ハイパス回路のディジタル化
 3.3 OPアンプ回路(アクティブ・フィルタ)のディジタル化
 3.4 音発生用発振器(着メロ)のディジタル化

第4章 ディジタル・フィルタの基本的な伝達関数とその性質
 4.1 ディジタル・フィルタの分類
 4.2 インパルス応答と伝達関数
 4.3 FIRフィルタの基本となる1次および2次の伝達関数
 4.4 FIRフィルタの零点,極のもつ物理的な意味
 4.5 IIRフィルタの基本となる1次および2次の伝達関数
 4.6 IIRフィルタの極,零点のもつ物理的な意味
 4.7 ディジタル・フィルタのDSPプログラミング
 4.8 ディジタル・フィルタ実験室

第5章 IIRフィルタの伝達関数近似と設計の基礎
 5.1 伝達関数の近似問題とフィルタ設計仕様
 5.2 アナログ-ディジタル変換(s-z変換)の考え方
 5.3 各種プロトタイプ・アナログ・フィルタの伝達関数設計

第6章 双1次z変換によるIIRフィルタの設計と構成法
 6.1 アナログ周波数変換と双1次z変換による各種IIRフィルタの設計
 6.2 IIRフィルタのシステム構成とDSPプログラミング

第7章 z平面での直接近似によるIIRフィルタの設計
 7.1 インパルス不変法(標準z変換)による設計
 7.2 周波数特性の直接近似による設計
 7.3 ディジタル‐ディジタル変換による設計

第8章 FIRフィルタの伝達関数近似と設計の基礎
 8.1 IIRフィルタからFIRフィルタへ
 8.2 cos,sin関数のディジタル化による伝達関数近似
 8.3 ディジタル周波数変換による各種FIRフィルタの相互変換
 8.4 線形位相FIRフィルタと波形ひずみ
 8.5 FIRフィルタとIIRフィルタの選択

第9章 フーリエ級数によるFIRフィルタの設計
 9.1 フーリエ級数展開法による設計
 9.2 ディジタル周波数変換による設計
 9.3 窓関数による設計
 コラム 9.1 ロピタルの定理とは

第10章 ディジタル・フーリエ変換(DFT)によるFIRフィルタの設計と構成法
 10.1 ディジタル・フーリエ変換(DFT)による設計
 10.2 周波数サンプリング・フィルタ
 10.3 FIRフィルタのシステム構成とDSPプログラミング

第11章 等リプル近似(Remez法)による設計
 11.1 等リプル近似(Remez法)の考え方と最適計算アルゴリズム
 11.2 等リプル近似によるローパス形FIRフィルタの最適設計
 11.3 等リプル近似によるマルチバンド形FIRフィルタの最適設計
 11.4 等リプル近似設計におけるフィルタ仕様
 11.5 フィルタ仕様に基づく所要次数の推定による設計
 11.6 窓関数を用いたフーリエ級数展開による伝達関数近似

第12章 ヒルベルト変換,微分,最小位相FIRフィルタ
 12.1 ヒルベルト変換FIRフィルタの設計
 12.2 微分FIRフィルタの設計
 12.3 最小位相FIRフィルタの設計

付録A Scilabのインストールから実行準備まで
付録B 基本的なScilabの命令と使用方法
付録C 設計データの保存と読み出し



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