디지털 신호처리

박호종

디지털신호처리란?

1.1신호와시스템및신호처리12
1.1.1이산신호처리를위한시스템의기본요소15
1.2신호의종류17
1.2.1연속신호와이산신호17
1.2.2결정적신호와불규칙신호17
1.3디지털신호의생성방법18
1.3.1.개요18
1.3.2아날로그신호의샘플링22
1.3.3나이퀴스트(Nyquist)의샘플링이론23
1.4시간과주파수의개념26
1.4.1연속정현파신호의특성27
1.4.2이산정현파신호의특성29
■연습문제32

이산신호및시스템

2.1이산신호의정의36
2.1.1기본적인이산신호37
2.1.2이산신호의분류42
2.1.3이산신호의변형44
2.2이산시스템47
2.2.1이산시스템의입출력관계48
2.2.2이산시스템의구성요소49
2.2.3이산시스템의분류52
2.3이산선형시불변시스템의해석60
2.3.1선형시스템의해석61
2.3.2컨벌루션합의공식62
2.3.3컨벌루션의성질67
2.3.4인과적선형시불변시스템69
2.3.5안정LTI시스템72
2.3.6FIR시스템과IIR시스템73
2.4차분방정식으로표현되는시스템74
2.4.1차분방정식의표현법75
2.4.2상계수차분방정식으로표현되는선형시불변시스템78
2.4.3선형상계수차분방정식의해79
2.4.4차분방정식에서시스템임펄스응답구하기84
■연습문제87

z-변환과디지털시스템

3.1z-변환94
3.1.1z-변환의정의94
3.1.2z-변환의수렴영역99
3.2z-변환의성질104
3.3z-변환의극점과영점특성112
3.3.1극점과영점의정의112
3.3.2전달함수와극점,영점과의관계114
3.4z-역변환117
3.4.1.공식에의한z-역변환구하는방법119
3.4.2멱급수전개에의한z-역변환구하는방법120
3.4.3부분분수전개에의한z-역변환구하는방법122
3.5단방향z-변환124
3.5.1단방향z-변환의성질125
3.5.2단방향z-변환을이용한차분방정식의풀이방법127
3.6z-영역에서의선형시불변시스템의특성129
3.6.1전달함수와차분방정식과의관계130
3.6.2전달함수의수렴영역에따른시스템의안정도와인과성131
■연습문제134

신호및시스템의주파수해석

4.1개요140
4.2신호의주파수영역표현143
4.3연속신호의주파수해석147
4.3.1.연속주기신호의주파수해석147
4.3.2.전력밀도스펙트럼152
4.3.3.연속비주기신호의주파수해석153
4.3.4.에너지밀도스펙트럼156
4.4이산신호의주파수해석157
4.4.1.이산주기신호의주파수해석157
4.4.2.전력밀도스펙트럼165
4.4.3.이산비주기신호의주파수해석166
4.4.4.에너지밀도스펙트럼167
4.5푸리에급수및푸리에변환성질168
4.6샘플링과복원173
4.7푸리에급수및변환의상호관계180
4.7.1.주기신호와비주기신호의스펙트럼관계180
4.7.2.연속신호와이산신호의스펙트럼관계182
4.7.3.신호와스펙트럼의성질관계184
4.8주파수영역에서의이산LTI시스템분석185
4.8.1.주파수응답185
4.8.2.z-변환을이용한이산LTI시스템분석190
4.8.3.전역통과시스템197
4.8.4.역시스템198
4.8.5시스템분해199
■연습문제202

이산푸리에변환

5.1개요210
5.2주파수영역샘플링210
5.3이산푸리에변환유도214
5.4DFT성질218
5.5DFT를이용한신호및시스템분석225
5.5.1아날로그영역과디지털영역의주파수관계225
5.5.2시스템분석:컨벌루션226
5.5.3시스템분석:주파수응답232
5.6이산코사인변환236
5.7고속푸리에변환244
5.7.1개요244
5.7.2FFT유도246
5.7.3Goertzel알고리즘252
■연습문제255

디지털필터

6.1FIR필터262
6.1.1Direct구조263
6.1.2Cascade구조266
6.1.3Lattice구조267
6.2IIR필터271
6.2.1Direct구조272
6.2.2Cascade구조275
6.3적응필터276
6.4구현오차280
6.4.1디지털데이터표현280
6.4.2양자화오차282
■연습문제285

디지털필터설계및구현

7.1디지털필터288
7.2FIR필터설계292
7.2.1창함수방법292
7.2.2주파수샘플링방법300
7.2.3최소-자승방법303
7.2.4최적의등리플방법306
7.3IIR필터설계310
7.3.1극점-영점배치에의한방법311
7.3.2아날로그필터로부터디지털IIR필터설계314
■연습문제329

디지털신호처리응용

8.1개요332
8.2음성및오디오신호처리332
8.2.1음성신호의스펙트럼포락선332
8.2.2오디오신호의압축337
8.2.3스펙트로그램(spectrogram)341
8.3영상신호처리349
8.3.1영상신호의2차원표현350
8.3.22차원영상필터링351
8.3.3영상신호에대한2차원DCT변환356
8.3.4영상신호의압축358
8.3.5영상신호처리를통한얼굴인식364
■연습문제374

■참고문헌375

■찾아보기377