디지털 신호처리의 기초

제1장 음향학, 가청 한계, 그리고 샘플링
1. 개요 1
2. 사인 신호 1
3. 인간의 청력과 가청 한계 3
3.1 지속시간 4
3.2 소리의 높낮이 4
3.3 진폭과 소리 수준 5
3.3.1 소리의 세기 수준 5
3.3.2 음압 수준 7
3.3.3 차이식역 8
3.3.4 동음량 곡선 8
3.4 청각 마스킹 9
4. 샘플링: 이산화의 예술 11
4.1 샘플링 이론 15
4.2 엘리어싱 17
5. 양자화와 펄스코드 변조 21
5.1 SNR과 QSNR 23
6. DC 성분 24
7. 신호의 왜곡과 사각 파형 26
7.1 디더링 27
8. 음악에 적용한 몇몇 예 31
참고도서 및 더 읽을 책 32

제2장 시간역에서 신호처리 1
1. 개요 33
2. 진폭 외곽과 ADSR 33
3. 웨이브테이블 합성 36
4. 윈도우, RMS, 그리고 진폭 외곽 38
4.1 윈도우 작업 38
4.2 RMS와 진폭 외곽 42
5. 시간역의 기본 주파수 계산 44
5.1 영교차율 45
5.2 자기상관 49
5.3 상호상관 54
6. 샘플 빠르기 변환 54
6.1 올림-샘플링 54
6.2 내림-샘플링 56
7. 겹침과 첨가 58
7.1 OLA: 문제와 대처 60
8. 음악적인 몇몇 예들 61
참고도서 및 더 읽을 책 62

제3장 시간역에서 신호처리 2
1. 개요 63
2. 그래뉴얼 합성 63
2.1 그래뉴얼 합성의 기본 파라미터 64
2.2 비동기 그래뉴얼 합성 66
2.3 피치 이동 및 시간 확장/축약 68
2.4 그래뉴얼 합성과 소리의 재생산 68
3. 진폭 비틀기 및 웨이브세이핑 68
3.1 동적 압축기 69
3.2 신호 비틀기 72
3.3 동적 확장기 72
3.4 테이프 포화 73
3.5 웨이브세이핑 합성 73
3.5.1 Chebychev의 1차 다항식 73
4. 시간역 DSP의 몇몇 효과 76
4.1 좌우 같은 패닝 77
4.2 지연 78
4.2.1 에코와 코러스, 플랜징 78
5. 음악적인 몇몇 예들 80
참고도서 및 더 읽을 책 80


제4장 사인 신호의 기초
1. 개요 81
2. 정현파 신호 81
3. 허수와 복소수, 오일러 공식 82
3.1 오일러 공식 85
4. 정현파 변조 기법 Ⅰ: 진폭 86
4.1 두드림 86
4.2 진폭 변조와 링 변조 88
4.3 진폭 변조(AM) 89
4.4 링 변조 90
4.4.1 복소수 신호와 링 변조 91
5. 정현파 변조 기법 Ⅱ: 주파수 93
5.1 FM: 사이드밴드와 Bessel 함수 93
5.2 변조 지표 97
5.3 FM 제어 파라미터에서 다루는 일반적인 주제 98
6. 음악적인 몇몇 예들 99
참고도서 및 더 읽을 책 101

제5장 선형 시불변 시스템
1. 개요 103
2. 이동평균 알고리즘에 대한 차분 방정식 103
2.1 인과성 105
2.2 차분 방정식의 일반적인 형태 106
3. 선형 시불변 시스템 107
3.1 선형성: 동차성과 중첩성 108
3.2 시불변성: 시간-이동 불변 109
3.3 DSP에서 LTI의 중요성 110
4. 임펄스 응답 111
4.1 유한 임펄스 응답(FIR)과 무한 임펄스 응답(IIR) 114
4.2 안정도와 IIR 시스템 115
5. 콘볼류션 116
5.1 콘볼류션의 기본 원리 118
6. 시스템 선도 및 이의 기본 요소 119
7. 음악적인 몇몇 예들 121


제6장 주파수 응답
1. 개요 123
2. 주파수 응답 124
2.1 의 특성 126
2.1.1 주파수 영역과 Nyquist 이론 126
2.1.2 의 주기성 131
2.1.3 의 대칭성 132
2.2 주파수 응답에 대한 몇 가지 사항 133
3. 위상 응답과 위상 왜곡 136
3.1 위상 지연 139
3.2 위상의 선형성 141
3.3 위상 응답과 연속 위상 143
3.4 그룹 지연 143
4. Z-변환 147
4.1 z-변환의 응용 Ⅰ: 148
4.2 z-변환의 응용 Ⅱ: 극점과 영점 150
4.3 z-변환의 응용 Ⅲ: 단위원과 z-평면 150
4.4 복소수 근을 갖는 시스템 154
5. 수렴영역 155
5.1 인과 시스템의 ROC 159
5.2 혼합 인과 시스템 161
5.3 ROC 요약 161
6. 단위원과 안정도 162
7. 역 z-변환 163
7.1 긴나눗셈법 164
7.2 Taylor 전개법 166
7.3 나머지 정리법 167
8. 유용한 MATLAB 함수 169
9. 음악적인 몇몇 예들 169
참고도서 및 더 읽을 책 170

제7장 필터
1. 개요 171
2. 저주파/고주파/대역통과 및 대역저지 필터 171
2.1 필터의 설계사양 174
2.2 통과대역, 저지대역, 그리고 전이대역 174
2.3 차단 주파수 175
2.4 필터의 차수, 선명도 및 리플 175
2.5 유용한 MATLAB 함수 187
3. 필터 설계의 예 190
3.1 빼기 합성 190
3.2 이중2차 필터 및 Wah-Wah 필터 192
3.3 빗형 필터 199
3.3.1 빗형 필터의 해석 202
3.3.2 빗형 필터의 예 206
3.4 현의 진동 및 파의 생성 208
3.5 줄의 물리 모델링 211
3.5.1 차분 방정식의 직접 구현 218
3.6 필터 설계에서 위상의 활용 219
3.6.1 코러스 효과 219
3.6.2 멀티탭 필터 및 필터 뱅크 220
3.6.3 분수 지연 223
3.6.4 플랜지 효과 225
3.6.5 전역통과 필터 226
3.6.6 전역통과 필터의 잔향 230
4. 음악적인 몇몇 예들 235
참고도서 및 더 읽을 책 237

제8장 주파수역과 Fourier변환
1. 개요 239
2. 더하기 합성 239
3. Fourier 변환 242
4. 이산시간 Fourier 변환과 이산 Fourier 변환 243
4.1 DFT의 크기와 위상, 그리고 그밖의 기본 성질 249
4.2 DFT에서 시간 및 주파수 분해능 251
5. 국소 Fourier 변환 252
6. 제로 첨가하기 254
7. 엘리어싱 다시 살펴보기 257
8. 올림 및 내림-샘플링 다시 살펴보기 259
8.1 내림-샘플링 259
8.2 올림-샘플링 262
9. 윈도우 작업 다시 살펴보기 264
9.1 사각 윈도우 269
9.2 Hann 윈도우 269
9.3 Hamming 윈도우 270
9.4 Blackman 윈도우 270
9.5 Chebychev 및 Kaiser 윈도우 272
10. 고속 Fourier 변환 273
11. 콘볼류션 다시 살펴보기 275
11.1 회전 콘볼류션과 시간 엘리어싱 276
12. 디더링 다시 살펴보기 279
13. 스펙트로그램 280
14. Fourier 변환의 성질과 요약 282
15. Fourier 변환과 MATLAB 284
16. 음악적인 몇몇 예들 284
참고도서 및 더 읽을 책 285


부록 287
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