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』
 | 『ディジタル・フィルタ 理論&設計入門』 |
評者の知る限りでは，本書の著者が最初に書いたディジタル信号処理関連の書籍は，1987年に出版された『ディジタルフィルタデザイン』（昭晃堂）です．それ以来，この著者はディジタル信号処理に関連する書籍を数多く書いています．評者も1989年にCQ出版社より『ディジタル信号処理』を出版して以来，ディジタル信号処理関係の本を何冊か出版していますが，その際にはこの著者の本も参考にさせていただいています．
本書を最初に手にとったときの印象は，厚い本だなということです．472ページもあります．ある信号処理関係の研究会で，工学教育に関するセッションに参加していたときに，次のような話を聞いたことがあります．日本の大学における工学教育に関する問題の一つは，日本で出版されている学術書の薄さである，という意見です．つまり，日本語の学術書で大学の教科書として使うような本は，米国で出版されている本に比べてページ数が非常に少ないのが問題だ，というのです．ちなみに，信号処理の本で非常に有名な，A. V. OppenheimとR. W. SchaferのDiscrete-time Signal Processingは，米国では大学や大学院の教科書としても使われていますが，ほぼこの本と同じサイズで，870ページもあります．
なぜ日本語の本のページ数が少ないのかというと，もろもろの事情から出版社が200ページ台を大幅に超える学術書を出版したがらないからとか．その点で言うと，この本は200ページの倍以上のページ数で，しかもそのサイズが日本語の学術書に多いA5版よりも大きなB5変型版（コンピュータ関連の書籍で有名なオライリージャパンから出版されている日本語版の本と同じ大きさ）なので，かなりの分量になります．
この本の特徴は，何と言っても例題や実例が非常に多いことでしょう．さらに，計算の過程なども非常に詳しく書いていることも大きな特徴でしょう．そのため，ディジタル・フィルタの理論や設計法を独学で学ぶ場合に非常に参考になります．これだけの丁寧な計算を自分自身で行うのも大変なことで，この本を書くには非常に苦労されたであろうことがうかがえます．
さらに，フリーで使えるScilab（MATLABに似た数値解析用ソフトウェア）が付録のCD-ROMに収録されています．これをコンピュータにインストールして，いろいろと試しながらビジュアルに学ぶことができるように工夫されています．このこともまた，独習者にとっては心強いことでしょう．
ついでに言えば，この著者がCQ出版社から出している書籍やInterface誌などで執筆されている記事は，どれも計算の過程などが非常に丁寧に書かれており，多くの人に理解してほしいという著者の強い情熱が伝わってきます．
この本の中では，ディジタル・フィルタの設計法の中でよく使われる基本的な方法がきちんと取り上げられています．その上，ほかの類書ではあまり詳しく触れられていない設計方法についても，実例とともに詳しく書かれています．その例としては，z平面での直接近似によるIIRフィルタの設計方法や，最小位相FIRフィルタの設計方法などがあります．また，連立チェビシェフ特性のIIRフィルタの伝達関数もほかの類書では省略しているケースが多いのですが，この本では省略せずにヤコビの楕円関数を使って伝達関数の形を具体的に示しています．
このヤコビの楕円関数や，FIRフィルタの設計の際によく使われる等リップル近似法（Remez法）のプログラムをC言語などで作るのは非常に大変なことです．評者もこれらのプログラムをC++言語で作ったことがありますが，非常に面倒でした．しかしこの本で示しているようにScilabを使えば，簡単なコマンドでヤコビの楕円関数やRemez法を使えるので，ディジタル・フィルタの設計が非常に簡単にできてしまいます．
蛇足かもしれませんがついでに付け加えれば，この著者は，CQ出版社より2006年に『Scilabで学ぶディジタル信号処理』，2009年には『アナログ･フィルタ 理論&設計入門』を出しています．これらと本書を併せて，Scilabでいろいろと試しながら読めば，信号処理については相当なところまでマスタした，と言っても過言ではないでしょう．
みかみ・なおき
職業能力開発総合大学校 情報システム工学科
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