オーディオのデジタルフィルターについて質問します. 以下の特徴を持つデジタルフィルターはどのような種類でしょうか?

オーディオのデジタルフィルターについて質問します. 以下の特徴を持つデジタルフィルターはどのような種類でしょうか? IIR,FIRはよく耳にしますが,そのいずれかか,あるいはそれ以外か. 現在,音楽再生ソフトFoobar2000をパソコンで使用中です. 既存で18バンドのグラフィックイコライザーがあります. 周波数(単位:Hz)は「55, 77, 110, 156, 220, 311, 440, 622, 880, 1.2k, 1.8k, 2.5k, 3.5k, 5k, 7k, 10k, 14k, 20k」です.最大±20dBまで可変です. このイコライザーはかなり独特な癖のある音がして非常に興味深いです. 特徴ですが,特定の周波数を増強したとき,ステップ応答が画像のように なることが現地点で分かっています.手書きですみません. ポストエコーのみならず,プリエコーも 生じており両者は同じ大きさ,長さに見えます. 恐らく,リンギングは増強したバンドの中心周波数と一致するはずです. 気になるのは,ステップの立ち上がりが 生じる前にすでにリンギングが出始めており,あたかもこれから立ち上がりが 来ると未来を予測しているかのような挙動です.このような特性だからなのか 増強すると増強した周波数が響いているような聞こえ方になり, 高周波(10kHz以上)ではすごく繊細な聞こえ方に, 低周波(77Hz以下)では底からこみあげてくるような臨場感のある重低音が 感じ取れます.特に,最低の55Hzを増強してディズニーのパレードやショーの 音楽を聴くとライブに来たかのような重低音が感じられ最高です. 長くなりましたが,画像のステップ応答が生じるデジタルフィルターは どのような種類の可能性があるか何かアドバイスをお願いします. 以下余談です,余裕のある方だけ読んでください. イコライザが付属しているソフトウェアはいくらでもあります. WindowsMediaPlayerやGOMPlayerもそうです.他にも沢山あります. オーディオデバイスのRealtekにもイコライザがありますね. しかしながら,Foobar2000の18バンドEQのような特徴的な音がする イコライザはこれ以外に一度も見たことがありません. みんな,アナログ回路でイコライザを作った場合と似たような音です. しかしFoobar2000のは次元が違うように音が特徴的です. アナログ回路ではあんな音にはできないでしょう.Foobar2000のが どのような演算処理をしているのか不思議でならないくらいです. そのくらい,Foobar2000のEQの特に低音域が好みです.

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補足

私自身知識不足で申し訳ないのですが,自分でも色々調べていたところ 以下のサイトを見つけました. https://www.itmedia.co.jp/lifestyle/articles/1601/08/news116_2.html サイト内にインパルス,及びステップ応答が掲載されているのですが IIRとFIRの中間の位置づけになるApodizingというのがあるようです. Apodizingは見事,質問の画像のようなプリエコーとポストエコー共に 生じています.サイト内を読むと,IIRも通常プリエコーやポストエコーが 生じるようですが,レゾネッセンスラボ開発のMinimum Phase IIRは エコーが抑えられるような設計になっている模様です. ただ,Apodizingは検索してもなかなかヒットしないです,知名度が低い のでしょう.  今一度自分でも調査を進めてみたいと思います.

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ベストアンサー

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素人のたわごと。 入出力信号を同じ時間軸に重ねて書いたら、出力がうねうねはじめるのが、入力信号が立ち上がった後とか直後のとこやねぇかなぁ。 フィルターの遅延時間おくれて出力が本格的に立ち上がる。 システムディレイたぶん固定だから、周波数特性かえて、うねうねが入力にたいしてどの程度遅れて発生するかかわるんだと。 お目汚し回答ひつれいいたしました。

>気になるのは,ステップの立ち上がりが生じる前にすでにリンギングが出始めており,あたかもこれから立ち上がりが来ると未来を予測 ↑の説明は、未来の信号予想とかじゃなく、実時間の入力信号が立ち上がったあと、出力が、うねうねしながら遅れて立ち上がるまでの、過渡時間の話でしょうという解説ね。

ThanksImg質問者からのお礼コメント

一番納得できる回答内容だったのでBAにさせてください. 「フィルターの遅延時間遅れて・・・」というのがしっくりきました. おっしゃる通り,未来の予測とかではなく,出力波形が振動し始めた地点で既にステップの立ち上がりが入力されたと考えるとすっきりします. その分,デジタルフィルタの遅延がありますから,立ち上がりは遅れて 出てくるはずです. 他の方も色々と教えてくださりあがとうございました.

お礼日時:9/19 21:52

その他の回答(3件)

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ちょっと説明文が解り難いので、質問主さんが望む回答では無いかもしれませんが、BPFで特定の周波数に細工した場合に矩形波がどうなるかの説明をします。 まず、矩形波は添付画像Aのように、色々な周波数を足したもので構成されているという事を認識してください。 詳しく知りたければ、一定周波数の矩形波をスペアナに掛ければ、どんな分布なのか理解できると思います。 次に、添付画像Bのように、特定の周波数に細工を加えたとします。 図の例では、緑色の波形だけ増幅しています。 すると、その増加分が矩形波に足され、質問主さんの書いた波形のように乱れた波形が出来上がります。 最後に、矩形波を構成している各周波数成分は、添付画像Cのように、矩形波に対する位置によって、その成分が増減しています。 ですので、質問主さんの書いた波形のように、時間経過とともに収束するような波形が出来上がります。

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>生じる前にすでにリンギングが出始めており,あたかもこれから立ち上がりが来ると未来を予測しているかのような挙動です >画像のステップ応答が生じるデジタルフィルターは どのような種類の可能性があるか何かアドバイスをお願いします. ーー> あり得ません。 信号が来る前に反応することはないです。 すべてFIRだと思います。

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>どのような種類でしょうか? ん・・・・ IIR,FIR?? http://www.allisone.co.jp/html/Notes/DSP/Filter/Digital/FIR-IIR/index.html >ディジタル・フィルタには、 >インパルス応答が有限の長さで終わる FIR (Finite Impulse Response) と、 >インパルス応答が無限に続く IIR (Infinite Impulse Response) があります。 との事です。 >ポストエコーのみならず,プリエコーも >生じており両者は同じ大きさ,長さに見えます. アナログフィルターは未来の変化が判らないのでポストエコーしか起きません。 デジタルフィルターは今の瞬間のデータを変更するのでなく、現在データの前後のデジタルデータも使って周波数特性をつけます。 例えば前後1024点のデータを切り出し、高速フーリエ変換します。 変換したデータは周波数のレベルと位相情報になります。 このデータに周波数特性をつけます。 最後に逆変換するとフィルターを通ったアナログ信号に戻ります。 この処理を連続的に処理します。 未来の情報も使うのでプリエコーが生じます。 難しいのですが、アナログフィルターでもプリエコーを作れます。位相特性を調整するようです。 今は無きVHSビデオの細かい線を強調するフィルターは、当初ポストエコーが盛大でしたが、それでは画像が汚くなるので、後期になると、少しプリエコーがついてました。 これ、デジタル処理でなく、単なるアナログフィルターで実現してました。

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回答ありがとうございます.遅くに返答してすみません. 質問補足に記載しましたが,FIR, IIR以外にApodizingという種類が あるようです.  また,本筋からずれますが,アナログでもプリエコーが可能との 記載があります.こちらについて少し詳しく教えていただけるでしょうか.もしくはそういうサイトがあればそちらでも結構です. もし,アナログでもプリエコー付きのイコライザが作れるとすれば 興味がありやってみたいものです.位相特性の調整とありますが かなり難しいのでしょうか.オペアンプを使ったフィルタを 使って作ったりすることはできるでしょうか.  色々質問になりすみません.もし返答していただけたらで 結構ですのでよろしくお願いします.