Методы и алгоритмы обработки звуковых сигналов. Вологдин Э.И. - 6 стр.

UptoLike

Составители: 

обработки звука в аналоговой аппаратуре. В такой аппаратуре для реализации фильтров
требуется большое число пассивных и активных элементов с очень высокими
требованиями к точности их изготовления и, главное, к сохранению параметров в
процессе длительной эксплуатации при изменении температуры и влажности.
Большинство аналоговых фильтров вносят в сигналы частотно-зависимый сдвиг по
времени. Это значит, что различные частотные компоненты сигнала задерживаются
фильтром на различное время. Как правило, это нежелательный эффект.
Возможность же использования цифровых устройств имеет неоспоримые
преимущества, так как качество обработки сигналов в них намного меньше зависит от
элементной базы аппаратуры. Главное в этом случае это точно оцифровать звук и иметь
возможность воспроизводить его без существенных искажений, тогда качество частотной
обработки ложится уже только на программный продукт. Важно, что при этом для
различных манипуляций со звуком не требуется постоянная смена оборудования. Для
цифровой обработки звуковых сигналов требуется достаточно много времени, поэтому
многие операции пока выполняются в пост-режиме.
К сожалению, цифровые устройства всегда вносят в звук нечто собственное, делают
его похожим на компьютерное мультимедийное аудио, и по этой причине не жалуются
аудиофилами. Эта проблема постепенно исчезает, так как в современных эквалайзерах
уже используется 24-разрядное квантование и частота дискретизации достигает 96 и 192
кГц. При этом быстро падает стоимость таких преобразователей.
При цифровой фильтрации наиболее широко используются рекурсивные фильтры,
работа которых основана использовании частотно-зависимой отрицательной обратной
связи. Они очень быстрые и в основном используются в программных продуктах,
предназначенных для работы в реальном масштабе времени. Порядок этих фильтров
может достигать 30.
Работа нерекурсивных КИХ-фильтров основана на использовании математической
операции свертки. Они обеспечивают очень хорошую фильтрацию при отсутствии
фазовых искажений, но имеют низкое быстродействие. Применяются в эквалайзерах,
когда не требуется большая точность фильтрации
1.3. Базовые цифровые фильтры
В частотной коррекции наиболее часто используются 4 вида цифровых фильтров:
фильтры плавного подъема/спада АЧХ на краях звукового диапазона (шельфовые
фильтры НЧ и ВЧ), полосовые пропускающие/задерживающие пиковые фильтры и
узкополосные пропускающие/задерживающие пиковые фильтры средних частот (ФСЧ).
Коэффициент передачи этих фильтров определяется в логарифмической шкале и может
быть выше и ниже 0 дБ. Типовые частотные характеристики этих фильтров приведены
на рис.1.2. Достаточно часто используются и обрезные фильтры НЧ и ВЧ,
ограничивающие частотный диапазон. Большинство этих фильтров являются
6
Шельфовый
ФНЧ
Шельфовый
ФВЧ
Широкополосный
пропускающий /
задерживающий
ФСЧ
Узкополосный
пропускающий /
задерживающий
ФСЧ
Рис. 1.2. Частотные характеристики фильтров, применяемых в аудиотехнике