Language
Country/Area
No result found
Секрет многоканального аудио: как банки фильтров разлагают звуковые сигналы?
В области обработки аудиосигналов банки фильтров являются ключевым инструментом для разложения входного сигнала на компоненты. Каждый из этих компонентов несет часть частотного диапазона исходного сигнала. Например, при использовании графического эквалайзера вы заметите, что различные полосы частот можно усиливать или ослаблять, что и обеспечивает банк фильтров.
Процесс анализа банка фильтров является частью анализа сигнала, который разделяет входной сигнал на несколько поддиапазонов, каждый из которых соответствует фильтру в банке фильтров.
Эти поддиапазонные сигналы называются синтезированными, когда они рекомбинируются, что означает реконструкцию полного сигнала посредством процесса фильтрации. Этот процесс особенно важен в цифровой обработке сигналов, поскольку он позволяет нам реконструировать звуковые сигналы различными способами для достижения желаемого эффекта.
Различные применения банков фильтров
Банки фильтров имеют множество применений: от цифровых эквалайзеров до речевых кодеров и методов сжатия звука. При кодировании звука некоторые частоты могут быть важнее других, что означает, что мы можем использовать более сложные методы кодирования для важных частот, чтобы сохранить их важную информацию, и использовать более грубое кодирование для менее важных частот. схема для достижения эффекта сжатия.
Речевой кодер использует набор фильтров для определения информации об амплитуде поддиапазона модулирующего сигнала (например, звука), а затем использует эту информацию для управления амплитудой несущего сигнала.
Банк фильтров быстрого преобразования Фурье (БПФ)
Более конкретно, банк фильтров быстрого преобразования Фурье (БПФ) представляет собой способ создания приемника путем выполнения серии операций БПФ над перекрывающимися сегментами входного потока данных. Это требует использования весовой функции для управления формой частотной характеристики фильтра и в зависимости от ширины формы определяет проникновение и количество вычислений. Этот метод обработки аудиосигнала позволяет эффективно использовать сэмплы и повышать эффективность обработки.
Подробный анализ: аналитический и синтетический рабочий процесс
Основные компоненты банка фильтров включают фильтры анализа и фильтры синтеза. Часть анализа отвечает за разделение сигнала на несколько поддиапазонов, которые затем снова объединяются частью синтеза посредством повышения частоты дискретизации и фильтрации для генерации восстановленного сигнала. Такая структура анализа-синтеза обладает большей гибкостью и эффективностью, чем традиционные методы обработки сигналов, что делает банки фильтров незаменимыми при многоканальной обработке звука.
Банки фильтров в частотно-временном представлении
При частотно-временной обработке сигналов банк фильтров рассматривается как особый вид квадратичного частотно-временного распределения (TFD), представляющего сигнал в совместной области времени и частоты. Разделяя сигнал на несколько поддиапазонов в пределах частотного диапазона, банк фильтров и спектрограмма совместно образуют простейшее частотно-временное распределение, что имеет большое значение для анализа и обработки аудиосигналов.
Особенности многоскоростных банков фильтров
В многоскоростном банке фильтров сигнал анализируется с разной скоростью в зависимости от их соответствующей полосы пропускания. Это позволяет более точно обрабатывать каждый поддиапазон в зависимости от требуемого диапазона частот. В процессе реализации используются методы понижения и повышения частоты дискретизации, что дополнительно повышает гибкость и эффективность банка фильтров.
Идеально реконструированный банк фильтров
Когда банк фильтров способен сохранять целостность сигнала во время процесса разборки и повторной сборки, такой тип банка фильтров называется идеальной реконструкцией. В идеале такой банк фильтров мог бы обеспечить разложение и восстановление сигнала без потерь.
Интересно, что по мере развития технологий в будущем будут изучаться такие направления, как в полной мере использовать характеристики банков фильтров при обработке звука для создания более захватывающего аудиосопровождения?
