Trong thế giới xử lý tín hiệu âm thanh, dãy bộ lọc là công cụ quan trọng để chia tín hiệu đầu vào thành nhiều thành phần. Mỗi thành phần này mang một phần dải tần của tín hiệu gốc. Ví dụ: khi sử dụng bộ cân bằng đồ họa, bạn sẽ nhận thấy rằng các dải tần số khác nhau có thể được tăng hoặc giảm, đó chính xác là những gì mà ngân hàng bộ lọc cung cấp.
Quá trình phân tích ngân hàng bộ lọc là một phần của phân tích tín hiệu, trong đó chia tín hiệu đầu vào thành nhiều băng tần con, mỗi băng tần tương ứng với một bộ lọc trong ngân hàng bộ lọc.
Khi các tín hiệu băng con này được tập hợp lại, chúng được gọi là tổng hợp, có nghĩa là tín hiệu hoàn chỉnh được tập hợp lại thông qua quá trình lọc. Quá trình này đặc biệt quan trọng trong xử lý tín hiệu số vì nó cho phép chúng ta tái tạo lại tín hiệu âm thanh theo nhiều cách khác nhau để đạt được hiệu quả mong muốn.
Ngân hàng bộ lọc có nhiều ứng dụng khác nhau, từ bộ cân bằng kỹ thuật số đến bộ mã hóa giọng nói và công nghệ nén âm thanh. Trong mã hóa âm thanh, một số tần số có thể quan trọng hơn các tần số khác, điều đó có nghĩa là chúng ta có thể sử dụng các kỹ thuật mã hóa tốt hơn cho các tần số quan trọng để bảo toàn thông tin quan trọng của chúng và mã hóa thô hơn cho sơ đồ tần số ít quan trọng hơn để đạt được hiệu ứng nén.
Bộ mã hóa giọng nói sử dụng ngân hàng bộ lọc để xác định thông tin biên độ băng tần con của tín hiệu điều chế (chẳng hạn như âm thanh), sau đó được sử dụng để kiểm soát biên độ của tín hiệu sóng mang.
Hơn nữa, ngân hàng bộ lọc Biến đổi Fourier nhanh (FFT) là một cách tạo bộ thu bằng cách thực hiện một loạt thao tác FFT trên các phân đoạn chồng chéo của luồng dữ liệu đầu vào. Điều này yêu cầu sử dụng hàm trọng số để kiểm soát hình dạng đáp ứng tần số của bộ lọc và tùy thuộc vào độ rộng của hình dạng, xác định tốc độ xuyên thấu và số lượng tính toán. Phương pháp xử lý tín hiệu âm thanh này có thể sử dụng hiệu quả các mẫu và nâng cao hiệu quả xử lý.
Các thành phần cơ bản của ngân hàng bộ lọc bao gồm bộ lọc phân tích và bộ lọc tổng hợp. Phần phân tích có nhiệm vụ chia tín hiệu thành các băng con, được kết hợp lại bởi phần tổng hợp thông qua việc lấy mẫu và lọc để tạo ra tín hiệu được tái tạo. Cấu trúc phân tích và tổng hợp này linh hoạt và hiệu quả hơn các phương pháp xử lý tín hiệu truyền thống, khiến các ngân hàng bộ lọc không thể thiếu trong xử lý âm thanh đa kênh.
Trong xử lý tín hiệu tần số thời gian, các dãy bộ lọc được coi là một loại phân bố tần số thời gian bậc hai (TFD) đặc biệt, đại diện cho tín hiệu trong miền thời gian và tần số chung. Bằng cách chia tín hiệu thành nhiều băng tần phụ trong dải tần số, dãy bộ lọc và biểu đồ phổ cùng nhau tạo thành phân bố tần số thời gian đơn giản nhất, có ý nghĩa quan trọng đối với việc phân tích và xử lý tín hiệu âm thanh.
Trong nhiều ngân hàng bộ lọc tốc độ, tín hiệu được phân tích ở các tốc độ khác nhau dựa trên băng thông tương ứng của chúng. Điều này cho phép mỗi băng con được xử lý chi tiết hơn dựa trên dải tần yêu cầu của nó. Quá trình triển khai sử dụng các kỹ thuật lấy mẫu xuống và lấy mẫu lên để nâng cao hơn nữa tính linh hoạt và hiệu quả của ngân hàng bộ lọc.
Khi một dãy bộ lọc có thể duy trì tính toàn vẹn của tín hiệu trong quá trình tháo rời và lắp ráp lại thì loại dãy bộ lọc này được gọi là tái thiết hoàn hảo. Lý tưởng nhất là ngân hàng bộ lọc như vậy sẽ đạt được sự phân hủy và tái thiết tín hiệu không bị mất.
Điều thú vị là, với sự tiến bộ của công nghệ, việc làm thế nào để tận dụng tối đa đặc tính của ngân hàng bộ lọc trong xử lý âm thanh để tạo ra trải nghiệm âm thanh hấp dẫn hơn sẽ là hướng đi cần được khám phá trong tương lai?