Фильтрация звука - процесс обработки электрического звукового сигнала частотновиборнимы устройствами с целью изменения спектрального состава сигнала.

Задачей фильтрации может быть:

  • Амплитудно-частотная коррекция сигнала (усиление или ослабление составляющих спектра звука).
  • Подавления спектра сигнала или шумов в определенной полосе частот.

При физической реализации фильтров их изготавливают на основе колебательных звеньев, состоящих из катушек индуктивности и конденсаторов, или на основе их аналогов.

Основой фильтров, реализованных программным путем является спектральный анализ. Спектральный анализ осуществляется, как правило, с помощью специального алгоритма - быстрых преобразований Фурье. Фильтрация сводится к умножения спектральных коэффициентов на соответствующие значения передаточной функции фильтра.


Виды фильтров

Фильтры характеризуются с помощью амплитудно-частотной характеристики (АХЧ). Эта характеристика представляет собой график зависимости коэффициента передачи (амплитуды) K (f) от частоты f. В зависимости от расположения полосы пропускания и полосы заграждения на оси частот, отличают фильтры:

Основными характеристиками фильтра являются:

  • частота среза (cut off)
  • крутизна среза (slope)
  • ширина полосы пропускания / заграждения (bandwidth)

Низкочастотный фильтр пропускает через себя низкие частоты и редуцирует все частоты, которые расположены выше частоты среза фильтра. Высокочастотный фильтр пропускает через себя верхние частоты и редуцирует частоты, расположенные ниже частоты среза фильтра. Полосовой фильтр пропускает определенную полосу частот, и заглушает частоты, расположенные вне полосы. Режекторный фильтр - наоборот, заглушает частотную полосу, пропуская частоты, расположенные вне ее. Частота среза фильтра в этих случаях называется центральная частота полосы.

Поскольку реализация "идеального" фильтра, с резким переходом от полосы пропускания к полосе заграждения невозможна, реальный график зависимости выходного напряжения от частоты представляет собой кривую линию (см. изображение).

В современной аудиотехнике, в том числе программных аудиоредактор используют системы фильтров, в частности эквалайзеры, кроссоверы и др..


Литература