いわゆるフィルター。
一般的なものが最低限揃っている。

ソースを見る

class maxiFilter { 	
	double gain;
	double input;
	double output;
	double inputs[10];
	double outputs[10];
	double cutoff1;
	double x;//speed
	double y;//pos
	double z;//pole
	double c;//filter coefficient
public:
	maxiFilter():x(0.0), y(0.0), z(0.0), c(0.0){};
	double cutoff;
	double resonance;
	double lores(double input,double cutoff1, double resonance);
	double hires(double input,double cutoff1, double resonance);
	double bandpass(double input,double cutoff1, double resonance);
	double lopass(double input,double cutoff);
	double hipass(double input,double cutoff);
	
};

//I particularly like these. cutoff between 0 and 1
double maxiFilter::lopass(double input, double cutoff) {
	output=outputs[0] + cutoff*(input-outputs[0]);
	outputs[0]=output;
	return(output);
}
//as above
double maxiFilter::hipass(double input, double cutoff) {
	output=input-(outputs[0] + cutoff*(input-outputs[0]));
	outputs[0]=output;
	return(output);
}
//awesome. cuttof is freq in hz. res is between 1 and whatever. Watch out!
double maxiFilter::lores(double input,double cutoff1, double resonance) {
	cutoff=cutoff1*0.5;
	if (cutoff<10) cutoff=10;
	if (cutoff>(maxiSettings::sampleRate*0.5)) cutoff=(maxiSettings::sampleRate*0.5);
	if (resonance<1.) resonance = 1.;
	z=cos(TWOPI*cutoff/maxiSettings::sampleRate);
	c=2-2*z;
	double r=(sqrt(2.0)*sqrt(-pow((z-1.0),3.0))+resonance*(z-1))/(resonance*(z-1));
	x=x+(input-y)*c;
	y=y+x;
	x=x*r;
	output=y;
	return(output);
}

//working hires filter
double maxiFilter::hires(double input,double cutoff1, double resonance) {
	cutoff=cutoff1*0.5;
	if (cutoff<10) cutoff=10;
	if (cutoff>(maxiSettings::sampleRate*0.5)) cutoff=(maxiSettings::sampleRate*0.5);
	if (resonance<1.) resonance = 1.;
	z=cos(TWOPI*cutoff/maxiSettings::sampleRate);
	c=2-2*z;
	double r=(sqrt(2.0)*sqrt(-pow((z-1.0),3.0))+resonance*(z-1))/(resonance*(z-1));
	x=x+(input-y)*c;
	y=y+x;
	x=x*r;
	output=input-y;
	return(output);
}

//This works a bit. Needs attention.
double maxiFilter::bandpass(double input,double cutoff1, double resonance) {
	cutoff=cutoff1;
	if (cutoff>(maxiSettings::sampleRate*0.5)) cutoff=(maxiSettings::sampleRate*0.5);
	if (resonance>=1.) resonance=0.999999;
	z=cos(TWOPI*cutoff/maxiSettings::sampleRate);
	inputs[0] = (1-resonance)*(sqrt(resonance*(resonance-4.0*pow(z,2.0)+2.0)+1));
	inputs[1] = 2*z*resonance;
	inputs[2] = pow((resonance*-1),2);
	
	output=inputs[0]*input+inputs[1]*outputs[1]+inputs[2]*outputs[2];
	outputs[2]=outputs[1];
	outputs[1]=output;
	return(output);
}

フィルタの実装

他にフィルタを実装しているライブラリを見て
参考にしようと探したところ
Robert Bristow-Johnsonという方が「RBJ Audio EQ Cookbook」というテキストにまとめているようだ。
説明は下記がわかりやすい。

• 簡単なデジタルフィルタの実装
• [ディジタルフィルタ] 双2次フィルタ

上記を参考にソースを追ってみたい。

関数を読み解く

と、いろいろ調べていたところで
どうもMaximilianのローパス・ハイパスフィルタはもっとお手軽に実装しているようだ。

//I particularly like these. cutoff between 0 and 1
double maxiFilter::lopass(double input, double cutoff) {
	output=outputs[0] + cutoff*(input-outputs[0]);
	outputs[0]=output;
	return(output);
}
//as above
double maxiFilter::hipass(double input, double cutoff) {
	output=input-(outputs[0] + cutoff*(input-outputs[0]));
	outputs[0]=output;
	return(output);
}

output[0] + cutoff*(input-output[0])
となっている。
これは、加算平均というデジタルフィルタで、主にノイズの除去に使われている
計算に似ている。
しかし加算平均であれば
output[0]*(1-cutoff) + cuoff*(input-output[0])
とすべきだが、それをもっとお手軽にした形なのだろう。
ま、そういうものということで、この二つはいいかと思う。

次にlores,hiresをみよう。

//awesome. cuttof is freq in hz. res is between 1 and whatever. Watch out!
double maxiFilter::lores(double input,double cutoff1, double resonance) {
	cutoff=cutoff1*0.5;
	if (cutoff<10) cutoff=10;
	if (cutoff>(maxiSettings::sampleRate*0.5)) cutoff=(maxiSettings::sampleRate*0.5);
	if (resonance<1.) resonance = 1.;
	z=cos(TWOPI*cutoff/maxiSettings::sampleRate);
	c=2-2*z;
	double r=(sqrt(2.0)*sqrt(-pow((z-1.0),3.0))+resonance*(z-1))/(resonance*(z-1));
	x=x+(input-y)*c;
	y=y+x;
	x=x*r;
	output=y;
	return(output);
}

//working hires filter
double maxiFilter::hires(double input,double cutoff1, double resonance) {
	cutoff=cutoff1*0.5;
	if (cutoff<10) cutoff=10;
	if (cutoff>(maxiSettings::sampleRate*0.5)) cutoff=(maxiSettings::sampleRate*0.5);
	if (resonance<1.) resonance = 1.;
	z=cos(TWOPI*cutoff/maxiSettings::sampleRate);
	c=2-2*z;
	double r=(sqrt(2.0)*sqrt(-pow((z-1.0),3.0))+resonance*(z-1))/(resonance*(z-1));
	x=x+(input-y)*c;
	y=y+x;
	x=x*r;
	output=input-y;
	return(output);
}