Graphic Equalization Using Frequency-Warped Digital Filters

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Sähkötekniikan korkeakoulu | Master's thesis
Date
2016-08-24
Department
Major/Subject
Akustiikka ja äänenkäsittely
Mcode
S3004
Degree programme
TLT - Tietoliikennetekniikka (TS2005)
Language
en
Pages
72+6
Series
Abstract
The aim of this thesis is to design a graphic equalizer with frequency warped digital filters. The proposed design consists of a warped FIR filter for the low frequency bands and a standard FIR filter for the high frequency bands. This de- sign is used to implement both an octave and a one-third octave equalizer in Matlab. Low frequency equalization with FIR filters requires high filter orders. The frequency resolution of the lowest band of the graphic equalizer requires filter orders that are impractical for real life applications. With frequency warping filter orders can be lowered, so that a practical graphic equalizer can be designed. With this design common gain build-up problems, which are present in most of the IIR designs, can be avoided. The proposed equalizer design is found to be accurate and comparable to the previous equalizer designs. Filter orders required are small enough to this design to be used in real life applications. The gain build-up problem is avoided in this design, as several equalizer bands are filtered with a single filter. The computational costs of the design are higher than the costs of the other compared designs. However, the difference can be smaller if the accuracy restrictions are lowered.

Tämän työn tavoitteena on suunnitella graafinen ekvalisaattori taajuusvarpattujen digitaalisten suotimien avulla. Ehdotettu ekvalisaattorimalli koostuu taajuusvarpatusta ja tavallisesta FIR suotimesta. Varpattua suodinta käytetään alimpien taajuuskaistojen suodattamiseen ja tavallista FIR suodinta ylimpien kaistojen suodattamiseen. Tätä mallia käytetään sekä oktaavi- että terssikaista-ekvalisaattorien totetutamiseen Matlabilla. Matalien taajuuksien ekvalisointi edellyttää korkeaa astelukua FIR suotimilta. Alimpien taajuuskaistojen taajuusresoluutio edellyttää astelukuja, jotka ovat epäkäytännöllisiä tosielämän sovelluksissa. Taajuusvarppauksella suotimien astelukuja voidaan pienentää, jolloin graafinen ekvalisaattori voidaan toteuttaa käytännössä. Tällä mallilla voidaan välttää IIR ekvalisaattorien yleinen ongelma, jossa ekvalisaattorien kaistojen vahvistus vaikuttaa viereisiin kaistoihin. Ehdotettu ekvalisaattorimalli todetaan olevan tarkka ja vertailukelpoinen aikaisempien toteutuksien kanssa. Suotimien asteluvut ovat tarpeeksi pieniä, jotta tätä mallia voidaan käyttää tosielämän toteutuksissa. Kaistojen välinen vaikutus vältetään tällä mallilla, sillä useampi kaista suodatetaan yhdellä suotimella. Laskennallinen kuorma on tällä toteutuksella suurempi kuin muilla vertailluilla toteutuksilla. Eroa voidaan pienentää, jos ekvalisaattorin tarkkuusvaatimuksia lasketaan.
Description
Supervisor
Välimäki, Vesa
Thesis advisor
Välimäki, Vesa
Keywords
audio equalizer, audio signal processing, digital filters, frequency warping, graphic equalizer
Other note
Citation