Androidでノイズとローパスフィルタなど
風邪引きまして少し手抜きで。前回はオシレータを4つ作りまして今回はフィルタとノイズです。
ノイズ行きます。
class Noise extends Snd{
public double amp;
public Noise(double a){
amp = a;
}
public double updata(){
return (2*Math.random() - 1) * amp;
}
}randomが0から1までで、それを2倍して1を引けば-1から1までのランダムを生成できます。
さあフィルタです。
説明
・ローパスフィルタは高い周波数のサウンドを遮断します、ローをパスするわけですから。
・ハイパスフィルタは低い周波数のサウンドを遮断する。
・バンドパスは指定した周波数付近のサウンドだけを通過させます。
実装
・ローパスは単純に言うと今現在の音波の1点と1つ前に通過した1点を足し算する。
・ハイパスはその引き算
・バンドパスは上2つを融合したものと考えればいいでしょう。
本当は前の音波の1点と今の点をどのような割合で足すとかあるわけですが、これらは先人がどういう割合がいいかなど研究されていますので、以下のサイトを参考にします。
http://www.musicdsp.org/files/Audio-EQ-Cookbook.txt
http://www.geidai.ac.jp/~marui/matlab/node8.html
ローパスフィルタですが、それらが継承するクラスを作ります。
class Filter extends Snd{
public double b0 = 0;
public double b1 = 0;
public double b2 = 0;
public double a0 = 0;
public double a1 = 0;
public double a2 = 0;
public Snd input;
public double cf;
public double q;
public Snd addcf = new Snd();
public Snd addq = new Snd();
public double forder = 0;
public double sorder = 0;
public Filter(Snd ii, double cc, double qq){
input = ii;
cf = cc;
q = qq;
}
public Filter(Snd ii, double cc, double qq, Snd ac){
input = ii;
cf = cc;
q = qq;
addcf = ac;
}
public Filter(Snd ii, double cc, double qq, Snd ac, Snd aq){
input = ii;
cf = cc;
q = qq;
addcf = ac;
addq = aq;
}
public void connect(Snd n){
input = n;
}
}b0からa2の変数ですがこれは前の音波の1点と今の1点の割合になるものです。cfはカットオフ周波数で、その周波数付近から例えばローパスなら高い周波数を遮断します。qが高くなると共振します。分かりづらいかもしれないのでsynth tvを見てください。cfのdddスライダーでqはeeeです。雰囲気つかめますかね。 addcfやaddqはここでモジュレーションです。1つ前の音波の1点がforderでもう1つ前のsorderとなります。今と以前だけじゃなくもう一つ前も計算するということです。複雑です。
class LowPass extends Filter{
//improve (http://www.musicdsp.org/files/Audio-EQ-Cookbook.txt)
public LowPass(Snd ii, double cc, double qq){
super(ii, cc, qq);
}
public LowPass(Snd ii, double cc, double qq, Snd ac){
super(ii, cc, qq, ac);
}
public LowPass(Snd ii, double cc, double qq, Snd ac, Snd aq){
super(ii, cc, qq, ac, aq);
}
public void calc(){
double omega = 2 * Math.PI * (cf + addcf.updata()) / sampleRate;
double alpha = Math.sin(omega) / (2 * (q + addq.updata()));
double cs = Math.cos(omega);
b0 = (1 - cs) / 2;
b1 = 1 -cs;
b2 = (1 - cs) / 2;
a0 = 1 + alpha;
a1 = -2 * cs;
a2 = 1 - alpha;
}
public double updata(){
calc();
double temp = (b0/a0)*input.updata() +
(b1/a0)*forder +
(b2/a0)*sorder -
(a1/a0)*forder -
(a2/a0)*sorder;
sorder = forder;
forder = temp;
return temp;
}
}
class HighPass extends Filter{
//improve (http://www.musicdsp.org/files/Audio-EQ-Cookbook.txt)
public HighPass(Snd ii, double cc, double qq){
super(ii, cc, qq);
}
public HighPass(Snd ii, double cc, double qq, Snd ac){
super(ii, cc, qq, ac);
}
public HighPass(Snd ii, double cc, double qq, Snd ac, Snd aq){
super(ii, cc, qq, ac, aq);
}
public void calc(){
double omega = 2 * Math.PI * (cf + addcf.updata()) / sampleRate;
double alpha = Math.sin(omega) / (2 * (q + addq.updata()));
double cs = Math.cos(omega);
b0 = (1 + cs) / 2;
b1 = -(1 + cs);
b2 = (1 + cs) / 2;
a0 = 1 + alpha;
a1 = -2 * cs;
a2 = 1 - alpha;
}
public double updata(){
calc();
double temp = (b0/a0)*input.updata() +
(b1/a0)*forder +
(b2/a0)*sorder -
(a1/a0)*forder -
(a2/a0)*sorder;
sorder = forder;
forder = temp;
return temp;
}
}
class BandPass extends Filter{
//improve (http://www.musicdsp.org/files/Audio-EQ-Cookbook.txt)
public BandPass(Snd ii, double cc, double qq){
super(ii, cc, qq);
}
public BandPass(Snd ii, double cc, double qq, Snd ac){
super(ii, cc, qq, ac);
}
public BandPass(Snd ii, double cc, double qq, Snd ac, Snd aq){
super(ii, cc, qq, ac, aq);
}
public void calc(){
double omega = 2 * Math.PI * (cf + addcf.updata()) / sampleRate;
double alpha = Math.sin(omega) * Math.sinh(Math.log(2) / 2 *(q + addq.updata()) * omega / Math.sin(omega));
double cs = Math.cos(omega);
b0 = alpha;
b1 = 0;
b2 = -alpha;
a0 = 1 + alpha;
a1 = -2 * cs;
a2 = 1 - alpha;
}
public double updata(){
calc();
double temp = (b0/a0)*input.updata() +
(b1/a0)*forder +
(b2/a0)*sorder -
(a1/a0)*forder -
(a2/a0)*sorder;
sorder = forder;
forder = temp;
return temp;
}
}、、、、。ぐ、具合が悪くなってきたのでこの辺で逃げます。コードとにらめっこしてください。
エンベロープ、オシレータ、フィルタと作ったので次は安いシンセぐらいはいけそうです。
