• 締切済み

信号処理FIRフィルタに関して

こんにちわ。デジタルフィルタに関するご質問です。 振動工学を勉強しているのですが、回転機械から検出した時系列加速度信号をFIR(ローパス)フィルタに通し、高周波ノイズを除去しようとしています。 FIRフィルタとは、「継続接続された一連の遅延器からなり、各遅延器出力の重み付け和を出力する」と教科書等によく書かれておりますが、例えば、周波数領域でのフィルタの振幅特性が最適なものが300次で求めたものだったとして、フィルタのインパルス応答h(t)を求めて、600個の時系列入力データをフィルタリングする場合、インパルス応答を二個つなげて、各時系列データにあてはめていくので良いのでしょうか? また、その場合、インパルス応答の継ぎ目は連続になっているべきなのでしょうか? もし、原理的にマズいことや、根本から間違えているようならば、ご指導下さいますよう、お願いします。

みんなの回答

回答No.1

原理的に間違っていると思われます。 「インパルス応答を二個つなげて」ということは、おそらく入力データの個数と同じにしようとしているのですね?ズバリ、その必要はありません。畳み込みの計算の式に、入力値とインパルス応答値をそのまま入れて、計算すればよいだけです。

関連するQ&A

  • FIRフィルタって

    FIRフィルタって何ですか? おバカにもわかるようお願いします。。 「入力データ」という1500個くらいの数値が入ったcsvファイルと、「フィルタ係数(インパルス応答)」という10個の数値を渡されて 「javaでFIRフィルタ作って」 って言われたんですが(学校の課題) なんのことやら・・・

  • FIRフィルタの製作

    FIRフィルタの製作で困っていることがあります。 FIRフィルタをローパスとかバンドパス的な遮断の点からではなく 位相をずらす観点から、製作したいと思いつつも なかなか調べても遮断周波数を決めてタップ係数を求める手法 しか見つかりません。 初めてのフィルタ製作もあって、できるだけツールからではなく 手計算で求めたいです。 ご存知の方がいらっしゃったら、ご教授ください。

  • IIRフィルタとFIRフィルタ

    無限インパルス応答(IIR)フィルタと有限インパルス応答(FIR)フィルタとはアナログでいう、バンドパスフィルタやローパスフィルタ、ハイパスフィルタのデジタル版みたいなものであることは分かるのですが、 無限、有限というのは何を表しているのでしょうか? Wikipediaなどに解説はしてあるのですが、どうしても理解することが出来ません。 どなたか易しく説明して頂けないでしょうか?

  • FIRフィルタの遅延量補正とIIRフィルタの安定性について教えて頂きた

    FIRフィルタの遅延量補正とIIRフィルタの安定性について教えて頂きたいのですが。  双一次z変換を用いていくつかのIIRフィルタを作る事が出来ました。Scilbが持つIIR関数と比較して同じ結果になっています。IIRフィルタがフィルタ係数によっては不安定=発信したりする、というのはScilab等の結果と同じになる→フィルタ係数も同じ→不安定にならない。と思ってよいのでしょうか?。例えばですが、あるサンプリング周波数の波形データをフィルタする為に、同じサンプリング周波数で作ったImplus波形をIIRフィルタに放り込んで周波数応答を確認したら、実際にフィルタする波形データの最初から最後までその周波数応答でフィルタされると私は理解しているのですが。  私のフィルタを使う用途の場合は、フィルタの計算速度は特に制限は無く、速いに越した事はありませんが得られた結果が正確な事が大切なので、安定性や係数誤差の事を考えるとIIRフィルタではなくFIRフィルタでも構わないのですが、FIRフィルタの場合だとタップ数が多くなるので波形の遅延量が無視出来ません。フィルタを通した波形は次定数fastのレベル波形にして100Hz位で出すとは言え、IIRよりは数秒かコンマ数秒遅延した結果になると思います。そのような場合、遅延量を補正するとしたらどうしたら良いのでしょうか?。個人的にはタップ数が(IIRの場合は次数が)遅延量と思っているのですが。  宜しくお願い致します。

  • FIRフィルタ タップ数の求め方

    インパルス応答から振幅特性を求めて、フィルタのタップ数を求めたいのですが、どのように算出するかの手法も計算式もわかりません。どなたか助けてください。宜しくお願いいたします。

  • FFTによるフィルタの可能性について

    はじめまして、信号処理については初心者です。教えていただけると幸いです。 ソフト処理でディジタルフィルタを作成したいと思っています。 リアルタイム処理が最終目標です。 IIRとかFIRとかの手法がありますが、FFTによるフィルタリングの可能性はあるのか知りたいです。 エクセルを用いて、模擬的に作った方形波をFFT演算して、 その結果の高い周波数部分を0にして逆FFTすると、綺麗に高調波が除去されていました。 この方法でのフィルタリングは実現可能なものと考えてよいのでしょうか? FFT処理では、エクセルの結果を見る限り、(当たり前ですが)遮断周波数でスパッと切れた波形が得られています(遮断周波数以上の振幅は0になる)。 一方、フィルタの本などでは、振幅減衰は1次で-20dB/dec、2次で-40dB/decと書かれており、 物理法則上そうなるものと思っていました。 FFTを利用したフィルタリング(遮断周波数以上の振幅は0)というのは、 何か原理的に(物の理として)おかしいところはないのか、不安に思っています。 また、電気系の雑誌にはIIRフィルタ等の使用について書かれている記事を見受けますが、 FFTフィルタリングが可能だとすれば、こちらの方が理想的なフィルタが得られることになります。 何か問題があってFFTフィルタリングが採用されていないと思いますが、どのような問題を秘めているのでしょうか。 (FFTフィルタが理想なのに、IIRフィルタが使用される理由は?) 上にも記載しましたが、将来的には高速マイコン(DSP,FPU付き)を使用してリアルタイム的な処理を行いたいと考えています(サンプリング周波数は16kHz程度です)。 FFTフィルタリングの設計の肝、IIR(FIR)フィルタとの使い分けについても、ご教示いただけると幸いです。 どうぞよろしくお願いいたします。

  • フィルタ係数から特性を求めるには?

    FIRフィルタを作っています。 遮断周波数を設定してフィルタ係数を求めたのはいいんですが、その係数から周波数-振幅特性が実際にどのようなグラフになっているのかがわかりません。 求める方法を教えてください。 宜しくお願いします。

  • 時間領域のインパルス応答と周波数領域での位相特性の関係(デジタル信号処理)

    質問失礼します。 デジタル信号処理の分野において、フィルタの特性をみるときに周波数領域にして、振幅特性と位相特性に分けて解析を行っています。 フィルタのインパルス応答をDFTして、振幅成分を正規化して、IDFTしたものと時間領域でのインパルス応答との関係はどうなるのでしょうか? 画像で見てみると、位相限定画像は原画像の特徴を持っているのが視覚的に分かるので何か式などで証明している文献など知っている人がいましたらよろしくお願いします。

  • 周波数特性の出し方

    FIRのインパルス応答から、そのFIRの周波数特性が わかると聞きました。 わかりやすく、どのようにすればいいのか 教えてください。おねがいします。

  • 現在ディジタル信号処理について勉強している初心者です。

    現在ディジタル信号処理について勉強している初心者です。 勉強していくうちにいくつか分からない点が出てきましたので質問させていただきました。 よろしくお願いします。 1.FIRフィルタを作成するとギブス現象が生じ、窓関数をかけるなどしてリプルを抑えますがなぜリプルがあってはいけないのでしょうか?これがあるとどこに影響(問題)が生じてくるのでしょうか? 2.本にFIRフィルタを窓関数法により作成すると「設計仕様と得られたFIRフィルタの周波数応答との間の誤差は通過域端および阻止域端周波数の近傍に集中する」と書かれていたのですが、これはグラフを見て分かるものなのでしょうか?意味がよくわかりません。 以上の2点について現在疑問を感じています。 よろしくお願いします。