dsp: tone rework ~section 3

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2026-03-19 19:26:10 +09:00
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@@ -150,7 +150,7 @@ The general direction is to stay boring, but the deadpan kind of boring. Keep te
線形時不変システムはそれぞれのインパルスに独立に反応し、その応答を全て重ね合わせる。 線形時不変システムはそれぞれのインパルスに独立に反応し、その応答を全て重ね合わせる。
この重ね合わせ全体の操作を、畳み込みと呼ぶ。 この重ね合わせ全体の操作を、畳み込みと呼ぶ。
連続時間では、畳み込みは積分になる。 連続時間では、畳み込みは積分になる。連続じゃない時間の場合は後ほど。
時間軸に沿って入力を少しずつずらしながら、そのずれに対応するインパルス応答を強さに応じて足し合わせる。その積分の結果が出力である。 時間軸に沿って入力を少しずつずらしながら、そのずれに対応するインパルス応答を強さに応じて足し合わせる。その積分の結果が出力である。
$y = x * h$ y イコール x 畳み込み h $y = x * h$ y イコール x 畳み込み h
@@ -164,22 +164,23 @@ $x * h = h * x$ x 畳み込み h イコール h 畳み込み x
$h_1 * h_2 = h_2 * h_1$ h1 畳み込み h2 イコール h2 畳み込み h1 $h_1 * h_2 = h_2 * h_1$ h1 畳み込み h2 イコール h2 畳み込み h1
どちらを先につないでも、結果は変わらない。 どちらを先につないでも、結果は変わらない。
数学ではこれを可換性と呼ぶ。一応。
### 3. 信号変換 ### 3. 信号変換
これまで信号を時間の関数として扱ってきた。しかし同じ信号を、全く別の視点から見ることできる。 これまで信号を時間に対する振幅の変化として扱ってきた。同じ信号を、周波数に対する振幅の分布として見ることできる。
それが周波数領域という見方である。 厳密には各周波数成分に位相もあるが、ここでは振幅に注目する。
フーリエ変換がそれを可能にする そのためにフーリエ変換がある。というか、フーリエがその変換の仕方を決めたのでフーリエ変換と呼ばれた
$s(t)$(エス ティー)と $S(\omega)$(エス オメガ)は同じ信号の二つの顔である。 $s(t)$(エス ティー)と $S(\omega)$(エス オメガ)は同じ信号の二つの顔である。
一方は時間の経過を、もう一方は周波数の分布を示す。 一方は時間の経過を、もう一方は周波数の分布を示す。
フーリエ変換が言っているのは、こういうことである。 つまり、どんな信号も、周波数の異なる正弦波をいくつか重ね合わせたものとして表せる。
どんな信号も、周波数の異なる正弦波をいくつか重ね合わせたものとして表せる。 楽器かエンジンの音がわかりやすい。どちらも複数の周波数成分が混ざっている。その配合が音色を決める。
楽器かエンジンの音がわかりやすい例である。基音と倍音がある。それぞれ異なる周波数の正弦波で、それらが重なって音色になる。
$S(\omega)$ はその内訳である。どの周波数の成分がどれだけの強さで含まれているか、それがスペクトルである。 $S(\omega)$ はその内訳である。どの周波数の成分がどれだけの強さで含まれているか、それがスペクトルである。
アナログ信号は原理的には、ゼロから無限大まであらゆる周波数成分を持ちうる。 アナログ信号は原理的には、ゼロから無限大まであらゆる周波数成分を持ちうる。
のことが、後の離散化の議論に関わってくる。 れが後で問題になる。
### 4. フィルタ ### 4. フィルタ