Skip to main content

Interactive DSP Parametric Filter Sandbox

Standby
Live Audio Filter H(f)

Interactive Filter Sandbox Ready

Click any Preset below or click Pink Noise / Filter Mic to audition live.

1.0
1,000 Hz

Instant DSP Filter Presets

Click any preset card to instantly load parameters and audition live spectral filtering.

Click card to audition

Understanding Audio Biquad Filters & Frequency Response

Biquad filters are second-order Infinite Impulse Response (IIR) digital filters implemented according to Robert Bristow-Johnson's Audio EQ Cookbook ↗ and the W3C BiquadFilterNode specification ↗:

  • High-Pass Filter (HPF): Passes frequencies above cutoff while rolling off low rumblings below cutoff at -12 dB/octave. Essential for eliminating microphone handling rumble, HVAC noise, and subwoofer port over-excursion.
  • Low-Pass Filter (LPF): Passes low frequencies while attenuating high treble hiss, ultrasonic interference, and digital DAC aliasing harmonics.
  • Band-Pass Filter (BPF): Isolates a narrow musical frequency band determined by the center frequency and resonance Q factor.
  • Notch Filter: Surgically removes a pinpoint frequency spike (such as 50Hz or 60Hz AC electrical power hum) with minimal side attenuation.

The Q Factor (Quality Factor / Resonance)

In parametric filtering, Q = f₀ / Bandwidth. A low Q (0.5 to 0.707 Butterworth) creates a broad, musically smooth slope. A high Q (5.0 to 15.0) focuses filter energy into an ultra-sharp surgical cut, perfect for notching out ground loop hums or acoustic feedback without affecting nearby musical harmonics.

Real-Time Spectral Verification

The live spectrum visualizer above displays the 4096-point FFT transfer function in real time. Compare the raw signal against the filtered output using the Filter Active / Bypass toggle to evaluate phase impact and attenuation depth.

DIGITAL SIGNAL PROCESSING FAQ

Frequently Asked Questions on DSP Audio Filters

Comprehensive breakdown of filter types, Butterworth vs Chebyshev vs Bessel, FFT/DFT transforms, and DSP pros & cons.

1DSP(デジタル信号処理)におけるフィルターとは?
DSPフィルターは、デジタル音声信号の周波数、振幅、位相を変更し、目的の周波数帯域を通過させ、不要な成分(ノイズやハム音など)を減衰させる数学的アルゴリズムです。
2DSPは何に使われていますか?
オーディオイコライザー、ノイズキャンセリング、リバーブ、エコー除去、ダイナミクスコンプレッサー、通信、医療画像処理などに広く使用されています。
3DSPにおけるDFTとFFTとは何ですか?
DFT(離散フーリエ変換)は時間信号を周波数スペクトラムに変換する変換(計算量 $O(N^2)$)です。FFT(高速フーリエ変換)はDFTを高速($O(N \log N)$)に計算するアルゴリズムで、リアルタイム処理を可能にします。
4チェビシェフ(Chebyshev)フィルターとは?
バターワースフィルターよりも通過帯域と阻止帯域の間の遮断特性が急峻なフィルター設計ですが、通過帯域(Type I)または阻止帯域(Type II)にリプル(振幅の波打ち)が生じます。
5基本的な3種類のフィルターは何ですか?
1) ローパスフィルター(LPF):カットオフ周波数以下の低域を通過; 2) ハイパスフィルター(HPF):カットオフ以上の高域を通過; 3) バンドパスフィルター(BPF):特定帯域を通過。
6DSPのデメリットは何ですか?
バッファリングによる処理遅延(レイテンシー)、量子化・丸め誤差ノイズ、$f_s/2$ を超える周波数の折り返し歪み(エイリアシング)、CPU演算負荷などが挙げられます。
7DSPにおけるローパスフィルターとは?
カットオフ周波数($f_c$)以下の信号をそのまま通過させ、$f_c$ 以上の周波数を設定された傾斜(例: -12 dB/octや-24 dB/oct)で減衰させるデジタルフィルター(Biquad IIRなど)です。
8バターワースとチェビシェフフィルターの違いは?
バターワースは通過帯域が完全にフラット(リプルなし)で緩やかに減衰します。チェビシェフは同一次数でより急峻な減衰特性を持ちますが、リプルと位相歪みが発生します。
9ベッセル(Bessel)フィルターとは?
群遅延が最大平坦(線形位相)になるよう設計されたフィルターです。過渡信号の波形形状を歪みなく保つため、高忠実度オーディオに最適です。
10なぜベッセル関数が使われるのですか?
ベッセル多項式により通過帯域全体で群遅延が一定になり、すべての倍音成分が同一の時間遅延でフィルターを通過するため位相崩れが起きません。