Java ディジタル・フィルタ(Java Digital Filter)

Java ディジタル・フィルタ (Java Digital Filter) v0.6.4

ディジタル・フィルタについては様々なWebサイトや文献に詳しいので Wave信号への利用を試みて見ます。
巡回形ディジタルフィルタ IIR(Infinite Impulse Response Digital Filter)と非巡回形ディジタルフィルタ FIR(Finite Impulse Response Digital Filter)などがありますが今回は FIRを取り上げています。

Javaアプレット(Java Digital Filter(JDF))で「ウェーヴレット序奏 (Wavelet Introduction)」の Wave信号を見てみます。

(Java appletは利用出来なくなりました；)

使い方：

（※改訂履歴：
v0.6.4['14/10/25] [Calc.][ON/OFF]ボタンを無くしました。 FFTのサンプル数とFilterの段数の選択位置を交換しました。
v0.6.3['14/10/18] HTML5版を追加しました。

HTML5版です。

v0.6.2['12/12/08] cssファイルを別にしました。
v0.6.1['12/11/11] ReadWave.javaのmonoとStereoの切替えの不具合を訂正しました。
v0.6['10/11/20] [FFT]表示を追加してボタン位置などを移動しました。
v0.5['08/11/25] 周波数表示などを訂正しました。
v0.4.1['07/11/29] ReadWave.java(v0.2)に修正しました。
v0.4['07/08/31] フィルタ部分を別クラス (FilterFIR.java)にしました。
v0.3['05/09/10] Waveファイルの読み込み(クラス)を別にしました。
v0.2['04/02/21] S・M・LでJava画面のサイズを変更出来るようになりました。
v0.1['03/02/23]）
画面左：[ Wave ] では Wave信号を表します。 (再度のクリックで時間[sec]とレベル[%]の表示/非表示を切替えます。)
[ FFT ] FFTのスペクトルを表示します。
[(※)Filter FIR ] では縦の白線のカーソルで周波数を決めます。
(マウスのクリック)から [Calc.]ボタンでフィルタのデザイン(設計)を行います。
[Filter][F.FFT]に切替える事で自動的に再計算が行われます。
緑色の線は設計されたフィルタの振幅特性を表します。
青色の水平線は利得（減衰量）を画面左のマゼンタ色のデシベル値 [dB]で表します。
画面下は周波数を表しています。
画面右上には[Calc.]でカーソル位置の周波数が表示されます。 ([BPF][BEF] 時は Lowと High二つの周波数が表示されます) 無くしました。
[ IRes. ] (以前の「H(z)」) 設計したフィルタのインパルス応答(Impulse Response)(次数) を表示します。
(※)[ Filter ] フィルターを通ったWave信号です。
(※)[ F.FFT ] フィルターを通ったWave信号をFFTで見てみます。
画面上段上: [ 44100[Hz] Size:74617 ] Waveデータのサンプリング周波数とデータ数を表示します。 [FIR]時にはカーソル位置の周波数を表示します。
[ 744[Hz]:-5.19 ] カーソル位置のデータなどを表示します。
[Filter] では周波数[Hz] と減衰量[dB]です。
[IRes.] ではフィルタ次数の番号と値です。無くしました。
[ sweep.wav ]：Waveファイルを選択します。
(切替えと同時にフィルタ処理も行いますので時間がかかる場合もあります)
[ 11 ]：[FFT]のサンプル数を選択します。 (8:256 9:512 10:1024 11:2048 12:4096 13:8192 14:16384)
画面上段下「LPF . HPF . BPF . BEF」： [Filter]で設計する種類を選びます。
1. [LPF] Low Pass Filter (低域通過フィルタ)
2. [HPF] High Pass Filter (高域通過フィルタ)
3. [BPF] Band Pass Filter (帯域通過フィルタ)
4. [BEF] Band Elimination Filter (帯域除去フィルタ)
「 ON / OFF 」： [Wave] 表示でフィルタ処理前 [OFF]・フィルタ処理後 [ON]を切替えます。無くしました。
「 Calc. 」： [Filter] 表示で縦白線カーソルで周波数を変更した後にフィルタの次数を再計算する場合に使用します。無くしました。
「 Hamming 」：[Filter]での窓関数(Window)の選択を行います。
1. Hamming (ハミング)
2. Hanning (ハニング)
3. Blackman (ブラックマン)
4. Rectangular (矩形波)
[ 64 ]：フィルタの段数を選択します。 (16 - 32 - 64 - 128)
画面右「+ | -」：表示されている信号を増減します。
「> | <」： [Wave]表示で信号の表示幅を増減します。 [FFT]では周波数幅を増減します。
画面下スライドバー： [Wave]表示で信号の位置を移動します。スライダーの幅が現在表示されているWaveデータの量を表します。
[Filter]では 1[Hz]単位での周波数設定は出来ずサンプリング周波数によって 44100[Hz]では 55[Hz] 11025[Hz]では 14[Hz]ぐらいとなります。
[Filter]の [BPF][BEF]では縦白線のカーソルが 2本現れますがマウスカーソルの近い方が有効になります。
クリックで縦白線カーソルは停止し再クリックでマウスカーソルに合わせて動き出します。