革新的な次世代デジタルフィルタ
VIRフィルタ
~FIRフィルタ・IIRフィルタ時代の終焉~
VIRフィルタ時代の幕開け
近年のデジタルオーディオ技術を長年支えてきたFIRフィルタとIIRフィルタ。
ついにその時代が終焉し、次の時代の幕が開けます。
アイレックスが開発したVIR (Variable-resolution Impulse Response Filter) フィルタは、従来のデジタルフィルタの概念を根底から覆す、革命的なデジタルフィルタです。
IIR・FIRフィルタの問題点
IIRフィルタ
- 複雑な補正カーブを作るのが難しく、フィルタの演算量も大きくなる
- 50バンド以上は事実上作りにくい
- タイムアライメントを乱す要因となり、結果として位相が乱れ音質が悪化する
- リンギングが発生し、音質の悪化を招く
FIRフィルタ
- 周波数ドメインにおいてリニアスケールで動作する為、タップ数が大きくないと低域で十分な補正精度が得られない。結果として、大型のDSP・FPGA等が必要となる。
- 低域の補正を上げようとすると、高域に必要以上のタップを無駄に割り当てる事になる。特に96KHzや192kHz等の高サンプリングレートの場合、低域の補正精度を維持するために追加したタップが、全て超音波領域で浪費される
VIRフィルタという解決策
VIRフィルタは、フィルタ精度を飛躍的に上げる一方、
必要な演算量を大幅に減らすことが出来る次世代デジタルフィルタです。
- 従来のIIR・FIRフィルタから大幅に演算処理量を減らすことが出来る為、コスト削減や減らせたMIPSを他の処理へ活用する事が可能
- FIRの様に全周波数帯域を均一な精度で処理するだけでなく、必要に応じて任意の周波数帯域に補正点を集中させて、その部分の精度を上げることも可能。補正の自由度が飛躍的に向上
MIPS低減
VIRフィルタは従来のIIR・FIRに比べフィルタリング精度を上げながら演算量を遥かに小さくする事が可能です。
例えば、VIR30はFIR4096タップと同等のイコライジング精度を保ちつつ、仕様MIPSを約1/36に圧縮する事が可能です。
わずか8.9MIPSで動くVIR30が、196.6MIPSを必要とするFIR4096TAPと同等のイコライジング精度を提供します
イコライジング精度の向上
VIRフィルタはIIR・FIRフィルタに比べイコライジング精度を飛躍的に向上させる事が可能です。
FIRフィルタ VIRフィルタ補正精度比較例
FIR512 Tap vs VIR85 Section
(両フィルタ共に同じ22MIPSの演算パワー)
ターゲットカーブ
このカーブをいかに正確にトレースできるかをシミュレーション
FIR512 Tap (ピンク線)
512TapでのFIRフィルタは、1kHz以下で補正精度の不足が見られ、300Hz以下ではほぼ使用不能となる事が分かります。
VIR85 Section(赤線)
全帯域で忠実にターゲットカーブをトレースしています。
同じ22MIPSを使用しながら、VIRフィルタはFIRフィルタに比べ遥かに高い次元の補正を行う事が可能です。
VIRフィルタアプリケーション
スピーカ補正
ホームシアタースピーカ モニタースピーカ テレビ
コンポ スマートフォン 車載オーディオ
MEMSマイク補正
スマートフォン デジタルカメラ ビデオカメラ
補聴器
半導体パートナー
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