デジタル信号処理では、フィルタを多用するが、その代表的なものに、モミフィルタとイリジウムフィルタがある。2つのタイプには、共通点もあれば大きな違いもあるように、状況によってどちらを使うか迷われる方もまだまだ多いようです。この記事では、デジタル信号処理にこれらのフィルタをより良く活用するために、モミとイアのフィルタの違いに焦点を当てます...
FIRフィルタとIRRフィルタの比較
デジタル信号処理のアプリケーションでは、FIRフィルタとIRRフィルタの2つの最も一般的なフィルタが多用される。2つのタイプには多くの共通点と大きな違いがあるように、状況に応じてどちらか一方**を利用できることに戸惑ったままの人も多いのではないでしょうか。本稿では、FIRフィルタとIRRフィルタの違いに着目し、ユーザーがデジタル信号処理にこれらのフィルタをより有効に活用できるようにすることを目的とする。
FIRフィルタとは？
FIRとは、Finite Impulse Response（有限インパルス応答）の略です。つまり、あるパルス、例えば1が入力され、その後に多数の0が入力された場合、1がフィルタの遅延線を通過した後には必ず0が存在することになる。このフィルターが有限のフィルターと呼ばれる理由は、フィードバックがないことです。フィードバックがないため、インパルス応答が有限であることが保証されます。FIRがフィードバックフリーフィルタとも呼ばれるのは、まさにこのためである。しかし、フィードバックを用いた場合でも、FIRフィルタの場合、応答は有限である。
IRRフィルターとは何ですか？
FIRフィルタに代わるものとして、IIR（Infinite Impulse Response）フィルタがある。IIRフィルタの場合、入力がパルス化されると出力は無限に鳴り続ける。
FIRフィルタの利点
FIRフィルタとIIRフィルタにはそれぞれ特徴があり、長所と短所があります。一般に、FIRフィルタはその長所が短所を大きく上回っているため、IIRフィルタよりも広く使われている。FIRフィルタの長所をまとめると以下のようになります。
-FIRフィルタを直線位相で設計する方が簡単である．この設計では，真実の位相を失うことなく入力信号を遅らせることができる．
-FIRフィルタの設置が容易で、DSPマイクロプロセッサでのFIR演算はすべてシングルループ機能で行うことができます。
-FIRフィルタの使用により、サンプルレートを下げる（抽出）、または上げる（補間）ことで、一部の計算を省略することができ、効率を上げることができます。
-FIRフィルターは、簡単な分数計算で実装できるため、よりシンプルな実装が可能です。
しかし、IIRフィルタに比べ、FIRフィルタはフィルタの応答特性を実現するために多くのメモリと計算を必要とする。また、FIRフィルタに適さない応答も数多く存在します。
| FIRフィルタとIRRフィルタの違いは何ですか？-FIRとIIRは、どちらもデジタル処理におけるフィルタリングに使用されます。-IIRフィルタは入力と出力に依存するのに対し、FIRフィルタは入力のみに依存します。-IIRフィルタは不安定だがFIRフィルタは安定 -IIRフィルタはFIRフィルタよりメモリが必要 -IIRフィルタはFIRに比べフィルタとしての実装が難しい -IIRはアナログ信号のシミュレーションが容易。FIRは信号をシミュレートする機能を持たない -FIRフィルタはIIRフィルタより高次である -線形性が重要でない場合はIIRフィルタが望ましい |
