Filtrado en octavas

El análisis acústico rara vez quiere una FFT en bruto: las normas, los índices y el propio oído trabajan en bandas de fracción de octava, intervalos de frecuencia cuya anchura crece proporcionalmente con la frecuencia. phonometry las implementa como bancos de filtros recursivos cuyos diseños se verifican contra las tolerancias de clase de IEC 61260-1:2014. El banco Butterworth por defecto, y las alternativas Chebyshev II y Bessel, sitúan sus puntos de -3 dB exactamente en los bordes de banda de ANSI S1.11, así que sus niveles de banda son directamente comparables; las dos arquitecturas de rizado constante (Chebyshev I, elíptica) colocan ahí su borde de rizado y en consecuencia leen unas décimas de decibelio de más en todas las bandas, y por eso conviene que una campaña fije una arquitectura y la mantenga.

La página fundacional es Bancos de filtros. Cubre la matemática de las bandas, cómo se descompone una señal en bandas de 1/1, 1/3 o 1/b arbitrario, el ecualizador paramétrico y el modo offline de fase cero para análisis donde el retardo del filtro no debe emborronar el resultado. Por dentro, cada banco es una cascada de secciones de segundo orden con diezmado multitasa, que es lo que mantiene numéricamente estables las bandas de baja frecuencia. Elegir entre las cinco arquitecturas (Butterworth, Chebyshev I/II, elíptica y Bessel) es el trabajo de la Galería de arquitecturas de filtro: qué intercambian sus respuestas en frecuencia entre sí, la galería completa de respuestas y el uso de cada arquitectura, más el crossover Linkwitz-Riley.

Demostrar que un banco diseñado cumple esas tolerancias es el trabajo de Verificación de clase de filtros (IEC 61260-1): la máscara de aceptación de la Tabla 1 banda a banda, la clase 0 más estricta de la edición retirada de 1995, qué aporta una clase de prestaciones en una medida y la ficha de conformidad acreditada de una página.

Las otras dos páginas escalan esa base por dos ejes independientes. Procesado por bloques la escala en tiempo: las señales que no caben en memoria (grabaciones de horas, monitorización en vivo, registradores embebidos) se procesan búfer a búfer arrastrando el estado de los filtros, de modo que el resultado es idéntico bit a bit a una única pasada por ese mismo banco: el streaming descarta tanto el diezmado multitasa como la eliminación de tendencia por bloque que un banco offline usa por defecto, así que la pasada offline contra la que se compara un resultado en streaming hay que construirla igual. Multicanal y rendimiento la escala en canales: los arrays de micrófonos y las grabaciones multicanal se analizan vectorizados, una llamada para todos los canales, con notas sobre dónde se va realmente el tiempo de cálculo.

Léelas en ese orden. Todo lo que viene después (niveles, sonoridad, parámetros de sala) consume las señales o los niveles de banda que estas páginas producen.

Páginas de esta sección

• Bancos de filtros: la matemática de las bandas, los parámetros del banco, el ecualizador paramétrico, la descomposición en bandas y el filtrado de fase cero.
• Galería de arquitecturas de filtro: las cinco arquitecturas comparadas, la galería de respuestas y el uso de cada arquitectura.
• Verificación de clase de filtros (IEC 61260-1): la máscara de aceptación de la Tabla 1, la clase 0 y la ficha de conformidad.
• Procesado por bloques: flujos en streaming con estado de filtro arrastrado.
• Multicanal y rendimiento: análisis multicanal vectorizado y notas de rendimiento.

Qué no cubre esta sección

• verify_filter_class comprueba una respuesta digital diseñada frente a la Tabla 1 de IEC 61260-1. Los ensayos de conformidad de la norma sobre el filtro físico (recuperación de sobrecarga, linealidad, las magnitudes de influencia ambientales) se aplican a un instrumento y no están implementados, así que un veredicto de clase de aquí es una afirmación sobre el diseño y no sobre un aparato. Cerca de Nyquist la transformada bilineal deforma el eje de frecuencia y el banco no lleva ninguna corrección para ello, a diferencia de la opción high_accuracy de los filtros de ponderación: la banda atenuada más allá del Nyquist de procesado se informa como range_limited en lugar de verificarse, así que mantén el borde de banda superior holgadamente por debajo de Nyquist o sube fs. Dos operaciones no admiten streaming: el filtrado de fase cero hacia delante y hacia atrás necesita la señal entera, y los estadísticos de rango como L90 hay que calcularlos una sola vez sobre la envolvente conjunta. Y la ruta por canal nunca mezcla canales: el retardo entre dos micrófonos, o cuánto de un canal explica un segundo, son Correlación, retardo y envolvente y Coherencia múltiple y parcial.