FIR/IIR 필터에 관한 연구

Abstract

본 논문은 멀티미디어 제작과정에서 점차 그 역할과 중요성이 커지고 있는 오디오 플러그인의 심도 깊은 이해를 위해 디지털 신호처리의 핵심 부분이라 할 수 있는 디지털 필터를 연구 대상으로 삼았다. 디지털 필터는 피드백(Feedback)의 유무에 따라 두 가지로 나눌 수 있는데 피드백 구조 가없는 FIR Filter(Finite Impulse Response Filter) 와 피드백 구조를 가지는 IIR Filter(Infinite Impulse Response Filter)가 있다. 각 필터의 이해를 돕기 위해 필터의 특성과 장단점을 알아보았으며, 수식으로 구현된 필터가 실제 어떠한 주파수특성을 갖게 되는지 알아보기 위해 Z변환 및 영점. 극점에 대한 이론에도 초점을 맞추었다. 설계된 디지털 필터를 제작하는 방법에는 집적회로와 부품들을 사용하여 별도의 아웃보드로 만든 하드웨어(Hardware)적인 방법과 컴퓨터 프로세서 연산처리를 사용한 소프트웨어(Software)적인 방법이 있는데, 본 연구는 소프트웨어로 구현되는 플러그인 형태의 디지털필터에 주안을 두었다. 본 논문은 그래픽 유저 인터페이스를 통한 플러그인의 제작을 위해 Cycling74 사의 MAX/MSP 를 사용하여 실제 상용 프로그램에서 사용 가능한 VST(Virtual Studio Technology) 형태의 플러그인을 제작하였다. 제작된 플러그인 은 IIR 필터의 대표적인 필터인 biquad필터를 통한 이퀄라이저(Equalizer) 이다. 제작된 필터를 VST가 지원되는 누엔도(Nuendo) 등의 호스트프로그램에서 호출하여 원하는 필터의 성능이 나오고 정상적으로 작동되는 것을 확인하였다. 제작된 플러그인이 간단한 IIR필터를 구현하였으므로 초기단계의 플러그인 이긴 하지만 디지털 필터이론을 기반으로 필터를 직접 설계하여 성능을 예측하고 이를 직접 VST플러그인으로 제작하여 그 성능을 입증한 것에 본 논문의 의미가 있다.