Raspberry Pi 2 LIFE ハイレゾ時代のコモンセンス ご購入はこちら ラズパイ・オーディオの勘どころ② 〜サンプリング周波数変換編〜 第 2回 ひずみを発生しないダウンサンプリング・プログラム 大津 秀紀 制作するプログラム オーデイオ入出力用API ALSA を利用してハイレゾ音源を再生する ユーザ・プログラム オーディオ・ プレーヤ USB ラズベリー・パイ D-Aコンバータ アナログ USBオーディオ・ デバイス 関数を呼び出す 波形確認 ALSAライブラリ パソコン サンプリング周波数 192kHz，分解能 16 ビットなど といったハイレゾ・オーディオに関する記事が本誌で も何度か紹介されてきました．ちまたの D-A コンバー タにも，このような周波数，分解能に対応する品もあ りますが，サンプリング周波数が 48kHz までしか対 応していない D-A コンバータもまだまだあります． そのような D-A コンバータを利用する際には，デー タを間引く処理が必要になります． データ量を減らす「間引き」の方法には，ダウンサ ンプリング処理があります．ダウンサンプリング処理 を適切に行わないと，波形ひずみや，思いもしない周 波数帯域への折り返しノイズなどの，思わぬ「ニセ信 号」が生じます．第 1 回（2017 年 2 月号）では，ニセの ひずみ信号が発生するメカニズムを解説しました． 今回はラズベリー・パイ上で，なるべくひずみを発 生させずにダウンサンプリングを適切に行うためのプ ログラムの作り方を解説します．図 1 に実験時のハー ドウェア構成を，図 2 にソフトウェア構成を示します． プログラム ALSA ドライバ ALSAコア 図 1 ダウンサンプリング実験時のハードウェア構成 ● 今回やること…ひずみを発生しないでダウン サンプリングする ユーザ 空間 USB オーディオ・ クラス・ ドライバ PWM ドライバ USBマス・ ストレージ・ クラス・ ドライバ カーネル 空間 2 IS ドライバ USBドライバ ソフトウェア ハードウェア BCM2835 ラズベリー・ パイ LAN9512 PCMデータ オシロ スコープ アナ ログ ファイル・データ USB USB-DAC USBメモリ 音楽データの 流れ 図 2 ダウンサンプリング実験のソフトウェア構成 表 1 ダウンサンプリング…出力サンプリング周波数は入力サン プリング周波数によってこのように変換される 入力 f［kHz］ s 48kHz 以下 48kHz 超 ～ 96kHz 以下 96kHz 超 再生 fs ダウンサンプリング 入力 fs と同じ 1/1（＝フィルタ特性なし） 入力 fs の半分 1/2 入力 fs の 1/4 1/4 ● 今回はステレオ 16 ビットにだけ対応 wave ファイルの再生に，ダウンサンプリング処理 を 加 え た プ ロ グ ラ ム alsa_test3 を リ ス ト 1 と リスト 2 に示します．プログラムの複雑化を避けるた め，実験に合わせてステレオ 16 ビットのケースだけ をサポートするようにプログラムを作成します．ぜ 2017 年 3 月号 ひモノラルやマルチチャネル対応への改造を試みて ください． 入力サンプリング周波数は wave ファイルで指定さ れます．今回，出力サンプリング周波数は，入力サン プリング周波数によって決めるようにプログラミング 第 1 回 ダウンサンプリング時に発生するひずみ信号（2017年1月号） 113
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