ピッチシフターの実装例

ピッチシフターは入力信号に音程を高くしたり、低くしたりするエフェクターです。

パラメーターとして下記がよく利用されます。

パラメーター	意味	だいたいの範囲
ミックスレベル	ピッチシフターのかかり具合	0～1の間
ピッチ	どれだけ音を高く(低く)するか	-12～12半音(-1～1オクターブ)程度

実装は読み込み速度を速めたディレイ信号を入力信号に加えて出力します。
ディレイ信号の読み込み速度を速めることで音程が変わります。

ディレイ信号はリングバッファを使用して保存します。リングバッファは「リングバッファについて」で作成したものを使用しています。
また、読み込み速度を変更した際、整数値にならない場合があるためサンプルとサンプルの間の位置の値を線形補間などを用いて割り出す必要があります。
線形補間の詳細は省略いたします。

あくまで実装例ですのでいい音質のものがほしい場合は、ご自身で試行錯誤いただくようお願いします。

【実装イメージ】
■線形補間の実装

// 線形補間関数
// v1とv2を割合tで線形補間する。tは0.0～1.0の範囲とする
// tが0.0の時v1の値となり、tが1.0の時v2の値となる
float lerp(float v1, float v2, float t)
{
	return (1.0f - t) * v1 + t * v2;
}

// 線形補間関数

// v1とv2を割合tで線形補間する。tは0.0～1.0の範囲とする

// tが0.0の時v1の値となり、tが1.0の時v2の値となる

float lerp(float v1, float v2, float t)

{

return (1.0f - t) * v1 + t * v2;

}

■エフェクターの実装

void pitchshifter(float inL[], float inR[], float outL[], float outR[], int wavelength)
{
	
	// エフェクターのパラメーター
	static float mix   = 1.0f;  // ピッチシフターの効き具合。0.0～1.0の間
	static float pitch = 12.0f; // どれだけ音を高く(低く)するか。-12～12程度

	// 内部変数
	static CRingBuffur ringbufL, ringbufR; // リングバッファ(https://www.utsbox.com/?p=1505 より)

	// リングバッファのinteravalを設定する
	// とりあえず1000サンプル程度とする
	// (intervalはリングバッファ(https://www.utsbox.com/?p=1505 より)
	int delaysample = 1000;
	ringbufL.SetInterval(delaysample);
	ringbufR.SetInterval(delaysample);

	// 読み込み速度を速めた後の読み込み位置
	static float pos = 0.0f;

	// ピッチから読み込み速度を計算
	// -12半音(1オクターブ下)で-0.5、12半音(1オクターブ上)で1となるようにする
	static float speed = pow(2.0f, pitch / 12.0f) - 1.0f ;

	// 入力信号をピッチシフトする
	for (int i = 0; i < wavelength; i++)
	{
		// 読み込み位置を移動した際の前後の整数値を取得(あとで線形補間するため)
		int p1 = (int)pos;
		int p2 = pos + 1;

		// 前後の整数値から読み込み位置の値を線形補間で割り出す
		// 線形補間で割り出した結果はピッチシフト後の信号となる
		float lerpL1 = lerp(ringbufL.Read(p1), ringbufL.Read(p2), pos - (float)p1);
		float lerpR1 = lerp(ringbufR.Read(p1), ringbufR.Read(p2), pos - (float)p1);

		// 読み込み位置を更新する
		// posが大きく(小さく)なりすぎないように定期的に 0 に戻す
		// 大きくなった時にリングバッファのintervalを超えてはいけないので、
		// とりあえずdelaysample* 0.9とする。
		pos += speed;
		if (abs(pos) >= (float)delaysample * 0.9f) { pos = 0.0f; }

		// ディレイ信号として入力信号をリングバッファに書き込み
		ringbufL.Write(inL[i]);
		ringbufR.Write(inR[i]);

		// リングバッファの状態を更新する
		ringbufL.Update();
		ringbufR.Update();

		// 入力信号にピッチシフト信号を混ぜて出力する
		outL[i] = (1.0f - mix)*inL[i] + mix * lerpL1;
		outR[i] = (1.0f - mix)*inR[i] + mix * lerpR1;
	}

void pitchshifter(float inL[], float inR[], float outL[], float outR[], int wavelength)

{

// エフェクターのパラメーター

static float mix = 1.0f; // ピッチシフターの効き具合。0.0～1.0の間

static float pitch = 12.0f; // どれだけ音を高く(低く)するか。-12～12程度

// 内部変数

static CRingBuffur ringbufL, ringbufR; // リングバッファ(https://www.utsbox.com/?p=1505 より)

// リングバッファのinteravalを設定する

// とりあえず1000サンプル程度とする

// (intervalはリングバッファ(https://www.utsbox.com/?p=1505 より)

int delaysample = 1000;

ringbufL.SetInterval(delaysample);

ringbufR.SetInterval(delaysample);

// 読み込み速度を速めた後の読み込み位置

static float pos = 0.0f;

// ピッチから読み込み速度を計算

// -12半音(1オクターブ下)で-0.5、12半音(1オクターブ上)で1となるようにする

static float speed = pow(2.0f, pitch / 12.0f) - 1.0f ;

// 入力信号をピッチシフトする

for (int i = 0; i < wavelength; i++)

{

// 読み込み位置を移動した際の前後の整数値を取得(あとで線形補間するため)

int p1 = (int)pos;

int p2 = pos + 1;

// 前後の整数値から読み込み位置の値を線形補間で割り出す

// 線形補間で割り出した結果はピッチシフト後の信号となる

float lerpL1 = lerp(ringbufL.Read(p1), ringbufL.Read(p2), pos - (float)p1);

float lerpR1 = lerp(ringbufR.Read(p1), ringbufR.Read(p2), pos - (float)p1);

// 読み込み位置を更新する

// posが大きく(小さく)なりすぎないように定期的に 0 に戻す

// 大きくなった時にリングバッファのintervalを超えてはいけないので、

// とりあえずdelaysample* 0.9とする。

pos += speed;

if (abs(pos) >= (float)delaysample * 0.9f) { pos = 0.0f; }

// ディレイ信号として入力信号をリングバッファに書き込み

ringbufL.Write(inL[i]);

ringbufR.Write(inR[i]);

// リングバッファの状態を更新する

ringbufL.Update();

ringbufR.Update();

// 入力信号にピッチシフト信号を混ぜて出力する

outL[i] = (1.0f - mix)*inL[i] + mix * lerpL1;

outR[i] = (1.0f - mix)*inR[i] + mix * lerpR1;

}

上記はあくまで実装例です。
読み込み位置(上記の変数pos)が0になる時(42行目)に音声信号が不連続となりノイズが入ります。
クロスフェード等を利用して音声信号を滑らかにつなぐことでノイズは改善することができます。

質問はコメント欄や掲示板、Twitterでいただけばとおもいます。
他のエフェクター実装例はこちらにもあります。　→　エフェクターの簡単な実装例

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コンプレッサーの実装例

コンプレッサーとは入力音声の音圧に応じて音量を調整するエフェクターです。

パラメーターとして下記がよく利用されます。

パラメーター	意味	だいたいの範囲
スレッショルド	圧縮が始まる音圧	0.1～1.0程度(dBで計算する場合もある)
レシオ	圧縮する割合	2.0～10.0程度(例えば2.0の場合、圧縮比率2:1でスレッショルドを超えた分が1/2になる。)/td>
音量	最終的な音量	1.0～3.0倍程度(dBで計算する場合もある)

実装では下記のような処理を行います。

入力信号に応じた音圧を検知。
検知した音圧に応じて音量(ゲイン)を計算。
入力信号に計算した音量(ゲイン)を

音圧を検知は「入力信号の絶対値をとったものにローパスフィルタを通す」ことでできます。
(他の方法もありますが、ここではこの方法を利用しています。)

フィルタは「簡単なデジタルフィルタのサンプルコード」を使用しています。
あくまで実装例ですのでいい音質のものがほしい場合は、ご自身で試行錯誤いただくようお願いします。

【実装イメージ】

void Compressor(float inL[], float inR[], float outL[], float outR[], int wavelength)
{
	// inL[]、inR[]、outL[]、outR[]はそれぞれ入力信号と出力信号のバッファ(左右)
	// wavelenghtはバッファのサイズ、サンプリング周波数は44100Hzとする

	// エフェクターのパラメーター
	static float threshold = 0.3;  // 圧縮が始まる音圧。0.1～1.0程度
	static float ratio     = 2.0f; // 圧縮する割合。2.0～10.0程度
	static float volume  = 2.0f; // 最終的な音量。1.0～3.0程度

	// 内部変数
	// フィルタークラス(https://www.utsbox.com/?page_id=728 より)
	static CMyFilter envfilterL, envfilterR;   // 音圧を検知するために使うローパスフィルタ
	static CMyFilter gainfilterL, gainfilterR; // 急激な音量変化を避けるためのローパスフィルタ

	// ローパスフィルターを設定

	// カットオフ周波数が高いほど音圧変化に敏感になる。目安は10～50Hz程度
	envfilterL.LowPass(30.0f, 1.0);
	envfilterR.LowPass(30.0f, 1.0);
	// カットオフ周波数が高いほど急激な音量変化になる。目安は5～50Hz程度
	gainfilterL.LowPass(5.0f, 1.0);
	gainfilterR.LowPass(5.0f, 1.0);

	// 入力信号にエフェクトをかける
	for (int i = 0; i < wavelength; i++)
	{
		// 入力信号の絶対値をとったものをローパスフィルタにかけて音圧を検知する
		float tmpL = envfilterL.Process(abs(inL[i]));
		float tmpR = envfilterR.Process(abs(inR[i]));

		// 音圧をもとに音量(ゲイン)を調整(左)
		float gainL = 1.0f;

		if (tmpL > threshold)
		{
			// スレッショルドを超えたので音量(ゲイン)を調節(圧縮)
			gainL = threshold + (tmpL - threshold) / ratio;
		}
		// 音量(ゲイン)が急激に変化しないようローパスフィルタを通す
		gainL = gainfilterL.Process(gainL);

		// 左と同様に右も音圧をもとに音量(ゲイン)を調整
		float gainR = 1.0f;
		if (tmpR > threshold)
		{
			gainR = threshold + (tmpR - threshold) / ratio;
		}
		gainR = gainfilterR.Process(gainL);


		// 入力信号に音量(ゲイン)をかけ、さらに最終的な音量を調整し出力する
		outL[i] = volume * gainL * inL[i];
		outR[i] = volume * gainR * inR[i];
}

void Compressor(float inL[], float inR[], float outL[], float outR[], int wavelength)

{

// inL[]、inR[]、outL[]、outR[]はそれぞれ入力信号と出力信号のバッファ(左右)

// wavelenghtはバッファのサイズ、サンプリング周波数は44100Hzとする

// エフェクターのパラメーター

static float threshold = 0.3; // 圧縮が始まる音圧。0.1～1.0程度

static float ratio = 2.0f; // 圧縮する割合。2.0～10.0程度

static float volume = 2.0f; // 最終的な音量。1.0～3.0程度

// 内部変数

// フィルタークラス(https://www.utsbox.com/?page_id=728 より)

static CMyFilter envfilterL, envfilterR; // 音圧を検知するために使うローパスフィルタ

static CMyFilter gainfilterL, gainfilterR; // 急激な音量変化を避けるためのローパスフィルタ

// ローパスフィルターを設定

// カットオフ周波数が高いほど音圧変化に敏感になる。目安は10～50Hz程度

envfilterL.LowPass(30.0f, 1.0);

envfilterR.LowPass(30.0f, 1.0);

// カットオフ周波数が高いほど急激な音量変化になる。目安は5～50Hz程度

gainfilterL.LowPass(5.0f, 1.0);

gainfilterR.LowPass(5.0f, 1.0);

// 入力信号にエフェクトをかける

for (int i = 0; i < wavelength; i++)

{

// 入力信号の絶対値をとったものをローパスフィルタにかけて音圧を検知する

float tmpL = envfilterL.Process(abs(inL[i]));

float tmpR = envfilterR.Process(abs(inR[i]));

// 音圧をもとに音量(ゲイン)を調整(左)

float gainL = 1.0f;

if (tmpL > threshold)

{

// スレッショルドを超えたので音量(ゲイン)を調節(圧縮)

gainL = threshold + (tmpL - threshold) / ratio;

}

// 音量(ゲイン)が急激に変化しないようローパスフィルタを通す

gainL = gainfilterL.Process(gainL);

// 左と同様に右も音圧をもとに音量(ゲイン)を調整

float gainR = 1.0f;

if (tmpR > threshold)

{

gainR = threshold + (tmpR - threshold) / ratio;

}

gainR = gainfilterR.Process(gainL);

// 入力信号に音量(ゲイン)をかけ、さらに最終的な音量を調整し出力する

outL[i] = volume * gainL * inL[i];

outR[i] = volume * gainR * inR[i];

}

上記はあくまで実装例です。
今回は急激に音量(ゲイン)が変化しないようにローパスフィルタを使用していますが、アタックやリリースを持ったエンベロープを使用することもあります。
また、音圧検知にRMS(二乗平均平方根)を使用することもあります。

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コーラス・フランジャーの実装例

コーラス・フランジャーは入力信号に音程をずらした音を混ぜて音に厚みを持たせるエフェクターです。
コーラス・フランジャーの違いは明確になく、音程のずれの大きさで呼び方が変わります。
コーラスは音程のずれが少なく入力信号に厚みを持たせる程度のもで、フランジャーは音程のずれが大きく入力信号にジェットサウンドを加えたようなものになります。

パラメーターとして下記がよく利用されます。

パラメーター	意味	だいたいの範囲
ミックスレベル	コーラス・フランジャーのかかり具合	0～1の間
レート	揺らぎの間隔(ディレイ信号の読み込み位置を揺らす速度)	0Hz～16Hz程度
深さ	揺らぎの深さ(ディレイ信号の読み込み位置を揺らす幅)	5.0～200.0サンプル程度
フィードバック	フィードバックの効き具合	0～1の範囲

実装は入力信号に読み込み位置を周期的にずらした(揺らした)ディレイ信号を加えて出力します。
ディレイ信号の読み込み位置を周期的に揺らすことで、音程が数Hz～数十Hz程度変わります。この揺らしたディレイ信号を入力信号に加えることで音に厚みを持たせることができます。

ディレイ信号はリングバッファを使用して保存します。リングバッファは「リングバッファについて」で作成したものを使用しています。
また、読み込み位置を揺らした際、整数値にならない場合があるためサンプルとサンプルの間の位置の値を線形補間などを用いて割り出す必要があります。
線形補間の詳細は省略いたします。

あくまで実装例ですのでいい音質のものがほしい場合は、ご自身で試行錯誤いただくようお願いします。

【実装イメージ】
■線形補間の実装

// 線形補間関数
// v1とv2を割合tで線形補間する。tは0.0～1.0の範囲とする
// tが0.0の時v1の値となり、tが1.0の時v2の値となる
float lerp(float v1, float v2, float t)
{
	return (1.0f - t) * v1 + t * v2;
}

// 線形補間関数

// v1とv2を割合tで線形補間する。tは0.0～1.0の範囲とする

// tが0.0の時v1の値となり、tが1.0の時v2の値となる

float lerp(float v1, float v2, float t)

{

return (1.0f - t) * v1 + t * v2;

}

■エフェクターの実装

void delay(float inL[], float inR[], float outL[], float outR[], int wavelength)
{
	// inL[]、inR[]、outL[]、outR[]はそれぞれ入力信号と出力信号のバッファ(左右)
	// wavelenghtはバッファのサイズ、サンプリング周波数は44100Hzとする

	// エフェクターのパラメーター
	float mix = 0.3f; // コーラスのかかり具合。0.0～1.0の間
	float rate = 3.0f; // コーラスの揺らぎの間隔。0Hz～16Hz程度
	float depth = 10.0f; // コーラスの揺らぎの深さ。5.0～200.0サンプル程度
	float feedback = 0.3f; // コーラスのフィードバック量。0.0～1.0の間

	// 内部変数
	CRingBuffur ringbufL, ringbufR; // リングバッファ(https://www.utsbox.com/?p=1505 より)

	// ディレイタイムをサンプル数に変換して設定
	// depth分だけ読み込むサンプル位置が動くので、動いた際にintervalが0以下にならないようにする
	// とりあえず1000サンプル程度とする
	// (intervalはリングバッファ https://www.utsbox.com/?p=1505 参照)
	int delaysample = 1000;
	ringbufL.SetInterval(delaysample);
	ringbufR.SetInterval(delaysample);

	float theta = 0; // ディレイ読み込み位置を揺らすためのsin関数の角度 θ。初期値は0
	float speed = (2.0f * 3.14159265f * rate) / 44100.0f; // 揺らぎのスピード。角速度ωと同じ。

	// 入力信号にコーラスかける
	for (int i = 0; i < wavelength; i++)
	{
		// 角度θに角速度を加える
		theta += speed;

		// 読み込み位置を揺らす量を計算
		// sin()関数の結果にdepthを掛ける
		float a = sin(theta) * depth;

		// 読み込み位置を揺らした際の前後の整数値を取得(あとで線形補間するため)
		int p1 = (int)a;
		int p2 = a + 1;

		// 前後の整数値から読み込み位置の値を線形補間で割り出す
		float lerpL1 = lerp(ringbufL.Read(p1), ringbufL.Read(p2), a - (float)p1);
		float lerpR1 = lerp(ringbufR.Read(p1), ringbufR.Read(p2), a - (float)p1);

		// 入力信号にディレイ信号を混ぜる
		float tmpL = (1.0f - mix)*inL[i] + mix * lerpL1;
		float tmpR = (1.0f - mix)*inR[i] + mix * lerpR1;

		// ディレイ信号として入力信号とフィードバック信号をリングバッファに書き込み
		ringbufL.Write((1.0f - feedback) * inL[i] + feedback * tmpL);
		ringbufR.Write((1.0f - feedback) * inR[i] + feedback * tmpR);

		// リングバッファの状態を更新する
		ringbufL.Update();
		ringbufR.Update();

		// 出力信号に書き込む
		outL[i] = tmpL;
		outR[i] = tmpR;
	}
}

void delay(float inL[], float inR[], float outL[], float outR[], int wavelength)

{

// inL[]、inR[]、outL[]、outR[]はそれぞれ入力信号と出力信号のバッファ(左右)

// wavelenghtはバッファのサイズ、サンプリング周波数は44100Hzとする

// エフェクターのパラメーター

float mix = 0.3f; // コーラスのかかり具合。0.0～1.0の間

float rate = 3.0f; // コーラスの揺らぎの間隔。0Hz～16Hz程度

float depth = 10.0f; // コーラスの揺らぎの深さ。5.0～200.0サンプル程度

float feedback = 0.3f; // コーラスのフィードバック量。0.0～1.0の間

// 内部変数

CRingBuffur ringbufL, ringbufR; // リングバッファ(https://www.utsbox.com/?p=1505 より)

// ディレイタイムをサンプル数に変換して設定

// depth分だけ読み込むサンプル位置が動くので、動いた際にintervalが0以下にならないようにする

// とりあえず1000サンプル程度とする

// (intervalはリングバッファ https://www.utsbox.com/?p=1505 参照)

int delaysample = 1000;

ringbufL.SetInterval(delaysample);

ringbufR.SetInterval(delaysample);

float theta = 0; // ディレイ読み込み位置を揺らすためのsin関数の角度 θ。初期値は0

float speed = (2.0f * 3.14159265f * rate) / 44100.0f; // 揺らぎのスピード。角速度ωと同じ。

// 入力信号にコーラスかける

for (int i = 0; i < wavelength; i++)

{

// 角度θに角速度を加える

theta += speed;

// 読み込み位置を揺らす量を計算

// sin()関数の結果にdepthを掛ける

float a = sin(theta) * depth;

// 読み込み位置を揺らした際の前後の整数値を取得(あとで線形補間するため)

int p1 = (int)a;

int p2 = a + 1;

// 前後の整数値から読み込み位置の値を線形補間で割り出す

float lerpL1 = lerp(ringbufL.Read(p1), ringbufL.Read(p2), a - (float)p1);

float lerpR1 = lerp(ringbufR.Read(p1), ringbufR.Read(p2), a - (float)p1);

// 入力信号にディレイ信号を混ぜる

float tmpL = (1.0f - mix)*inL[i] + mix * lerpL1;

float tmpR = (1.0f - mix)*inR[i] + mix * lerpR1;

// ディレイ信号として入力信号とフィードバック信号をリングバッファに書き込み

ringbufL.Write((1.0f - feedback) * inL[i] + feedback * tmpL);

ringbufR.Write((1.0f - feedback) * inR[i] + feedback * tmpR);

// リングバッファの状態を更新する

ringbufL.Update();

ringbufR.Update();

// 出力信号に書き込む

outL[i] = tmpL;

outR[i] = tmpR;

}

上記はあくまで実装例です。
読み込み位置を揺らす関数をSin関数以外にしたり、リングバッファを複数用意することで音の揺れ方や厚みが変わります。
リングバッファに保存する信号やフィードバック信号を左右逆にしたり、フィルタをディレイ信号にかけてみるのも面白いかもしれません。

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他のエフェクター実装例はこちらにもあります。　→　エフェクターの簡単な実装例

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グラフィックイコライザーの実装例

グラフィックイコライザーとは入力音声の各周波の数帯域を増減させ、音を整えるエフェクターです。

パラメーターとしては各周波数ごとの増幅量(ゲイン)が利用されます。
各周波数の割り当ては100Hzあたりから、オクターブごとに割り当ててるものが多いです。

パラメーター	意味	だいたいの範囲
100Hzゲイン	100hz付近の増幅量	-15～15dB
200Hzゲイン	200hz付近の増幅量	-15～15dB
400Hzゲイン	400hz付近の増幅量	-15～15dB
800Hzゲイン	800hz付近の増幅量	-15～15dB
1,600Hzゲイン	1,600hz付近の増幅量	-15～15dB
3,200Hzゲイン	3,200hz付近の増幅量	-15～15dB
6,400Hzゲイン	6,400hz付近の増幅量	-15～15dB
12,800Hzゲイン	12,800hz付近の増幅量	-15～15dB

実装は入力信号をピーキングフィルタを順番に通すだけです。

【実装イメージ】

void GraphicEQ(float inL[], float inR[], float outL[], float outR[], int wavelength)
{
	// inL[]、inR[]、outL[]、outR[]はそれぞれ入力信号と出力信号のバッファ(左右)
	// wavelenghtはバッファのサイズ、サンプリング周波数は44100Hzとする

	// エフェクターのパラメーター
	static float gain100Hz   =  1.0f; // 周波数 100Hz付近のゲイン(増幅値)。-15～15dB程度
	static float gain200Hz   =  2.0f; // 周波数 200Hz付近のゲイン(増幅値)。-15～15dB程度
	static float gain400Hz   =  2.0f; // 周波数 400Hz付近のゲイン(増幅値)。-15～15dB程度
	static float gain800Hz   = -3.0f; // 周波数 800Hz付近のゲイン(増幅値)。-15～15dB程度
	static float gain1600Hz  =  0.0f; // 周波数 1,600Hz付近のゲイン(増幅値)。-15～15dB程度
	static float gain3200Hz  =  2.0f; // 周波数 3,200Hz付近のゲイン(増幅値)。-15～15dB程度
	static float gain6400Hz  =  2.0f; // 周波数 6,400Hz付近のゲイン(増幅値)。-15～15dB程度
	static float gain12800Hz =  0.0f; // 周波数12,800Hz付近のゲイン(増幅値)。-15～15dB程度

	// 内部変数
	// 各周波数用のフィルタークラス (https://www.utsbox.com/?page_id=728 より)
	static CMyFilter f100L, f200L, f400L, f800L, f1600L, f3200L, f6400L, f12800L;
	static CMyFilter f100R, f200R, f400R, f800R, f1600R, f3200R, f6400R, f12800R;

	// 各周波数を持ち上げる(ピーキング)フィルタを設定 (左分)
	f100L.Peaking(100.0f, 1.0f, gain100Hz);
	f200L.Peaking(200.0f, 1.0f, gain200Hz);
	f400L.Peaking(400.0f, 1.0f, gain400Hz);
	f800L.Peaking(800.0f, 1.0f, gain800Hz);
	f1600L.Peaking(1600.0f, 1.0f, gain1600Hz);
	f3200L.Peaking(3200.0f, 1.0f, gain3200Hz);
	f6400L.Peaking(6400.0f, 1.0f, gain6400Hz);
	f12800L.Peaking(12800.0f, 1.0f, gain12800Hz);

	// 各周波数を持ち上げる(ピーキング)フィルタを設定 (右分)
	f100R.Peaking(100.0f, 1.0f, gain100Hz);
	f200R.Peaking(200.0f, 1.0f, gain200Hz);
	f400R.Peaking(400.0f, 1.0f, gain400Hz);
	f800R.Peaking(800.0f, 1.0f, gain800Hz);
	f1600R.Peaking(1600.0f, 1.0f, gain1600Hz);
	f3200R.Peaking(3200.0f, 1.0f, gain3200Hz);
	f6400R.Peaking(6400.0f, 1.0f, gain6400Hz);
	f12800R.Peaking(12800.0f, 1.0f, gain12800Hz);

	// 入力信号と正弦波を掛け合わせる
	for (int i = 0; i < wavelength; i++)
	{
		// 入力信号にフィルタを直列にかける(左分)
		float tmpL = inL[i];
		tmpL = f100L.Process(tmpL);
		tmpL = f200L.Process(tmpL);
		tmpL = f400L.Process(tmpL);
		tmpL = f800L.Process(tmpL);
		tmpL = f1600L.Process(tmpL);
		tmpL = f3200L.Process(tmpL);
		tmpL = f6400L.Process(tmpL);
		tmpL = f12800L.Process(tmpL);

		// 入力信号にフィルタを直列にかける(右分)
		float tmpR = inR[i];
		tmpR = f100R.Process(tmpR);
		tmpR = f200R.Process(tmpR);
		tmpR = f400R.Process(tmpR);
		tmpR = f800R.Process(tmpR);
		tmpR = f1600R.Process(tmpR);
		tmpR = f3200R.Process(tmpR);
		tmpR = f6400R.Process(tmpR);
		tmpR = f12800R.Process(tmpR);

		// フィルタをかけた信号を出力する
		outL[i] = tmpL;
		outR[i] = tmpR;
	}
}

void GraphicEQ(float inL[], float inR[], float outL[], float outR[], int wavelength)

{

// inL[]、inR[]、outL[]、outR[]はそれぞれ入力信号と出力信号のバッファ(左右)

// wavelenghtはバッファのサイズ、サンプリング周波数は44100Hzとする

// エフェクターのパラメーター

static float gain100Hz = 1.0f; // 周波数 100Hz付近のゲイン(増幅値)。-15～15dB程度

static float gain200Hz = 2.0f; // 周波数 200Hz付近のゲイン(増幅値)。-15～15dB程度

static float gain400Hz = 2.0f; // 周波数 400Hz付近のゲイン(増幅値)。-15～15dB程度

static float gain800Hz = -3.0f; // 周波数 800Hz付近のゲイン(増幅値)。-15～15dB程度

static float gain1600Hz = 0.0f; // 周波数 1,600Hz付近のゲイン(増幅値)。-15～15dB程度

static float gain3200Hz = 2.0f; // 周波数 3,200Hz付近のゲイン(増幅値)。-15～15dB程度

static float gain6400Hz = 2.0f; // 周波数 6,400Hz付近のゲイン(増幅値)。-15～15dB程度

static float gain12800Hz = 0.0f; // 周波数12,800Hz付近のゲイン(増幅値)。-15～15dB程度

// 内部変数

// 各周波数用のフィルタークラス (https://www.utsbox.com/?page_id=728 より)

static CMyFilter f100L, f200L, f400L, f800L, f1600L, f3200L, f6400L, f12800L;

static CMyFilter f100R, f200R, f400R, f800R, f1600R, f3200R, f6400R, f12800R;

// 各周波数を持ち上げる(ピーキング)フィルタを設定 (左分)

f100L.Peaking(100.0f, 1.0f, gain100Hz);

f200L.Peaking(200.0f, 1.0f, gain200Hz);

f400L.Peaking(400.0f, 1.0f, gain400Hz);

f800L.Peaking(800.0f, 1.0f, gain800Hz);

f1600L.Peaking(1600.0f, 1.0f, gain1600Hz);

f3200L.Peaking(3200.0f, 1.0f, gain3200Hz);

f6400L.Peaking(6400.0f, 1.0f, gain6400Hz);

f12800L.Peaking(12800.0f, 1.0f, gain12800Hz);

// 各周波数を持ち上げる(ピーキング)フィルタを設定 (右分)

f100R.Peaking(100.0f, 1.0f, gain100Hz);

f200R.Peaking(200.0f, 1.0f, gain200Hz);

f400R.Peaking(400.0f, 1.0f, gain400Hz);

f800R.Peaking(800.0f, 1.0f, gain800Hz);

f1600R.Peaking(1600.0f, 1.0f, gain1600Hz);

f3200R.Peaking(3200.0f, 1.0f, gain3200Hz);

f6400R.Peaking(6400.0f, 1.0f, gain6400Hz);

f12800R.Peaking(12800.0f, 1.0f, gain12800Hz);

// 入力信号と正弦波を掛け合わせる

for (int i = 0; i < wavelength; i++)

{

// 入力信号にフィルタを直列にかける(左分)

float tmpL = inL[i];

tmpL = f100L.Process(tmpL);

tmpL = f200L.Process(tmpL);

tmpL = f400L.Process(tmpL);

tmpL = f800L.Process(tmpL);

tmpL = f1600L.Process(tmpL);

tmpL = f3200L.Process(tmpL);

tmpL = f6400L.Process(tmpL);

tmpL = f12800L.Process(tmpL);

// 入力信号にフィルタを直列にかける(右分)

float tmpR = inR[i];

tmpR = f100R.Process(tmpR);

tmpR = f200R.Process(tmpR);

tmpR = f400R.Process(tmpR);

tmpR = f800R.Process(tmpR);

tmpR = f1600R.Process(tmpR);

tmpR = f3200R.Process(tmpR);

tmpR = f6400R.Process(tmpR);

tmpR = f12800R.Process(tmpR);

// フィルタをかけた信号を出力する

outL[i] = tmpL;

outR[i] = tmpR;

}

上記はあくまで実装例です。

質問はコメント欄や掲示板、Twitterでいただけばとおもいます。
他のエフェクター実装例はこちらにもあります。　→　エフェクターの簡単な実装例

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ディレイの実装例

ディレイは入力信号に数ミリ秒前の信号(ディレイ信号)を混ぜて出力するエフェクターです

パラメーターとして下記がよく利用されます。

パラメーター	意味	だいたいの範囲
ディレイタイム	ディレイの時間	50ミリ秒～2秒程度
レベル	ディレイの効き具合(ディレイ信号の振幅)	0～1の間
フィードバック	フィードバックの効き具合	0～1の範囲

実装は入力信号にディレイ信号を加えて出力します。ディレイ信号はリングバッファを使用して保存します。
リングバッファは「リングバッファについて」で作成したものを使用しています。
あくまで実装例ですのでいい音質のものがほしい場合は、ご自身で試行錯誤いただくようお願いします。

【実装イメージ】

void delay(float inL[], float inR[], float outL[], float outR[], int wavelength)
{
	// inL[]、inR[]、outL[]、outR[]はそれぞれ入力信号と出力信号のバッファ(左右)
	// wavelenghtはバッファのサイズ、サンプリング周波数は44100Hzとする

	// エフェクターのパラメーター
	float time     = 250.0f; // ディレイの時間。50～2000ミリ秒程度。
	float level    = 0.3f;  // ディレイの効き具合。0～1の間。
	float feedback = 0.5f;  // フィードバック効き具合。0～1の間。

	// 内部変数
	CRingBuffur ringbufL, ringbufR; // リングバッファ(https://www.utsbox.com/?p=1505 より)

	//ディレイタイムをサンプル数に変換して設定
	int delaysample = (int)(44100.0 * time / 1000.0);
	ringbufL.SetInterval(delaysample);
	ringbufR.SetInterval(delaysample);

	// 入力信号にディレイを掛ける
	for (int i = 0; i < wavelength; i++)
	{
		float tmpL, tmpR;

		// 入力信号にディレイ信号を加える
		tmpL = inL[i] + level * ringbufL.Read();
		tmpR = inR[i] + level * ringbufR.Read();

		// ディレイ信号として入力信号と今回のディレイ信号をリングバッファに書き込み
		ringbufL.Write(inL[i] + feedback * ringbufL.Read());
		ringbufR.Write(inR[i] + feedback * ringbufR.Read());

		// リングバッファの状態を更新する
		ringbufL.Update();
		ringbufR.Update();

		// 出力信号に書き込む
		outL[i] = tmpL;
		outR[i] = tmpR;
	}
}

void delay(float inL[], float inR[], float outL[], float outR[], int wavelength)

{

// inL[]、inR[]、outL[]、outR[]はそれぞれ入力信号と出力信号のバッファ(左右)

// wavelenghtはバッファのサイズ、サンプリング周波数は44100Hzとする

// エフェクターのパラメーター

float time = 250.0f; // ディレイの時間。50～2000ミリ秒程度。

float level = 0.3f; // ディレイの効き具合。0～1の間。

float feedback = 0.5f; // フィードバック効き具合。0～1の間。

// 内部変数

CRingBuffur ringbufL, ringbufR; // リングバッファ(https://www.utsbox.com/?p=1505 より)

//ディレイタイムをサンプル数に変換して設定

int delaysample = (int)(44100.0 * time / 1000.0);

ringbufL.SetInterval(delaysample);

ringbufR.SetInterval(delaysample);

// 入力信号にディレイを掛ける

for (int i = 0; i < wavelength; i++)

{

float tmpL, tmpR;

// 入力信号にディレイ信号を加える

tmpL = inL[i] + level * ringbufL.Read();

tmpR = inR[i] + level * ringbufR.Read();

// ディレイ信号として入力信号と今回のディレイ信号をリングバッファに書き込み

ringbufL.Write(inL[i] + feedback * ringbufL.Read());

ringbufR.Write(inR[i] + feedback * ringbufR.Read());

// リングバッファの状態を更新する

ringbufL.Update();

ringbufR.Update();

// 出力信号に書き込む

outL[i] = tmpL;

outR[i] = tmpR;

}

上記はあくまで実装例です。
加えるディレイ信号やフィードバックで利用するディレイ信号を左右逆にしたり、フィルタをディレイ信号にかけてみるのも面白いかもしれません。
なお、for文の中やリアルタイム処理など音声処理中にディレイタイム(上記のtime変数)を変更するとクリップノイズのようなものが入る可能性があります。
変更時は一時的にディレイレベルを 0 にするか、ディレイタイムをゆっくり変更していく必要があります。

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リングバッファについて

リングバッファとは

ここではディレイやコーラスなどのエフェクターで利用されるリングバッファについて簡単に説明いたします。

リングバッファとはデータ確保領域が環状に配置されたエンドレスなバッファです。

リング状のバッファため通常の配列とは違って「先頭から○○番目のデータ」のような指定はできず、「読み込み位置から○○番目のデータ」と指定します。
そのため、リングバッファは内部的に読み取りと書き込みを行うバッファの位置の情報を持ちます。この読み取り位置・書き込み位置を動かす(進める)ことで必要なデータの読み取り・書き込みをします。

【リングバッファのイメージ】

実装に当たっては下記の図のように、1次元のバッファを用意し、読み取り位置や書き込み位置がバッファの大きさを超えるとバッファ先頭へ戻るという処理を行えば実装できます。
もっと見る

エフェクターの簡単な実装例 – ピッチシフター

ピッチシフターの実装例

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コンプレッサーの実装例

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コーラス・フランジャーの実装例

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エフェクターの簡単な実装例 – ディレイ

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