リサンプリングフィルターにおける「リンギング現象」とは？

オーディオや画像などのデジタル信号を扱う際に、サンプリングレートを変更（リサンプリング） することはよくあります。しかしその過程で、思わぬ副作用である 「リンギング現象」 が発生することがあります。

この記事では、リンギングがなぜ起きるのか、それがどのような影響を与えるのか、またその対策について解説します。

リンギング現象とは？

リンギングとは、信号の急激な変化部分に現れる不自然な振動のことです。

• オーディオでは、高周波のノイズやエコーのように聞こえることがあります。

• 画像では、文字や線の周りに細い縞や影のような輪郭として現れます。

要するに、存在しないはずの"余韻"や"縁取り"が人工的に生まれる現象です。

なぜリンギングが発生するのか？

リサンプリングでは、**ローパスフィルター（低域通過フィルター）**を用いて、高周波成分を取り除き、**エイリアシング（折り返し歪み）**を防ぎます。

理想的なローパスフィルターは、理論上では sinc関数（sin(x)/x） です。しかしこの関数には以下の特徴があります：

• 無限に続く振動

• 現実世界では正確に実装できない

• 実装時には**ウィンドウ処理（切り捨て）**して使用する

このウィンドウ処理によって、振動が完全には止まらずリンギングが発生してしまうのです。

オーディオでのリンギング例

以下のような場面でリンギングが目立ちます：

• ドラムなどの強いアタック音

• 高解像度の音源をアップサンプリングした場合

• 静かなパートでの不自然な高周波ノイズ

リンギングを抑える方法

リンギングは完全には回避できませんが、以下のような方法で大きく軽減できます：

方法	説明
フィルター長を短くする	リンギングが減るが、高域成分の損失が生じやすい
ウィンドウ関数を工夫する	Blackman、Hann、Hamming、Kaiserなどを活用
最小位相フィルターを使用する	リンギングを片側（主に後ろ）に限定する
オーバーサンプリング	高いレートで処理してからダウンサンプリングする
フィルター選択機能の提供	ユーザーが好みに応じて選べるようにする

リンギングは、sincベースのフィルターが持つ数学的な宿命です。しかし、フィルター設計やユーザー選択の工夫によって、実際の影響は大きく抑えることが可能です。

高音質オーディオや細かい画像処理を行う場合は、フィルターの選定が品質を左右する大事なポイントとなります。

Pine Player Proのような高機能プレイヤーでは、リンギング対策として複数のリサンプリングフィルターを搭載しています。ぜひ好みに合った音質を探してみてください。

OSF（オーバーサンプリングフィルター）は最適なフィルターアルゴリズムが自動で設定され、常にベストな状態で再生されます。ただし、特定の曲に対して個別に設定を変更したい場合は、**CSF（カスタムサンプリングフィルター）**を選択し、以下のオプションを使用して調整してみてください。

リサンプリングの品質やリンギングの制御は、主に次のオプションで調整できます

オプション	説明	リンギングへの影響
Filter Size	フィルターのサイズ（タップ数）を設定	サイズが大きいほど高音質になるが、リンギングが増加する可能性あり
Phase Shift	フィルターの位相段階数（4～30）	低い値は最小位相効果でリンギングを抑制、高い値は周波数応答が高精度になるがリンギングの可能性増加
Cutoff	カットオフ周波数の比率（0.0～1.0）	小さい値に設定するとエイリアスを抑え、リンギングも軽減される
Precision	内部計算の精度（デフォルト：16）	精度を高くすると、よりクリアな音質を実現
filter_size	（libsoxr専用）soxr フィルターのサイズを設定	リンギングの抑制に影響する
Filter Type	フィルターの種類を指定	デフォルトではKaiserが推奨されるが、リンギングを減らすにはLanczosやBlackman Nuttallも有効