【问题标题】:Audio Processing with Accelerate and vDSP_desamp()使用 Accelerate 和 vDSP_desamp() 进行音频处理
【发布时间】:2023-03-20 06:00:01
【问题描述】:

我对 vdsp 框架完全陌生,我正在尝试通过构建来学习。我的目标是通过以下方式处理信号:

  1. 100 阶带通 FIR
  2. 按因子下采样:2

据我从 Apple 的文档中了解到,函数 vDSP_desamp() 是我正在寻找的(它可以同时执行这两个步骤,对吗?)

我该如何正确使用它?

以下是我的想法: 给定一个AudioBufferList *audio 和一个长度为[101] 的滤波器系数数组filterCoeffs

vDSP_desamp((float*)audio->mBuffers[0].mData, 2, &filterCoeffs, (float*)audio->mBuffers[0].mData, frames, 101);

这是对方法的正确使用吗? 我是否需要为此过程实现循环缓冲区? 非常欢迎任何指向要阅读的内容的指导/方向/指针。 谢谢

【问题讨论】:

    标签: ios audio vdsp


    【解决方案1】:

    阅读文档,vDSP_desamp() 确实是一个复合抽取和 FIR 操作。两者一起做是一个好主意,因为它减少了内存访问,并且有消除大量计算的空间。

    这里的假设是 FIR 滤波器已经用(P-1)/2 群延迟重铸。这样做的结果是要计算C(n),函数需要访问A(n*I+p)

    在哪里(使用文档的术语):

    `A[0..x-1]`: input sample array
    `C[0..n-1]`: output sample array
    `P`: number of filter coefficients
    `I`: Decimation factor
    

    很明显,如果您将 CoreAudio 缓冲区传递给此缓冲区,它将在缓冲区末尾运行 200 个输入样本。最好的情况是产生 100 个垃圾样本,最坏的情况是 SIGSEGV

    所以,简单的答案是否定的。你不能单独使用vDSP_desamp()

    您的选择是:

    • 将需要的样本组装到缓冲区中,然后调用 vDSP_desamp() 以获取 N 输出样本。这涉及从两个 CoreAudio 缓冲区复制样本。如果您担心延迟,您可以重铸 FIR 以使用 100 个之前的样本,或者,它们可能来自下一个缓冲区。

    • 尽可能使用vDSP_desamp(),并计算过滤器覆盖两个缓冲区时更复杂的情况。

    • 两次调用 vDSP_desamp() - 一次使用简单的情况,另一次使用组装的输入缓冲区,其中样本包装相邻的 CoreAudio 缓冲区

    我不明白如何使用循环缓冲区来解决这个问题:你仍然有缓冲区换行的情况来处理,并且仍然需要将所有样本复制到其中。

    哪个更快取决于 CoreAudio 提供的音频缓冲区的大小。我的直觉是,对于小缓冲区和小过滤器长度,vDSP_desamp() 可能不值得,但您需要进行测量以确定。

    当我过去在 iOS 上实现这种东西时,我发现了一个 手动抽取和过滤操作在总体方案中是相当微不足道的,并且没有费心进一步优化。

    【讨论】:

    • 感谢您的澄清!我想我也会选择手卷解决方案。
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