是否可以在iPhone上實時移相音頻?iPhone音頻相移
我有一個簡單的應用程序設置,實時輸出麥克風的音頻。我試圖做的是處理這個音頻,即做相移。
我正確的唯一方法就是採取我的樣本空間,做一個FFT,相移,然後逆fft?
我知道vDSP庫,但它看起來像一個簡單的任務太多的開銷。
更新:我有一個來自Elec Eng的DSP基礎,是的,我真的想做一個相位轉換。我不需要進行頻率轉換或過濾,他們是我將在稍後實施的單獨過程。
是否可以在iPhone上實時移相音頻?iPhone音頻相移
我有一個簡單的應用程序設置,實時輸出麥克風的音頻。我試圖做的是處理這個音頻,即做相移。
我正確的唯一方法就是採取我的樣本空間,做一個FFT,相移,然後逆fft?
我知道vDSP庫,但它看起來像一個簡單的任務太多的開銷。
更新:我有一個來自Elec Eng的DSP基礎,是的,我真的想做一個相位轉換。我不需要進行頻率轉換或過濾,他們是我將在稍後實施的單獨過程。
是的,這是一種方法。
此示例C代碼表示它:
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#ifndef M_PI
#define M_PI 3.14159265358979324
#endif
typedef struct
{
double x, y;
} tComplex;
tComplex complexAdd(const tComplex* a, const tComplex* b)
{
tComplex c;
c.x = a->x + b->x;
c.y = a->y + b->y;
return c;
}
tComplex complexMul(const tComplex* a, const tComplex* b)
{
tComplex c;
c.x = a->x * b->x - a->y * b->y;
c.y = a->x * b->y + a->y * b->x;
return c;
}
void dft(tComplex out[], const tComplex in[], size_t n, int direction)
{
size_t k, i;
for (k = 0; k < n; k++)
{
tComplex r = { 0, 0 }, e;
for (i = 0; i < n; i++)
{
e.x = cos(-2 * direction * M_PI/n * ((double)k - n/2) * ((double)i - n/2));
e.y = sin(-2 * direction * M_PI/n * ((double)k - n/2) * ((double)i - n/2));
e = complexMul(&e, &in[i]);
r = complexAdd(&r, &e);
}
out[k] = r;
}
}
double maxAbs(const tComplex in[], size_t n)
{
double m = 0;
while (n--)
{
double a = hypot(in->x, in->y);
if (m < a) m = a;
in++;
}
return m;
}
#define SAMPLE_CNT 32
#define SAMPLE_SHIFT 3
int main(void)
{
tComplex signalIn[SAMPLE_CNT];
tComplex signalOut[SAMPLE_CNT];
tComplex tmp[SAMPLE_CNT];
int i;
// signalIn[] = square pulse
for (i = 0; i < SAMPLE_CNT; i++)
{
signalIn[i].x = ((i - SAMPLE_CNT/2) >= 0) * ((i - SAMPLE_CNT/2) < SAMPLE_CNT/4);
signalIn[i].y = 0;
}
// tmp[] = DFT{signalIn[]}
dft(tmp, signalIn, SAMPLE_CNT, 1);
// tmp[] = DFT{signalIn[]} * exp(j * 2 * PI * f * TimeShift)
for (i = 0; i < SAMPLE_CNT; i++)
{
tComplex e;
e.x = cos(2 * M_PI * (i - SAMPLE_CNT/2) * SAMPLE_SHIFT/SAMPLE_CNT);
e.y = -sin(2 * M_PI * (i - SAMPLE_CNT/2) * SAMPLE_SHIFT/SAMPLE_CNT);
tmp[i] = complexMul(&tmp[i], &e);
}
// signalOut[] = IDFT{tmp[]}
dft(signalOut, tmp, SAMPLE_CNT, -1);
printf(" Re{In[]} . Im{In[]} |"
" |DFT{In[]}| |"
" Re{Out[]} . Im{Out[]}\n");
for (i = 0; i < SAMPLE_CNT; i++)
{
int j, s;
s = signalIn[i].x/maxAbs(signalIn, SAMPLE_CNT) * 8 + .5;
for (j = -8; j <= 8; j++) printf("%c", " *"[s == j]);
printf(".");
s = signalIn[i].y/maxAbs(signalIn, SAMPLE_CNT) * 8 + .5;
for (j = -8; j <= 8; j++) printf("%c", " *"[s == j]);
printf("|");
s = hypot(tmp[i].x, tmp[i].y)/maxAbs(tmp, SAMPLE_CNT) * 8;
for (j = -8; j <= 8; j++) printf("%c", " *"[s == j]);
printf("|");
s = signalOut[i].x/maxAbs(signalOut, SAMPLE_CNT) * 8 + .5;
for (j = -8; j <= 8; j++) printf("%c", " *"[s == j]);
printf(".");
s = signalOut[i].y/maxAbs(signalOut, SAMPLE_CNT) * 8 + .5;
for (j = -8; j <= 8; j++) printf("%c", " *"[s == j]);
printf("\n");
}
return 0;
}
輸出:
Re{In[]} . Im{In[]} | |DFT{In[]}| | Re{Out[]} . Im{Out[]}
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可以看到,輸出是由SAMPLE_SHIFT
樣品(3,在這裏)在時間上偏移的輸入的複製品。
您也可以將SAMPLE_SHIFT
更改爲非整數值,從而得到一個小數的樣本。
輸出,用於SAMPLE_SHIFT
= 2.5:
Re{In[]} . Im{In[]} | |DFT{In[]}| | Re{Out[]} . Im{Out[]}
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你想做什麼應該對應的輸出是一個內核輸入的摺疊積分。它可以作爲脈衝輸入的輸出。如果您能找到它,請使用適當的數字積分方法進行摺疊積分。這意味着只需要完成一次,剩下的工作應該連續完成,以便連續輸出。
謝謝Per Arve。我在DSP中有一個基礎,是的,我確實想要做一個實時的相移(或儘可能接近)。除此之外,我也將進行過濾。 – Colin 2012-08-01 19:10:59
是否可以在iPhone上實時移相音頻?
嗯,是的,但這可能不是你真正想要做的。 (見TJD的評論)
我有一個簡單的應用程序設置,實時輸出麥克風的音頻。我試圖做的是處理這個音頻,即做相移。
處理音頻與進行相移並不是同義的。也許你想「過濾」?
我正確的唯一方法是採取我的樣本空間,做FFT,相移,然後逆fft?
假設你想要做的是過濾音頻,然後不,我不推薦FFT。您將面臨許多問題,如窗口,重疊/添加和性能。 FFT不是設計濾波器的好方法。
我知道vDSP庫,但它似乎是一個簡單的任務太多的開銷。
我從來沒有使用vDSP,但從快速檢查看,它看起來不像過濾的正確解決方案。正確的解決方案更可能使用簡單的雙二次函數。你可以在這裏讀到他們:
http://en.wikipedia.org/wiki/Digital_biquad_filter
,並有一個很好的「食譜」爲他們在這裏:
謝謝比約恩。我在DSP中有一個基礎,是的,我確實想要做一個實時的相移(或儘可能接近)。除此之外,我也將進行過濾。 – Colin 2012-08-01 19:10:31
也許你有一個全通濾波器?我上面所說的一切都適用於此。 – 2012-08-01 22:27:34
應該可以做各種真實的音頻處理時間在iOS設備上。有足夠的處理能力。
也許你可以更詳細地描述你想要做什麼樣的相移。 「唯一」的方式是使用FFT,但這可能是最好的方式,至少在性能和電池壽命方面並不是絕對正確的。
當你說vDSP似乎有太多開銷時,你是指處理器性能還是工程量?我同意,vDSP有一些不希望的工程努力,主要是由於傳統接口需要真實數據(例如輸入信號)重新排列成偶數分割。但是,其他方面(例如FFT數據的設置)是必需的;他們被FFT的性質所強制。
vDSP例程的計算性能應該非常好。如果遇到困難,無論是處理器性能還是工程設計,請致電report bugs(或功能請求)。
我與其他同意,一個(實時向前)相移不需要DSP,因爲它只是在音頻樣本的時移。當然,實時逆向移相需要比DSP更多的努力,因爲它需要時間旅行。
另一方面,我需要一個簡單的快速方法來執行iphone麥克風音頻樣本的固定頻率轉換。實際上有幾個頻率位移,例如1Hz增量或其左右。任何人都知道在iPhone上執行該任務的快捷方式?
你是指頻移?相移是毫無意義和瑣碎的。這只是原版的延遲版本。 – TJD 2012-07-31 21:38:04
是的,我想要相移。 – Colin 2012-08-01 19:12:37
如果您只想執行相移,則根本不需要任何DSP,因爲這只是輸入的時間延遲。只需讀取音頻數據並輸出即可 - 這會爲您帶來相位轉換。 – duskwuff 2012-08-08 17:33:40