带浮动缓冲器AudioUnit的FFT输出

Question

我的vDSP_zrip和AudioUnit使用和配置有问题.实际上我配置了AudioUnit来将打包数据保存为float.我创建一个循环缓冲区,当这个缓冲区已满时,我计算一个fft.我有结果,但我不明白为什么fft输出不好(参见图)

AudioUnit配置:

// describe format
AudioStreamBasicDescription audioFormat;
audioFormat.mSampleRate       = 44100;
audioFormat.mFormatID         = kAudioFormatLinearPCM;
audioFormat.mFormatFlags      = kAudioFormatFlagsNativeEndian|kAudioFormatFlagIsPacked|kAudioFormatFlagIsFloat|kAudioFormatFlagIsNonInterleaved;
audioFormat.mFramesPerPacket  = 1;
audioFormat.mChannelsPerFrame = 1; // mono
audioFormat.mBitsPerChannel   = sizeof(float) * 8;
audioFormat.mBytesPerFrame    = audioFormat.mChannelsPerFrame * sizeof(float);
audioFormat.mBytesPerPacket   = audioFormat.mFramesPerPacket * audioFormat.mBytesPerFrame;

循环缓冲区:

_audioSample = new AudioSample(8192, 44100);
// in recording callback :
for(int i = 0; i < bufferList.mNumberBuffers; ++i)
{
    if(!status)
    {
        if(_sample->needData())
            _sample->put((float*)bufferList.mBuffers[i].mData,
                    bufferList.mBuffers[i].mDataByteSize);
        [...]
    }
}

vDSP电话:

  // get a split complex vector (real signal divided into an even-odd config
  vDSP_ctoz((COMPLEX *)sample.get(), 2, &_complex, 1, _fftsize);
  vDSP_fft_zrip(_fftsetup, &_complex, 1, _log2n, kFFTDirection_Forward);
  // scale (from vDSP reference)
  float scale = 1.0 / (2.0 * _samples);
  vDSP_vsmul(_complex.realp, 1, &scale, _complex.realp, 1, _fftsize);
  vDSP_vsmul(_complex.imagp, 1, &scale, _complex.imagp, 1, _fftsize);
  _complex.imagp[0] = 0.0;

哪里 _fftsize = _audioSample.capacity()/2

Answer 1

你的输出看起来很合理,所以我将把你的问题解释为"如何清理这些结果？"

1)你可能正在使用矩形窗口

这意味着您没有进行任何窗口操作,这会在结果中引入一些噪音.vDSP附带了一些执行窗口的功能,您可以像这样使用:

// N = number of samples in your buffer
int N = _audioSample.capacity();

// allocate space for a hamming window
float * hammingWindow = (float *) malloc(sizeof(float) * N);

// generate the window values and store them in the hamming window buffer
vDSP_hamm_window(hammingWindow, N, 0);

然后,无论何时您要进行FFT,都要先将样品放样(例如,在vDSP_ctoz调用之前执行此操作):

 vDSP_vmul(sample.get(), 1, hammingWindow, 1, sample.get(), 1, N);

2)您可能希望对结果运行幅度函数

这将为您提供类似于您在标准FFT条形图音乐可视化器中看到的结果.在FFT 之后执行此操作:

vDSP_zvmags(&_complex, 1, &_complex.realp, 1, _fftsize);

之后,_complex.realp将是一个浮点值数组,表示每个FFT bin的大小.