Peak Filter tiene clics y pops

Question

OSStatus MusicPlayerCallback ( 
         void *      inRefCon, 
         AudioUnitRenderActionFlags * ioActionFlags, 
         const AudioTimeStamp *   inTimeStamp, 
         UInt32      inBusNumber, 
         UInt32      inNumberFrames, 
         AudioBufferList *   ioData) { 


MusicPlaybackState *musicPlaybackState = (MusicPlaybackState*) inRefCon; 

double sampleinp; 

double A,omega,sn,cs,alpha,Bandwidth; 

double dbGain; 

double a0,a1,a2,b0,b1,b2; 

dbGain = 1.0; 

A=pow(10.0,dbGain/40.0); 

Bandwidth = 2.0; 

omega=2 * M_PI * 800.0/44100.0; 

sn=sin(omega); 

cs=cos(omega); 

alpha=sn*sinh(((M_LN2/2)*Bandwidth*omega)/sn); 


//Peak Filter Biquad 

b0 =1.0 + alpha * A; 

b1 = (-2.0 * cs); 

b2 = 1.0 - alpha * A; 

a0 = 1.0 + (alpha /A); 

a1 = -2.0 * cs; 

a2 = 1.0 - (alpha /A); 



double b0a0, b1a0, b2a0, a1a0, a2a0; 

double static x1; 

double static x2; 

double static y1; 

double static y2; 


b0a0=b0/a0; 

b1a0=b1/a0; 

b2a0=b2/a0; 

a1a0=a1/a0; 

a2a0=a2/a0; 


for (int i = 0 ; i < ioData->mNumberBuffers; i++){ 


    AudioBuffer buffer = ioData->mBuffers[i]; 
    AudioSampleType *outSample = buffer.mData; 

    for (int j = 0; j < inNumberFrames*2; j++){ 

    sampleinp = *musicPlaybackState->samplePtr++; 

    outSample[j] = b0a0 * sampleinp + 
    b1a0 * x1 + 
    b2a0 * x2 - 
    a1a0 * y1 - 
    a2a0 * y2; 


    x2=x1; 
    x1=sampleinp; 

    y2=y1; 
    y1=outSample[j]; 

    }} 





return noErr; 
} 

Having Clicks/pop problems. Alguien POR FAVOR AYUDE ... No sé lo que estoy haciendo mal. Esto está en Xcode usando C en Objective-C. Intenté hacer el Coeff Global y Static, pero no tuve suerte. El archivo de audio que está usando es .caf. Intenté .wav pero todavía no es bueno ...

Gracias, perdón por el grito general de ayuda. Soy nuevo en este sitio. Estoy tratando de agregar un filtro de Pico en mi aplicación, pero cada vez que uso un control deslizante o simplemente dejo la ganancia en 1 recibo pops y clics. Parece que todo está allí y funciona correctamente en cuanto a la celebración de las muestras anteriores, etc. También obtengo algún tipo de fase al cambiar la frecuencia o el ancho de banda. Estoy tan confundido de haber estado estudiando DSP durante algunos meses, creo que es algo con Objective-C y un error de usuario. Parece que se va cuando se cambia la muestra a un SInt32, pero el canal izquierdo desaparece al cambiar la frecuencia.

Dsp.h

typedef struct { 

    void* audioData; 

    UInt32 audioDataByteCount; 

    SInt16 *samplePtr; 

} MusicPlaybackState; 

Answer 1

Según la respuesta de hotpaw2, aquí está la trama de respuesta de su filtro:

from pylab import * 
import scipy.signal as signal 

def biquad_peak(omega, gain_db, bandwidth): 
    sn = sin(omega) 
    cs = cos(omega) 
    alpha = sn * sinh(log(2)/2 * bandwidth * omega/sn) 
    gain_sqrt = 10.0 ** (gain_db/40.0) 

    # feed-forward coefficients 
    b0 = 1.0 + alpha * gain_sqrt 
    b1 = -2.0 * cs 
    b2 = 1.0 - alpha * gain_sqrt 
    # feedback coefficients 
    a0 = 1.0 + (alpha/gain_sqrt) 
    a1 = -2.0 * cs 
    a2 = 1.0 - (alpha/gain_sqrt) 
    # normalize by a0 
    B = array([b0, b1, b2])/a0 
    A = array([a0, a1, a2])/a0 
    return B, A 

omega = 2 * pi * 800.0/44100.0 
gain_db = 1.0 
bandwidth = 2.0 

B, A = biquad_peak(omega, gain_db, bandwidth) 
w, H = signal.freqz(B, A) 
f = w/pi * 22050.0 
plot(f, abs(H), 'r') 
gain = 10.0 ** (gain_db/20.0) 
print "Gain:", gain 
plot(f, gain*ones(len(f)), 'b--'); grid() 

La ganancia de pico se establece en 1,1220184543 (es decir, 1 dB). Se puede ver cómo el filtro hace que la mayor parte de la gama audible para tener una ganancia mayor que 1.

Edición 2: Si se trata de un ecualizador ajustable, entonces le toca al usuario para ajustar la ganancia que evita la distorsión. Además, dudo que el problema extremo que describes sea causado por una leve ganancia de 1 dB en una banda estrecha para una pista de audio típica. Creo que es porque tu audio tiene datos estéreo intercalados. Cada uno de estos canales debe filtrarse por separado. Me he tomado una grieta en la modificación de su bucle anidado para lograr esto:

a0 = 1.0 + alpha/A; 
a1 = -2.0 * cs/a0;  
a2 = (1.0 - alpha/A)/a0; 
b0 = (1.0 + alpha * A)/a0; 
b1 = -2.0 * cs/a0; 
b2 = (1.0 - alpha * A)/a0; 

double static x11, x12, x21, x22; 
double static y11, y12, y21, y22; 
double x0, y0; 

for (int i = 0; i < ioData->mNumberBuffers; i++) { 

    AudioBuffer buffer = ioData->mBuffers[i]; 
    AudioSampleType *outSample = buffer.mData; 

    for (int j = 0; j < inNumberFrames*2; j++) { 

     /* x0 is in the range of SInt16: -32768 to 32767 */ 

     x0 = *musicPlaybackState->samplePtr++; 

     y0 = b0 * x0 + 
      b1 * x11 + 
      b2 * x12 - 
      a1 * y11 - 
      a2 * y12; 

     outSample[j] = fmax(fmin(y0, 32767.0), -32768.0); 

     x12 = x11; 
     x11 = x0; 
     y12 = y11; 
     y11 = y0 
     j++;   

     x0 = *musicPlaybackState->samplePtr++; 

     y0 = b0 * x0 + 
       b1 * x21 + 
       b2 * x22 - 
       a1 * y21 - 
       a2 * y22; 

     outSample[j] = fmax(fmin(y0, 32767.0), -32768.0); 

     x22 = x21; 
     x21 = x0;   
     y22 = y21; 
     y21 = y0; 
    } 
} 

Answer 2

parece que estás usando la receta de libro de cocina biquad RBJ.

Un filtro de pico Biquad con una ganancia promedio de 1.0 tiene una ganancia superior a 1.0 en ciertas frecuencias. Si no quiere clipping, debe usar una ganancia de menos de 1.0, o usar un atenuador o AGC en la entrada para que el aumento de frecuencia de pico nunca llegue a un nivel que recorte.

Es un problema sin un AGC, ya que algunos clientes esperan un filtro pico o intensificador de graves para hacer las cosas más ruidosas, y hay que atenuar el nivel promedio para reducir completamente la saturación en la frecuencia de pico.

Answer 3

una cuestión importante es que el estado del filtro debe ser almacenado dentro del estado refcon (por lo menos, que es el mejor lugar obvio en los casos típicos).

Sin eso, su filtro se reconstruye e inicializa en cada invocación de la devolución de llamada, lo que significa que el estado no se conservará correctamente y tendrá problemas técnicos en los límites de cada devolución de llamada que no sea la primera.

Answer 4

Además de las excelentes respuestas que ya se han dado, voy a añadir una palabra general de consejos - usted debe factorizar y desacople su rutina de filtro de la devolución de llamada (es decir, que sea una función separada sin dependencias en su código iOS). De esta forma, puede ponerlo en un arnés de prueba y depurarlo más fácilmente (en un contexto no en tiempo real), separado de cualquier problema específico de iOS que pueda complicar las cosas.