如何使用 PortAudio 将交错缓冲区解析为不同的多通道缓冲区

Question

希望你能帮助我:)

我正在尝试使用 PortAudio 库从多声道 ASIO 设备获取音频数据。一切正常：我设法将默认主机 API 设置为 ASIO，并且我还设法 select 4 个特定通道作为输入。然后，我得到一个听起来正确的交错音频流，但我想分别获取每个通道数据。

PortAudio 允许进行非交错录音，但我不知道如何编写或修改我的 RecordCallBack 和多缓冲区指针（每个通道一个缓冲区）。当然我已经尝试过... :(

如果有人知道如何处理这个问题，那将对我有很大帮助。

原始的 RecordCallBack 函数取自一个众所周知的立体声示例（稍作修改以管理 4 个通道而不是 2 个），但它管理单个交错缓冲区：

static int recordCallback( const void *inputBuffer, void *outputBuffer,
                       unsigned long framesPerBuffer,
                       const PaStreamCallbackTimeInfo* timeInfo,
                       PaStreamCallbackFlags statusFlags,
                       void *userData )
{
paTestData *data = (paTestData*)userData;
const short *rptr = (const short*)inputBuffer;
short *wptr = &data->recordedSamples[data->frameIndex * NUM_CHANNELS_I];
long framesToCalc;
long i;
int finished;
unsigned long framesLeft = data->maxFrameIndex - data->frameIndex;

(void) outputBuffer; /* Prevent unused variable warnings. */
(void) timeInfo;
(void) statusFlags;
(void) userData;

if( framesLeft < framesPerBuffer )
{
    framesToCalc = framesLeft;
    finished = paComplete;
}
else
{
    framesToCalc = framesPerBuffer;
    finished = paContinue;
}

if( inputBuffer == NULL )
{
    for( i=0; i<framesToCalc; i++ )
    {
        *wptr++ = SAMPLE_SILENCE;  /* ch1*/
        if( NUM_CHANNELS_I == 4 ){
            *wptr++ = SAMPLE_SILENCE;/* ch2*/
            *wptr++ = SAMPLE_SILENCE;/* ch3*/
            *wptr++ = SAMPLE_SILENCE;}  /* ch4*/
    }
}
else
{
    for( i=0; i<framesToCalc; i++ )
    {
        *wptr++ = *rptr++;  /* ch1*/
        if( NUM_CHANNELS_I == 4 ){ 
            *wptr++ = *rptr++;/* ch2*/
            *wptr++ = *rptr++;/* ch3*/
            *wptr++ = *rptr++;}  /* ch4*/
    }
}
data->frameIndex += framesToCalc;

return finished;
}

*inputbuffer 指针声明为：

PaStream* stream;

并调用 Open_Stream 函数：

err = Pa_OpenStream(
          &stream,
          NULL, /* no input */
          &outputParameters,
          SAMPLE_RATE,
          FRAMES_PER_BUFFER,
          paClipOff,      /* we won't output out of range samples so don't bother clipping them */
          playCallback,
          &data );

Answer 1

Interleaved 只是意味着每个通道的字节彼此跟随，如：

aabbccddeeaabbccddeeaabbccddee (each character represents one byte)

其中此输入缓冲区包含 5 个通道中每个通道的两个字节（16 位）：a、b、c、d 和 e，因为它在通道集中重复 3 次，相当于每个通道 3 个样本。 .. 所以知道输入是交错的，它可以被提取到每个通道一个单独的输出通道缓冲区中，但是在你的代码中你只有一个输出缓冲区，正如你所说，这是由于必要的回调签名......一种方法是将每个输出通道写入单个输出缓冲区，每个通道由不同的偏移量分隔，因此输出将是

aaaaaabbbbbbccccccddddddeeeeee

然后在回调之外提取每个通道，每个通道也使用相同的偏移量

首先，您需要获得给定输出缓冲区的大小，比如 X、通道数 Y 和每个样本每个通道的字节数 Z。因此全局通道偏移量将为

size_offset = X / (Y * Z) # assure this is an integer 
                          # if its a fraction then error in assumptions

因此，在回调内部和外部寻址输出缓冲区时，我们使用此偏移量和我们所在通道的知识，W（值 0、1、2、3，...），以及哪个样本 K :

index_output_buffer = K + (W * size_offset)     # 1st byte of sample pair

现在使用 index_output_buffer ... 然后计算后续索引：

index_output_buffer = K + (W * size_offset) + 1 # 2nd byte of sample pair

并使用它...您可以将给定样本的以上两个命令放入循环中，使用 Z 来控制迭代次数，如果 Z 发生变化但以上假设样本是两个字节

Answer 2

感谢斯科特的帮助。解决方案就在我眼前，我终于不用再使用样本偏移了。我没有为您提供有关代码的足够信息，因此您的方法非常好，但代码本身提供了一种更简单的方法：

数据存储在一个结构中：

typedef struct
{
int          frameIndex;  /* Index into sample array. */
int          maxFrameIndex;
short       *recordedSamples;
}
paTestData;

我修改为：

typedef struct
{
int          frameIndex;  /* Index into sample array. */
int          maxFrameIndex;
short       *recordedSamples;
short       * recordedSamples2; //ch2
short       * recordedSamples3; //ch3
short       *recordedSamples4; //ch4
}
paTestData;

然后我只需要在内存中分配这个变量并修改 recordCallback 函数如下：

static int recordCallback( const void *inputBuffer, void *outputBuffer,
                       unsigned long framesPerBuffer,
                       const PaStreamCallbackTimeInfo* timeInfo,
                       PaStreamCallbackFlags statusFlags,
                       void *userData )
 {
 paTestData *data = (paTestData*)userData;
 const short *rptr = (const short*)inputBuffer;

short *wptr = &data->recordedSamples[data->frameIndex];
short *wptr2=&data->recordedSamples2[data->frameIndex];
short *wptr3=&data->recordedSamples3[data->frameIndex];
short *wptr4=&data->recordedSamples4[data->frameIndex];
long framesToCalc;
long i;
int finished;
unsigned long framesLeft = data->maxFrameIndex - data->frameIndex;

(void) outputBuffer; /* Prevent unused variable warnings. */
(void) timeInfo;
(void) statusFlags;
(void) userData;

if( framesLeft < framesPerBuffer )
{
    framesToCalc = framesLeft;
    finished = paComplete;
}
else
{
    framesToCalc = framesPerBuffer;
    finished = paContinue;
}

if( inputBuffer == NULL )
{
    for( i=0; i<framesToCalc; i++ )
    {
        *wptr++ = SAMPLE_SILENCE;  //ch1
        if( NUM_CHANNELS_I == 4 ){
            *wptr2++ = SAMPLE_SILENCE;//ch2
            *wptr3 ++= SAMPLE_SILENCE;//ch3
            *wptr4++ = SAMPLE_SILENCE;}  //ch4
    }
}
else
{
    for( i=0; i<framesToCalc; i++ )
    {
        *wptr++ = *rptr++;  //ch1
        if( NUM_CHANNELS_I == 4 ){ 
            *wptr2++ = *rptr++;//ch2
            *wptr3++ = *rptr++;//ch3
            *wptr4 ++= *rptr++;}  //ch4
    }
}
data->frameIndex += framesToCalc;

return finished;
}

希望这可以帮助其他人。再次感谢斯科特

如何使用 PortAudio 将交错缓冲区解析为不同的多通道缓冲区

How to parse interleaved buffer into distinct multiple channel buffers with PortAudio

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