将 24 位 USB 音频流转换为 32 位流

Question

我正在尝试将 24 位 USB 音频流转换为 32 位流，以便我的微控制器的外围设备可以愉快地播放流（它只能像大多数 mcus 一样处理 16 或 32 位数据...）。

以下代码是我从 mcu 公司获得的...没有按预期工作，我最终得到了非常失真的音频。

// Function takes usb stream and processes the data for our peripherals
// @data         - usb stream data
// @byte_count   - size of stream 
void process_usb_stream(uint8_t *data, uint16_t byte_count) {
     // Etc code that gets buffers ready to read the stream...
     // Conversion here!
     int32_t *buffer;
     int sample_count = 0;
     for (int i = 0; i < byte_count; i += 3) {
         buffer[sample_count++] = data[i] | data[i+1] << 8 | data[i+2] << 16;
     }
     // Send buffer to peripherals for them to use...
}

任何将数据从 24 位流转换为 32 位流的帮助都将非常棒！这方面的工作对我来说很辛苦:(

Answer 1

这是 DSP 的东西，如果 post 这个问题 http://dsp.stackexchange.com

在 DSP 中，改变位深度的过程称为缩放

16 位分辨率有 65536 个值
24位分辨率有16777216 可能的值
32 位有 4294967296 个值所以因子是 256

根据https://electronics.stackexchange.com/questions/229268/what-is-name-of-process-used-to-change-sample-bit-depth/229271 从 24 位减少到 16 位称为缩小并通过将每个值除以 256 来完成。

这可以通过将每一位按位移动 8 来完成
y = x >> 8。以这种方式缩小时，LSB 会丢失

向上扩展 到 32 位比较复杂，有几种方法可以做到这一点。它可以通过将值的每一位乘以 2⁰ 和 2⁸ 之间的值来工作。

将 24 位值压入 32 位寄存器，然后将每一位左移 2⁰ 和 2⁸ 之间的值：

data32[31] = data32[23] << 8;
data32[22] = data32[14] << 8;
...
data32[0] = data32[0];

并插入你没有得到的位（线性插值）

也许在 http://dsp.stackexchange.com

上可以询问更好的扩展算法

另请参阅 http://blog.bjornroche.com/2013/05/the-abcs-of-pcm-uncompressed-digital.html 以了解放大问题...

Answer 2

data[...] 是一个 uint8_t。你需要在移动之前转换它，因为 data[...]<<8 和 data[...]<<16 是未定义的。它们要么为 0，要么不变，这都不是您想要的。

此外，您需要再移动 8 位以获得完整范围并将符号位放在正确的位置。

此外，您将数据视为小端格式。确保它是。我假设这是正确的，所以像这样的东西有效：

 int32_t *buffer;
 int sample_count = 0;
 for (int i = 0; i+3 <= byte_count; ) {
     int32_t v = ((int32_t)data[i++])<<8;
     v |= ((int32_t)data[i++])<<16;
     v |= ((int32_t)data[i++])<<24;
     buffer[sample_count++] = v;
 }

最后，请注意，这假设 byte_count 可以被 3 整除 -- 确保这是真的！

将 24 位 USB 音频流转换为 32 位流

Converting 24 bit USB audio stream into 32 bit stream

audio

usb

signal-processing