单声道转立体声转换

Question

我在这里遇到了以下问题：我得到了一个字节块（uint16_t*），代表音频数据，生成它们的设备正在捕获单声道音频数据，所以显然我有单声道音频数据，只有一个通道。我需要将这些数据传递给另一个设备，该设备期望交错的立体声数据（因此有2个通道）。我想做的就是复制数据中的1个通道，使立体声数据的两个通道都包含相同的字节。你能指点我一个有效的算法来实现这个吗？

谢谢， f.

- Ferenc Deak

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你正在使用哪种音频格式或框架？ - Anders Lindahl

Anders 也要求提供框架。 - Sebastian Mach

框架并不特别，一个设备通过指针(void*)将数据发送给我，并通过回调告诉我样本的数量，另一个设备使用相同的void*和样本数来播放音频(设备号二从此回调中调用)。设备2希望这些数据是交错立体声。 - Ferenc Deak

谢谢大家的回复，问题已解决 :) - Ferenc Deak

Answer 1

如果你只想要交错的立体声样本，那么你可以使用像这样的函数：

void interleave(const uint16_t * in_L,     // mono input buffer (left channel)
                const uint16_t * in_R,     // mono input buffer (right channel)
                uint16_t * out,            // stereo output buffer
                const size_t num_samples)  // number of samples
{
    for (size_t i = 0; i < num_samples; ++i)
    {
        out[i * 2] = in_L[i];
        out[i * 2 + 1] = in_R[i];
    }
}

如果要从单声道缓冲区生成立体声，则只需将in_L和in_R指针传递相同的地址，例如：

interleave(mono_buffer, mono_buffer, stereo_buffer, num_samples);

- Paul R

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下次您删除编辑时，能否至少通知一下做出贡献的人？ :-/ - Nikos C.

当然可以，虽然我不确定我该怎么做？ - Paul R

我在添加原地版本后忘记添加注释了。我的错。 - Nikos C.

没问题。顺便提一下，我觉得你的编辑虽然包含了有用的信息，但并不适合作为这个答案的一部分，或许应该作为一个单独的答案添加。我看到你已经这样做了：+1！ - Paul R

这很接近了，但它只适用于一字节帧深度的特殊情况。我扩展了这个答案，使其适用于任何帧深度。 - Mike Vonn

Answer 2

如果设备的内存很小，您可能希望在原地进行转换以节省一些内存。因此，您可能希望使用以下内容而不是Paul R的方法：

void interleave(uint16_t buf[], const int len)
{
    for (int i = len / 2 - 1, j = len - 1; i >= 0; --i) {
        buf[j--] = buf[i];
        buf[j--] = buf[i];
    }
}

从单声道设备获取声音数据时，您需要分配一个比所需大两倍的缓冲区，并将其传递给单声道设备。这将用单声道音频填充缓冲区的一半。然后，将该缓冲区传递给上述函数，该函数将其转换为立体声。最后，将该缓冲区传递给立体声设备。通过这种方式，您可以节省额外的内存分配，因此在转换过程中使用的内存减少了33％。

- Nikos C.

Answer 3

将相同指针传递给两个通道？如果这违反了restrict规则，请使用memcpy()？

抱歉，但您的问题过于宽泛。API？操作系统？CPU架构？

- Sebastian Mach

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这不起作用，我没有为每个通道发送数据，我发送了一堆字节和设备号码2根据其需要将它们分离。 - Ferenc Deak

Answer 4

你需要复制缓冲区并进行复制。由于您没有告诉我们格式以及如何终止，我无法提供代码，但它看起来像一个简单的for循环。

int_16* allocateInterleaved(int_16* data, int length)
  int i;
  int *copy = malloc(sizeof(int_16)*length*2);
  if(copy == NULL) {
    /* handle error */
  }
  for(i =0; i<length; i++) {
    copy[2*i] = data[i];
    copy[2*i+1] = data[i]; 
  }
  return copy;
}

请原谅任何明显的拼写错误，我的 C 有些生疏。将所需的 16 位有符号类型定义为 int_16。不要忘记释放复制缓冲区，更好的做法是重用它。

- Nick Fortescue

Answer 5

你需要交错数据，但如果帧长度大于1，则上述解决方案都不适用。以下代码可以处理可变的帧长度。

void Interleave(BYTE* left, BYTE* right, BYTE* stereo,int numSamples_in, int frameSize)
{
    int writeIndex = 0;
    for (size_t j = 0; j < numSamples_in; j++)
    {
        for (int k = 0; k < frameSize; k++)
        {
            int index = j * frameSize + k;

            stereo[k + writeIndex] = left[index];
            stereo[k + writeIndex + frameSize] = right[index];
        }
        writeIndex += 2 * frameSize;
    }
}

- Mike Vonn