在 Objective-C 中处理大量音频样本

Posted 2023-02-25

【中文标题】在 Objective-C 中处理大量音频样本

【英文标题】：Manipulating a large array of audio samples in Objective-C

【发布时间】：2012-02-11 10:14:37

【问题描述】：

我在 C 语言中有一组音频样本，我在这些样本上运行低通滤波器等算法。在处理之前，我正在考虑将我的数组转换为 Objective-C。这主要是因为我更喜欢这种语言并且它很方便（尤其是能够轻松获取数组的长度而不必处理指针）。

我想知道是否有任何理由说明这可能是个坏主意。或者，如果这样做有什么我不知道的缺点。比如处理如此大量样本的速度（？）。

【参考方案1】：

标准做法是使用 c 样式数组来处理音频数组。这是因为如果您必须使用带有 obj-c 消息传递的 Objective-c 容器对象来访问每个元素，那么性能会很差，而且正如您所注意到的，带有音频的样本数量可能会非常大。

这对于实时处理尤其如此，例如处理存在于系统音频 io 回调中的音频样本，它必须在一定的毫秒数内完成这项工作，否则声音会中断。

您可以做的是定义一个结构（甚至是一个目标 c 类），该结构具有音频缓冲区数组以及诸如大小、通道数等信息元素，以便在一个位置为您将其包装在一起。这样，当您访问缓冲区时，您就不需要陷入 obj-c 效率问题，并且您仍然可以获得缓冲区规范信息。

这是一个例子：

typedef struct filter_buffer 
   uint16_t* buffer;
   int   channels;
   int   num_frames;
 filter_buffer;

然后你只需要一个初始化它的调用。

你可以用objective-c做一些事情，比如：

@interface FilterBuffer : NSObject

  uint16_t* buffer;
  int   channels;
  int   num_frames;   


-initWithBuffer:(unit16_t*)buf channels:(int)c numFrames:(int)n;
...//accessors etc
@end

@implementation FilterBuffer
-initWithBuffer:(unit16_t*)buf channels:(int)c numFrames:(int)n

   if ((self = [super init)) 
      buffer = buf;
      channels = c;
      num_frames = n;
   
   return self;

...
@end

【讨论】：

虽然不是实时的。你认为这仍然是一个问题吗？

它会起作用，只是明显变慢了。我会考虑在 c 缓冲区周围定义一个 obj-c 包装器，而不是使用 NSMutableArray 之类的东西来跟踪每个样本。

是否有可能获得关于它的外观的代码的 sn-p。我有点菜鸟:)。

另外，我发现这与 CFArrays 有关。也许这就是我正在寻找的答案？ developer.apple.com/library/ios/#documentation/CoreFoundation/…

我发布了一个使用普通数组（缓冲区）的示例。您正在那里查看动态数组。如果它只是对非实时处理代码进行原型设计，并且您真的对 NSMutableArray 感觉更舒服，我会在 CF 对应物上使用它。您以后可以随时更改。

【参考方案2】：

缺点是：

速度。它会明显变慢。 它不能实时使用，objc 消息传递速度明显较慢并且可能会锁定。 它不是便携式的。 它不会与其他库很好地集成。 根据您的处理方式，它可能会产生巨大的内存影响。使用NSNumbers 的数组（例如）将需要几倍 的内存。事实上，这就是你的帖子所暗示的——NSMutableArray 的 NSNumbers。 您将无法正确地阅读或编写音频程序。您在现实世界中看到的程序通常是 C++ 和 C。 C 数组

不是

可怕的东西 =) 当您需要重用它时，您最终可能只是重写它，因为在大多数情况下，它是不适合这项工作的工具。

【参考方案3】：

由于性能原因，在内部循环中使用 Objective C 对象的 DSP 是不好的。出于这个原因，除其他外，您会发现大多数音频过滤器和 DSP 算法以纯 C、可能是 C++ 或类似的伪代码发布。所以你可能不得不习惯于阅读纯 C DSP 代码。

此外，C 是 Objective C 的真子集。