在 C++ 中处理音频缓冲区时，如何执行从 float -> double -> float 的转换

Posted 2023-02-25

【中文标题】在 C++ 中处理音频缓冲区时，如何执行从 float -> double -> float 的转换

【英文标题】：How can I perform conversion from float -> double -> float when processing an audio buffer in c++

【发布时间】：2011-03-10 12:55:07

【问题描述】：

我目前正在开发一个应用程序，其中音频样本帧在以下回调中处理。

void Eav07AudioProcessor::processBlock (AudiosampleBuffer& buffer)


    for (int channel = 0; channel < getNumInputChannels(); ++channel)
    
        float* channelData = buffer.getSampleData (channel);        

        // ..do something to the data...
        DoSomeHeavyweightDSPon(&channelData[0]); // in the header, DoSomeHeavyweightDSPon(double data[somebignumber])
    

代替上述增益过程的函数期望 channelData 是双精度的。 channelData 参数是浮点精度。我是否需要以某种方式将 channelData 从 float 转换为 double ，然后在处理后从 double 转换为 float 或者我错过了一个技巧。

如果需要显式转换，考虑到此方法每秒调用 100 次，最有效的方法是什么。

【问题讨论】：

你能重新编译/重写增益方法来使用浮点数吗？

很遗憾，该函数的代码是从另一个软件包自动生成的，无法修改。

【参考方案1】：

不，将浮点数转换为 double 和 back 不会达到 gain() 函数所期望的效果。增益函数需要一个指向双精度数组的指针，并且没有任何类型的转换可以做到这一点。

您能做的最好的事情就是替换 gain() 函数。我只会使用您包含的“演示代码”（内部 for 循环）。

如果您需要调用 gain(double*) 函数，您可以执行以下任一操作：

创建第二个缓冲区，大小为：malloc(buffer.getNumSamples()*sizeof(double))，然后手动复制它们（memcpy 不起作用，因为它不会在每个浮点数之间生成您需要的四个零字节）。

[hack]：只需使用您拥有的缓冲区，但将每隔一个浮点数设置为 0，然后将另一个浮点数签名扩展至此。这有效地将您拥有的样本数量减半，但开销很小。

【讨论】：

（我描述的两种方法都足够快，可以轻松满足您的“每秒 100 次”要求。但是用您自己的演示代码替换增益函数是好多了）

【参考方案2】：

上面提到的函数是double还是double*？ 后一种情况总是需要将所有 channelData 复制到 double 缓冲区中，反之亦然。 如果您真的想要一种有效的方法，您将需要（复制和）更改有问题的函数以采用 float* 而不是 double*

如果函数只接受double，则不需要显式转换。

【讨论】：

也许把它做成一个模板函数，这样它就可以使用双精度或浮点数？