В этом примере показано, как измерить задержку аудио устройства. Пример использует audioLatencyMeasurementExampleApp, который в свою очередь использует audioPlayerRecorder наряду с тестовым сигналом и взаимной корреляцией, чтобы определить задержку. Чтобы избежать интерференции доступа к диску, тестовый сигнал загружается в dsp.AsyncBuffer object сначала, и системы координат передаются потоком от того объекта до аудио устройства.
В общих чертах задержка задана как время от того, когда звуковой сигнал вводит систему, пока это не выходит. В цепи обработки цифрового аудио существует несколько параметров, которые вызывают задержку:
Оборудование (включая A/D и преобразование D/A)
Драйверы аудио, которые связываются со звуковой картой системы
Частота дискретизации
Выборки на систему координат (buffer size)
Алгоритмическая задержка (e.g. задержка введена фильтром или звуковым эффектом),
В этом примере показано, как измерить задержку цикла обработки. Таким образом, задержка подверглась при проигрывании аудио через устройство цикличное выполнение поддерживает аудио физическим петлевым кабелем и запись петлевого аудио с тем же аудио устройством. Для того, чтобы вычислить задержку для вашего собственного аудио устройства, необходимо соединить аудио и аудио в портах с помощью петлевого кабеля.
Задержка туда и обратно не ломает измерение между выходной задержкой и вводить задержку. Это измеряет только совместное воздействие двух. Кроме того, наиболее практические применения не будут использовать петлевую настройку. Обычно цепь обработки состоит из записи аудио, обработки его и проигрывания обработанного аудио. Однако включенная задержка должна быть тем же самым, так или иначе обеспечил другие факторы (формат кадра, частота дискретизации, задержка алгоритма) не изменяются.
Меньшие форматы кадра и более высокие частоты дискретизации уменьшают задержку туда и обратно. Однако компромисс является более высоким шансом уволенных, происходящих (переполнения/недогрузки).
В дополнение к потенциально увеличивающейся задержке объем обработки вовлеченного в аудио алгоритм может также вызвать уволенных.
Функция audioLatencyMeasurementExampleApp вычисляет задержку туда и обратно в миллисекундах для данной настройки. Переполнения и недогрузки также представлены. Если переполнения/недогрузки не являются нулем, результаты, вероятно, недопустимы. Например:
audioLatencyMeasurementExampleApp('SamplesPerFrame',64,'SampleRate',48e3) % The measurements in this example were done on macOS. For most % measurements, a Steinberg UR22 external USB device was used. For the % measurements with custom I/O channels, an RME Fireface UFX+ device was % used. This RME device has lower latency than the Steinberg device for a % given sample rate/frame size combination. Measurements on Windows using % ASIO drivers should result in similar values.
Trial(s) done for frameSize 64.
ans =
1×5 table
SamplesPerFrame SampleRate_kHz Latency_ms Overruns Underruns
_______________ ______________ __________ ________ _________
64 48 8.3125 0 0
Обработка в режиме реального времени в операционной системе общего назначения только возможна, если вы минимизируете другие задачи, выполняемые компьютером. Этому рекомендуют:
Закройте все другие программы
Гарантируйте, что никакие недогрузки/переполнения не происходят
Используйте достаточно большой buffer size (SamplesPerFrame), чтобы гарантировать сопоставимое поведение без уволенных
Гарантируйте, что ваши аппаратные настройки (buffer size, частота дискретизации) совпадают с входными параметрами к measureLatency
На Windows можно использовать функцию asiosettings, чтобы запустить диалоговое окно, чтобы управлять аппаратными настройками. На macOS необходимо запустить Аудио Setup MIDI.
При использовании ASIO (или CoreAudio с Mac OS), измерения задержки сопоставимы, пока никакие уволенные не происходят. Для небольших буферных размеров возможно получить чистое измерение в одном экземпляре и уволенных следующее. Опция Ntrials может использоваться, чтобы гарантировать сопоставимое поведение уволенного при измерении задержки. Например, чтобы выполнить 3 измерения, используйте:
audioLatencyMeasurementExampleApp('SamplesPerFrame',96,... 'SampleRate',48e3,'Ntrials',3)
Trial(s) done for frameSize 96.
ans =
3×5 table
SamplesPerFrame SampleRate_kHz Latency_ms Overruns Underruns
_______________ ______________ __________ ________ _________
96 48 10.312 0 0
96 48 10.312 0 0
96 48 10.312 0 0
На macOS также возможно попробовать различные форматы кадра, не изменяя аппаратные настройки. Чтобы сделать это удобным, можно задать вектор из SamplesPerFrame:
BufferSizes = [64;96;128]; t = audioLatencyMeasurementExampleApp('SamplesPerFrame',BufferSizes) % Notice that for every sample increment in the buffer size, the additional % latency is 3*SamplesPerFrameIncrement/SampleRate (macOS only).
Trial(s) done for frameSize 64.
Trial(s) done for frameSize 96.
Trial(s) done for frameSize 128.
t =
3×5 table
SamplesPerFrame SampleRate_kHz Latency_ms Overruns Underruns
_______________ ______________ __________ ________ _________
64 48 8.3125 0 0
96 48 10.312 0 0
128 48 12.312 0 0
А именно, в предыдущем примере шаг
3*[128-96, 96-64]/48e3 % In addition, notice that the actual buffering latency is also determined % by 3*SamplesPerFrame/SampleRate. Subtracting this value from the measured % latency gives a measure of the latency introduced by the device (combined % effect of A/D conversion, D/A conversion, and drivers). The numbers above % indicate about 4.3125 ms latency due to device-specific factors. t.Latency_ms - 3*BufferSizes/48
ans =
0.0020 0.0020
ans =
4.3125
4.3125
4.3125
Измерения, выполняемые до сих пор, принимают, что канал № 1 используется для обоих вводов и выводов. Если вашему устройству соединили петлевой кабель с другими каналами, можно задать их использующий опцию IOChannels для measureLatency. Это задано как вектор с 2 элементами, соответствуя графикам входного и выходного каналов, которые будут использоваться (измерение всегда находится на моно сигнале). Например, для RME Fireface UFX +:
audioLatencyMeasurementExampleApp('SamplesPerFrame',[32 64 96],... 'SampleRate',96e3,'Device','Fireface UFX+ (23767940)',... 'IOChannels',[1 3])
Trial(s) done for frameSize 32.
Trial(s) done for frameSize 64.
Trial(s) done for frameSize 96.
ans =
3×5 table
SamplesPerFrame SampleRate_kHz Latency_ms Overruns Underruns
_______________ ______________ __________ _________ __________
32 96 2.6458 0 32
64 96 3.6458 0 0
96 96 4.6458 0 0
Измерения до сих пор не включали задержку алгоритма. Поэтому они представляют минимальную задержку туда и обратно, которая может быть достигнута для данного устройства, buffer size и частоты дискретизации. Можно добавить КИХ-фильтр линейной фазы цепь обработки, чтобы проверить, что измерения задержки как ожидалось. Кроме того, это обеспечивает способ проверить робастность обработки аудиоданных в реальном времени при данной рабочей нагрузке. Например,
L = 961; Fs = 48e3; audioLatencyMeasurementExampleApp('SamplesPerFrame',128,... 'SampleRate',Fs,'FilterLength',L,'Ntrials',3) % The latency introduced by the filter is given by the filter's % group-delay. GroupDelay = (L-1)/2/Fs % The group delay accounts for the 10 ms of additional latency when using a % 961-tap linear-phase FIR filter vs. the minimal achievable latency.
Trial(s) done for frameSize 128.
ans =
3×6 table
SamplesPerFrame SampleRate_kHz FilterLength Latency_ms Overruns Underruns
_______________ ______________ ____________ __________ ________ _________
128 48 961 22.312 0 0
128 48 961 22.312 0 0
128 48 961 22.312 0 0
GroupDelay =
0.0100
%The latency measurements are determined by cross-correlating a source %audio signal with a delayed version of the signal that results after %loopback through the audio device. You can use the Plot option in %measureLatency to plot the original and delayed signal along with the %cross correlation: audioLatencyMeasurementExampleApp('SamplesPerFrame',128,'Plot',true) % If the optional FIR filtering is used, the waveforms are not affected % because the filter used has a broader bandwidth than the test audio % signal.
Trial(s) done for frameSize 128.
Plotting...
ans =
1×5 table
SamplesPerFrame SampleRate_kHz Latency_ms Overruns Underruns
_______________ ______________ __________ ________ _________
128 48 12.312 0 0
