private void m_AnalyticSignalWorker_DoWork(object sender, DoWorkEventArgs e)
{
AnalyticSignalWorkerArgs args = e.Argument as AnalyticSignalWorkerArgs;
Stopwatch sw = new Stopwatch();
sw.Start();
// pcmファイルを読み込んでサンプル配列pcm1chを作成。
PcmData pcmDataIn = null;
try {
pcmDataIn = ReadWavFile(args.inputPath);
} catch (IOException ex) {
e.Result = string.Format("WAVファイル {0} 読み込み失敗\r\n{1}", args.inputPath, ex);
}
if (null == pcmDataIn) {
e.Result = string.Format("WAVファイル {0} 読み込み失敗", args.inputPath);
}
var formatConv = new WasapiPcmUtil.PcmFormatConverter(pcmDataIn.NumChannels);
PcmData pcmDataReal = formatConv.Convert(pcmDataIn, Wasapi.WasapiCS.SampleFormatType.Sdouble, null);
PcmData pcmDataImaginary = new PcmData();
pcmDataImaginary.CopyFrom(pcmDataReal);
var dft = new WWDirectComputeCS.WWDftCpu();
var hilb = WWHilbert.HilbertFirCoeff(args.hilbertFilterType, args.firLength);
System.Diagnostics.Debug.Assert(hilb.Length == args.firLength);
// 窓関数
double [] window;
if (args.windowFunc == WindowFuncType.Blackman) {
WWWindowFunc.BlackmanWindow(args.firLength, out window);
} else {
WWWindowFunc.KaiserWindow(args.firLength, args.kaiserAlpha, out window);
}
// FIR coeffの個数は、window.Length個。
// ヒルベルト変換パラメータは未来から過去の方向に並んでいるので左右をひっくり返す。
double [] coeff = new double[args.firLength];
for (int i=0; i < coeff.Length; ++i) {
int pos = coeff.Length - i - 1;
coeff[i] = hilb[pos] * window[i];
}
for (int ch=0; ch < pcmDataImaginary.NumChannels; ++ch) {
var pcm1ch = new double[pcmDataImaginary.NumFrames];
for (long i=0; i < pcm1ch.Length; ++i) {
pcm1ch[i] = pcmDataImaginary.GetSampleValueInDouble(ch, i);
}
// 少しずつFIRする。
var fir = new WWFirCpu();
fir.Setup(coeff, pcm1ch);
const int FIR_SAMPLE = 65536;
for (int offs=0; offs < pcm1ch.Length; offs += FIR_SAMPLE) {
int nSample = FIR_SAMPLE;
if (pcm1ch.Length < offs + nSample) {
nSample = pcm1ch.Length - offs;
}
var pcmFir = new double[nSample];
fir.Do(offs - window.Length / 2, nSample, pcmFir);
// 結果を出力に書き込む。
for (long i=0; i < pcmFir.Length; ++i) {
var re = pcmFir[i];
pcmDataImaginary.SetSampleValueInDouble(ch, i + offs,
(float)(re));
}
// 進捗Update。
int percentage = (int)(
(100L * ch / pcmDataImaginary.NumChannels) +
(100L * (offs + 1) / pcm1ch.Length / pcmDataImaginary.NumChannels));
m_ASWorker.ReportProgress(percentage);
}
fir.Unsetup();
}
// 解析信号を出力。
m_analyticSignalList.Clear();
for (int ch=0; ch < pcmDataReal.NumChannels; ++ch) {
double [] signal = new double[pcmDataImaginary.NumFrames * 2];
for (long pos=0; pos < pcmDataReal.NumFrames; ++pos) {
signal[pos * 2 + 0] = pcmDataReal.GetSampleValueInDouble(ch, pos);
signal[pos * 2 + 1] = pcmDataImaginary.GetSampleValueInDouble(ch, pos);
}
m_analyticSignalList.Add(signal);
}
sw.Stop();
e.Result = "";
}
private void m_USAQworker_DoWork(object sender, DoWorkEventArgs e)
{
// System.Threading.Thread.CurrentThread.Priority = System.Threading.ThreadPriority.Lowest;
USWorkerArgs args = (USWorkerArgs)e.Argument;
PcmData pcmDataIn = ReadWavFile(args.inputPath);
if (null == pcmDataIn) {
e.Result = string.Format("WAVファイル 読み込み失敗: {0}", args.inputPath);
return;
}
// ファイル読み込み完了。
if (args.addJitter) {
// ジッター負荷の場合、サンプリング周波数は変更しない。
args.resampleFrequency = pcmDataIn.SampleRate;
}
if (args.resampleFrequency < pcmDataIn.SampleRate) {
e.Result = string.Format("エラー: ダウンサンプルは対応していません {0} from={1} to={2}",
args.inputPath, pcmDataIn.SampleRate, args.resampleFrequency);
return;
}
if (0x7fff0000L < pcmDataIn.NumFrames * 4 * pcmDataIn.NumChannels * args.resampleFrequency / pcmDataIn.SampleRate) {
e.Result = string.Format("エラー: リサンプル後のファイルサイズが2GBを超えそうなので中断しました {0}",
args.inputPath);
return;
}
m_USAQworker.ReportProgress(1);
var conv = new WasapiPcmUtil.PcmFormatConverter(pcmDataIn.NumChannels);
pcmDataIn = conv.Convert(pcmDataIn, WasapiCS.BitAndFormatToSampleFormatType(32, 32, WasapiCS.BitFormatType.SFloat), null);
PcmData pcmDataOut = new PcmData();
pcmDataOut.CopyFrom(pcmDataIn);
int sampleTotalTo = (int)(args.resampleFrequency * pcmDataIn.NumFrames / pcmDataIn.SampleRate);
{ // PcmDataOutのサンプルレートとサンプル数を更新する。
byte[] outSampleArray = new byte[(long)sampleTotalTo * pcmDataOut.NumChannels * 4];
pcmDataOut.SetSampleArray(sampleTotalTo, outSampleArray);
pcmDataOut.SampleRate = args.resampleFrequency;
outSampleArray = null;
}
// 再サンプルテーブル作成
args.resamplePosArray = null;
args.fractionArray = null;
if (args.addJitter) {
// ジッター付加の場合、サンプルレートは変更しない。
args.resamplePosArray = new int[pcmDataIn.NumFrames];
args.fractionArray = new double[pcmDataIn.NumFrames];
/*
sampleRate == 96000 Hz
jitterFrequency == 50 Hz
jitterPicoseconds == 1 ps の場合
サンプル位置posのθ= 2 * PI * pos * 50 / 96000 (ラジアン)
サンプル間隔= 1/96000秒 = 10.4 μs
1ms = 10^-3秒
1μs= 10^-6秒
1ns = 10^-9秒
1ps = 10^-12秒
1psのずれ x サンプルのずれ
───────────── ＝ ─────────
10.4 μs(1/96000)sのずれ 1 サンプルのずれ
1psのサンプルずれA ＝ 10^-12 ÷ (1/96000) (サンプルのずれ)
サンプルを採取する位置= pos + Asin(θ)
*/
args.thetaCoefficientSeqJitter = 2.0 * Math.PI * args.sequentialJitterFrequency / pcmDataIn.SampleRate;
args.ampSeqJitter = 1.0e-12 * pcmDataIn.SampleRate * args.sequentialJitterPicoseconds;
args.ampTpdfJitter = 1.0e-12 * pcmDataIn.SampleRate * args.tpdfJitterPicoseconds;
args.ampRpdfJitter = 1.0e-12 * pcmDataIn.SampleRate * args.rpdfJitterPicoseconds;
PrepareResamplePosArray(
args, pcmDataIn.SampleRate, pcmDataOut.SampleRate,
(int)pcmDataIn.NumFrames, sampleTotalTo,
args.resamplePosArray, args.fractionArray);
}
System.Diagnostics.Stopwatch sw = new System.Diagnostics.Stopwatch();
sw.Start();
int hr = 0;
if (args.device == ProcessDevice.Gpu) {
hr = GpuUpsample(args, pcmDataIn, pcmDataOut);
} else {
hr = CpuUpsample(args, pcmDataIn, pcmDataOut);
}
// args.resamplePosArrayは中でコピーされるのでここで不要になる。
args.resamplePosArray = null;
args.fractionArray = null;
if (m_USAQworker.CancellationPending) {
e.Result = string.Format("キャンセル完了。");
e.Cancel = true;
return;
}
if (hr < 0) {
e.Result = string.Format("Upsample エラー 0x{0:X8}", hr);
return;
}
sw.Stop();
// 成功した。レベル制限する。
float scale = pcmDataOut.LimitLevelOnFloatRange();
if (args.outputVRT != PcmData.ValueRepresentationType.SFloat) {
// ビットフォーマット変更。
var formatConv = new WasapiPcmUtil.PcmFormatConverter(pcmDataOut.NumChannels);
pcmDataOut = formatConv.Convert(pcmDataOut,
WasapiCS.BitAndFormatToSampleFormatType(args.outputBitsPerSample, args.outputBitsPerSample, (WasapiCS.BitFormatType)args.outputVRT), null);
}
try {
WriteWavFile(pcmDataOut, args.outputPath);
} catch (IOException ex) {
// 書き込みエラー。
e.Result = ex.ToString();
return;
}
e.Result = string.Format("書き込み成功。処理時間 {0}秒\r\n",
sw.ElapsedMilliseconds * 0.001);
if (scale < 1.0f) {
e.Result = string.Format("書き込み成功。処理時間 {0}秒。" +
"レベルオーバーのため音量調整{1}dB({2}倍)しました。\r\n",
sw.ElapsedMilliseconds * 0.001,
20.0 * Math.Log10(scale), scale);
}
m_USAQworker.ReportProgress(100);
}
// この関数は音量制限を行わない。呼び出し側で必要に応じて音量を制限する。
private bool PhaseRotationDo(FirWorkerArgs argsFWA, PcmData pcmDataIn, out PcmData pcmDataOutput)
{
PhaseRotationWorkerArgs args = argsFWA as PhaseRotationWorkerArgs;
var conv = new WasapiPcmUtil.PcmFormatConverter(pcmDataIn.NumChannels);
PcmData pcmDataReal = conv.Convert(pcmDataIn, Wasapi.WasapiCS.SampleFormatType.Sdouble, null);
pcmDataOutput = new PcmData();
pcmDataOutput.CopyFrom(pcmDataIn);
PcmData pcmDataImaginary = new PcmData();
pcmDataImaginary.CopyFrom(pcmDataReal);
var dft = new WWDirectComputeCS.WWDftCpu();
var hilb = WWHilbert.HilbertFirCoeff(args.hilbertFilterType, args.firLength);
System.Diagnostics.Debug.Assert(hilb.Length == args.firLength);
// 窓関数
double [] window;
if (args.windowFunc == WindowFuncType.Blackman) {
WWWindowFunc.BlackmanWindow(args.firLength, out window);
} else {
WWWindowFunc.KaiserWindow(args.firLength, args.kaiserAlpha, out window);
}
// FIR coeffの個数は、window.Length個。
// ヒルベルト変換パラメータは未来から過去の方向に並んでいるので左右をひっくり返す。
double [] coeff = new double[args.firLength];
for (int i=0; i < coeff.Length; ++i) {
int pos = coeff.Length - i - 1;
coeff[i] = hilb[pos] * window[i];
}
for (int ch=0; ch < pcmDataImaginary.NumChannels; ++ch) {
var pcm1ch = new double[pcmDataImaginary.NumFrames];
for (long i=0; i < pcm1ch.Length; ++i) {
pcm1ch[i] = pcmDataImaginary.GetSampleValueInDouble(ch, i);
}
// 少しずつFIRする。
var fir = new WWFirCpu();
fir.Setup(coeff, pcm1ch);
const int FIR_SAMPLE = 65536;
for (int offs=0; offs < pcm1ch.Length; offs += FIR_SAMPLE) {
int nSample = FIR_SAMPLE;
if (pcm1ch.Length < offs + nSample) {
nSample = pcm1ch.Length - offs;
}
var pcmFir = new double[nSample];
fir.Do(offs - window.Length / 2, nSample, pcmFir);
// 結果を出力に書き込む。
for (long i=0; i < pcmFir.Length; ++i) {
var re = pcmFir[i];
pcmDataImaginary.SetSampleValueInDouble(ch, i + offs,
(float)(re));
}
// 進捗Update。
int percentage = (int)(
(100L * ch / pcmDataImaginary.NumChannels) +
(100L * (offs + 1) / pcm1ch.Length / pcmDataImaginary.NumChannels));
mPRWorker.ReportProgress(percentage);
}
fir.Unsetup();
}
// 音の位相を回転。
for (int ch=0; ch < pcmDataReal.NumChannels; ++ch) {
for (long pos=0; pos < pcmDataReal.NumFrames; ++pos) {
// 解析信号の各サンプル値を極座標表現に変換。オリジナルの長さと位相を得る。
// 長さをそのままに位相を回転し、回転後の実数成分を出力する。
double x = pcmDataReal.GetSampleValueInDouble(ch, pos);
double y = pcmDataImaginary.GetSampleValueInDouble(ch, pos);
double norm = Math.Sqrt(x * x + y * y);
double theta = Math.Atan2(y, x);
double re = norm * Math.Cos(theta + args.phaseRadian);
pcmDataOutput.SetSampleValueInDouble(ch, pos, re);
}
}
return true;
}
private bool HilbertDo(FirWorkerArgs argsFir, PcmData pcmDataIn, out PcmData pcmDataOutput)
{
HilbertWorkerArgs args = argsFir as HilbertWorkerArgs;
var dft = new WWDirectComputeCS.WWDftCpu();
var hilb = WWHilbert.HilbertFirCoeff(args.hilbertFilterType, args.firLength);
System.Diagnostics.Debug.Assert(hilb.Length == args.firLength);
// 窓関数
double [] window;
if (args.windowFunc == WindowFuncType.Blackman) {
WWWindowFunc.BlackmanWindow(args.firLength, out window);
} else {
WWWindowFunc.KaiserWindow(args.firLength, args.kaiserAlpha, out window);
}
// FIR coeffの個数は、window.Length個。
// ヒルベルト変換パラメータは未来から過去の方向に並んでいるので左右をひっくり返す。
double [] coeff = new double[args.firLength];
for (int i=0; i<coeff.Length; ++i) {
int pos = coeff.Length - i - 1;
coeff[i] = hilb[pos] * window[i];
}
/*
for (int i=0; i < coeff.Length; ++i) {
System.Console.WriteLine("coeff {0:D2} {1}", i, coeff[i]);
}
System.Console.WriteLine("");
*/
pcmDataOutput = new PcmData();
pcmDataOutput.CopyFrom(pcmDataIn);
for (int ch=0; ch < pcmDataOutput.NumChannels; ++ch) {
// 全てのチャンネルでループ。
var pcm1ch = new double[pcmDataOutput.NumFrames];
for (long i=0; i < pcm1ch.Length; ++i) {
pcm1ch[i] = pcmDataOutput.GetSampleValueInDouble(ch, i);
}
// 少しずつFIRする。
var fir = new WWFirCpu();
fir.Setup(coeff, pcm1ch);
const int FIR_SAMPLE = 65536;
for (int offs=0; offs < pcm1ch.Length; offs += FIR_SAMPLE) {
int nSample = FIR_SAMPLE;
if (pcm1ch.Length < offs + nSample) {
nSample = pcm1ch.Length - offs;
}
var pcmFir = new double[nSample];
fir.Do(offs - window.Length / 2, nSample, pcmFir);
// 結果を出力に書き込む。
for (long i=0; i < pcmFir.Length; ++i) {
var re = pcmFir[i];
pcmDataOutput.SetSampleValueInDouble(ch, i + offs, re);
}
// 進捗Update。
int percentage = (int)(
( 100L * ch / pcmDataOutput.NumChannels ) +
( 100L * ( offs + 1 ) / pcm1ch.Length / pcmDataOutput.NumChannels ) );
m_HilbWorker.ReportProgress(percentage);
}
fir.Unsetup();
}
return true;
}
/// <summary>
/// FLACファイルのヘッダ部分を読み込む。
/// </summary>
/// <returns>読めたらtrue、失敗false</returns>
private bool ReadFlacFileHeader(string path, ReadHeaderMode mode)
{
PcmDataLib.PcmData pcmData;
List<FlacDecodeIF.FlacCuesheetTrackInfo> ctiList;
var fdif = new FlacDecodeIF();
int flacErcd = 0;
flacErcd = fdif.ReadHeader(path, out pcmData, out ctiList);
if (flacErcd != 0) {
// FLACヘッダ部分読み込み失敗。
LoadErrorMessageAdd(string.Format(CultureInfo.InvariantCulture, Properties.Resources.ReadFileFailed + " {2}: {1}{3}",
"FLAC", path, FlacDecodeIF.ErrorCodeToStr(flacErcd), Environment.NewLine));
return false;
}
// FLACヘッダ部分読み込み成功。
if (ctiList.Count == 0 || mode == ReadHeaderMode.OnlyConcreteFile) {
// FLAC埋め込みCUEシート情報を読まない。
CheckAddPcmData(path, pcmData, true);
} else {
// FLAC埋め込みCUEシート情報を読む。
PcmData pcmTrack = null;
for (int trackId=0; trackId < ctiList.Count; ++trackId) {
var cti = ctiList[trackId];
if (cti.indices.Count == 0) {
// インデックスが1つもないトラック。lead-outトラックの場合等。
if (pcmTrack != null) {
pcmTrack.EndTick = (int)((cti.offsetSamples * 75) / pcmTrack.SampleRate);
CheckAddPcmData(path, pcmTrack, false);
pcmTrack = null;
}
} else {
for (int indexId=0; indexId < cti.indices.Count; ++indexId) {
var indexInfo = cti.indices[indexId];
if (pcmTrack != null) {
pcmTrack.EndTick = (int)(((cti.offsetSamples + indexInfo.offsetSamples) * 75) / pcmTrack.SampleRate);
CheckAddPcmData(path, pcmTrack, false);
pcmTrack = null;
}
pcmTrack = new PcmData();
pcmTrack.CopyFrom(pcmData);
if (pcmTrack.DisplayName.Length == 0) {
pcmTrack.DisplayName = System.IO.Path.GetFileName(path);
}
pcmTrack.DisplayName = string.Format(CultureInfo.InvariantCulture,
"{0} (Track {1}, Index {2})", pcmTrack.DisplayName, cti.trackNr, indexInfo.indexNr);
pcmTrack.CueSheetIndex = indexInfo.indexNr;
pcmTrack.StartTick = (int)(((cti.offsetSamples + indexInfo.offsetSamples) * 75) / pcmTrack.SampleRate);
}
}
}
}
return true;
}
private bool FirDo(FirWorkerArgs args, PcmData pcmDataIn, out PcmData pcmDataOut)
{
var dft = new WWDirectComputeCS.WWDftCpu();
var from = FreqGraphToIdftInput(pcmDataIn.SampleRate);
double [] idftResult;
dft.Idft1d(from, out idftResult);
// 窓関数の要素数は、IDFT結果の複素数の個数 -1個。
double [] window;
if (args.windowFunc == WindowFuncType.Blackman) {
WWWindowFunc.BlackmanWindow((idftResult.Length / 2) - 1, out window);
} else {
WWWindowFunc.KaiserWindow((idftResult.Length / 2) - 1, args.kaiserAlpha, out window);
}
// FIR coeffの個数は、window.Length個。
double [] coeff;
dft.IdftComplexToFirCoeff1d(idftResult, window, out coeff);
/*
for (int i=0; i < coeff.Length; ++i) {
System.Console.WriteLine("coeff {0:D2} {1}", i, coeff[i]);
}
System.Console.WriteLine("");
*/
pcmDataOut = new PcmData();
pcmDataOut.CopyFrom(pcmDataIn);
for (int ch=0; ch < pcmDataOut.NumChannels; ++ch) {
// 全てのチャンネルでループ。
var pcm1ch = new double[pcmDataOut.NumFrames];
for (long i=0; i < pcm1ch.Length; ++i) {
pcm1ch[i] = pcmDataOut.GetSampleValueInDouble(ch, i);
}
// 少しずつFIRする。
var fir = new WWFirCpu();
fir.Setup(coeff, pcm1ch);
const int FIR_SAMPLE = 65536;
for (int offs=0; offs < pcm1ch.Length; offs += FIR_SAMPLE) {
int nSample = FIR_SAMPLE;
if (pcm1ch.Length < offs + nSample) {
nSample = pcm1ch.Length - offs;
}
var pcmFir = new double[nSample];
fir.Do(offs - window.Length / 2, nSample, pcmFir);
// 結果を出力に書き込む。
for (long i=0; i < pcmFir.Length; ++i) {
var re = pcmFir[i];
pcmDataOut.SetSampleValueInDouble(ch, i + offs, re);
}
// 進捗Update。
int percentage = (int)(
( 100L * ch / pcmDataOut.NumChannels ) +
( 100L * ( offs + 1 ) / pcm1ch.Length / pcmDataOut.NumChannels ) );
m_FirWorker.ReportProgress(percentage);
}
fir.Unsetup();
}
return true;
}
