コード例 #1
0
ファイル: OverlappedFft.cs プロジェクト: kekyo/PlayPcmWin
 public OverlappedFft(int fftLength)
 {
     mFftLength = fftLength;
     mFft = new WWRadix2Fft(mFftLength);
     mOverlapInputSamples = new double[mFftLength / 2];
     mWindow = WWWindowFunc.BlackmanWindow(mFftLength / 2 - 1);
     mLastOutputSamplesTail = new double[mFftLength / mSpliceDenominator];
     mFirstTime = true;
 }
コード例 #2
0
 public OverlappedFft(int fftLength)
 {
     mFftLength             = fftLength;
     mFft                   = new WWRadix2Fft(mFftLength);
     mOverlapInputSamples   = new double[mFftLength / 2];
     mWindow                = WWWindowFunc.BlackmanWindow(mFftLength / 2 - 1);
     mLastOutputSamplesTail = new double[mFftLength / mSpliceDenominator];
     mFirstTime             = true;
 }
コード例 #3
0
        private double[] FFTFir(double[] inPcm, double[] coef, int fftLength)
        {
            var inTime = new WWComplex[fftLength];

            for (int i = 0; i < mNumSamples; ++i)
            {
                inTime[i].real = inPcm[i];
            }

            var inFreq = new WWComplex[fftLength];

            {
                var fft = new WWRadix2Fft(fftLength);
                fft.ForwardFft(inTime, inFreq);
            }
            inTime = null;

            var coefTime = new WWComplex[fftLength];

            for (int i = 0; i < mCoeffs[mChannelId * 2].Length; ++i)
            {
                coefTime[i].real = coef[i];
            }

            var coefFreq = new WWComplex[fftLength];

            {
                var fft = new WWRadix2Fft(fftLength);
                fft.ForwardFft(coefTime, coefFreq);
            }
            coefTime = null;

            var mulFreq = Mul(inFreq, coefFreq);

            inFreq   = null;
            coefFreq = null;

            var mulTime = new WWComplex[fftLength];

            {
                var fft = new WWRadix2Fft(fftLength);
                fft.InverseFft(mulFreq, mulTime);
            }
            mulFreq = null;

            var result = new double[inPcm.Length];

            for (int i = 0; i < inPcm.Length; ++i)
            {
                result[i] = mulTime[i].real;
            }
            mulTime = null;

            return(result);
        }
コード例 #4
0
        public WWComplex[] ConvolutionContinuousFft(WWComplex[] h, WWComplex[] x)
        {
            int fftSize      = WWRadix2Fft.NextPowerOf2(h.Length * 4);
            int fragmentSize = fftSize - h.Length + 1;

            if (x.Length <= fragmentSize)
            {
                // 1回のFFTで計算する。
                return(ConvolutionFft(h, x));
            }

            var fft = new WWRadix2Fft(fftSize);

            var r = new WWComplex[h.Length + x.Length - 1];

            var h2 = new WWComplex[fftSize];

            Array.Copy(h, 0, h2, 0, h.Length);
            var Hf = fft.ForwardFft(h2);

            // x(n)をfragmentSize要素ごとのデータ列に分解し、
            // それぞれ長さfftSizeになるように末尾に0を追加してx0(n)、x1(n)を得る。
            //Parallel.For(0, x.Length / fragmentSize, i => {
            for (int i = 0; i < (x.Length + fragmentSize - 1) / fragmentSize; ++i)
            {
                var xf    = new WWComplex[fftSize];
                int count = fragmentSize;
                if (x.Length < (i + 1) * fragmentSize)
                {
                    count = x.Length - i * fragmentSize;
                }
                Array.Copy(x, i * fragmentSize, xf, 0, count);
                var Xf = fft.ForwardFft(xf);
                var Yf = WWComplex.Mul(Hf, Xf);
                var yf = fft.InverseFft(Yf);

                for (int j = 0; j < fftSize; ++j)
                {
                    if (r.Length <= i * fragmentSize + j)
                    {
                        break;
                    }
                    r[i * fragmentSize + j].Add(yf[j]);
                }
            }
            ;

            return(r);
        }
コード例 #5
0
        private void InspectFilter(double[] coeff, int nFFT)
        {
            var time = new WWComplex[nFFT];
            for (int i = 0; i < time.Count(); ++i) {
                if (i < coeff.Count()) {
                    time[i] = new WWComplex(coeff[i], 0.0);
                } else {
                    time[i] = new WWComplex(0.0, 0.0);
                }
            }

            var freq = new WWComplex[nFFT];

            var fft = new WWRadix2Fft(nFFT);
            fft.ForwardFft(time, freq);

            for (int i = 0; i < freq.Count()/2; ++i) {
                Console.WriteLine("{0}, {1}, {2}", i, freq[i].Magnitude(), freq[i].Phase());
            }
        }
コード例 #6
0
        public override double[] FilterDo(double[] inPcm)
        {
            // この計算で求めるのは、mChannelId==0のとき左耳, mChannelId==1のとき右耳の音。mChannelIdは耳のチャンネル番号。
            // 入力データとしてmPcmAllChannelsが使用できる。mPcmAllChannels[0]==左スピーカーの音、mPcmAllChannels[1]==右スピーカーの音。

            int fftLength = ((int)mNumSamples < mCoeffs[0].Length) ? mCoeffs[0].Length : (int)mNumSamples;

            fftLength = WWRadix2Fft.NextPowerOf2(fftLength);

            // 左スピーカーの音=mPcmAllChannels[0]
            // 左スピーカーと耳chの相互作用のCoeff==mCoeffs[ch]
            var leftSpeaker = FFTFir(mPcmAllChannels[0], mCoeffs[mChannelId + 0], fftLength);

            // 右スピーカーの音=mPcmAllChannels[1]
            // 右スピーカーと耳chの相互作用のCoeff==mCoeffs[ch+2]
            var rightSpeaker = FFTFir(mPcmAllChannels[1], mCoeffs[mChannelId + 2], fftLength);

            var mixed = Add(leftSpeaker, rightSpeaker);

            return(mixed);
        }
コード例 #7
0
        public WWComplex[] ConvolutionFft(WWComplex[] h, WWComplex[] x)
        {
            var r       = new WWComplex[h.Length + x.Length - 1];
            int fftSize = WWRadix2Fft.NextPowerOf2(r.Length);
            var h2      = new WWComplex[fftSize];

            Array.Copy(h, 0, h2, 0, h.Length);
            var x2 = new WWComplex[fftSize];

            Array.Copy(x, 0, x2, 0, x.Length);

            var fft = new WWRadix2Fft(fftSize);
            var H   = fft.ForwardFft(h2);
            var X   = fft.ForwardFft(x2);

            var Y = WWComplex.Mul(H, X);

            var y = fft.InverseFft(Y);

            Array.Copy(y, 0, r, 0, r.Length);
            return(r);
        }
コード例 #8
0
        public override double[] FilterDo(double[] inPcm)
        {
            System.Diagnostics.Debug.Assert(inPcm.Length == NumOfSamplesNeeded());

            var inPcmR = new double[FftLength];

            if (mFirst)
            {
                Array.Copy(inPcm, 0, inPcmR, HalfOverlapLength, inPcm.Length);
            }
            else
            {
                System.Diagnostics.Debug.Assert(mOverlapSamples != null);
                System.Diagnostics.Debug.Assert(mOverlapSamples.Length == HalfOverlapLength * 2);
                Array.Copy(mOverlapSamples, 0, inPcmR, 0, HalfOverlapLength * 2);
                mOverlapSamples = null;
                Array.Copy(inPcm, 0, inPcmR, HalfOverlapLength * 2, inPcm.Length);
            }

            var inPcmT = new WWComplex[FftLength];

            for (int i = 0; i < inPcmT.Length; ++i)
            {
                inPcmT[i] = new WWComplex(inPcmR[i], 0);
            }

            {
                // inPcmTの出力されず捨てられる領域に窓関数を掛ける。
                // Kaiser窓(α==9)をかける
                var w = WWWindowFunc.KaiserWindow(HalfOverlapLength * 2, 9.0);
                for (int i = 0; i < HalfOverlapLength; ++i)
                {
                    inPcmT[i].Mul(w[i]);
                    inPcmT[FftLength - i - 1].Mul(w[i]);
                }
            }

            // inPcmTをFFTしてinPcmFを得る。
            WWComplex[] inPcmF;
            {
                var fft = new WWRadix2Fft(FftLength);
                inPcmF = fft.ForwardFft(inPcmT);
            }
            inPcmT = null;

            // inPcmFを0で水増ししたデータoutPcmFを作ってローパスフィルターを通し逆FFTしoutPcmTを得る。

            var outPcmF = new WWComplex[UpsampleFftLength];

            for (int i = 0; i < outPcmF.Length; ++i)
            {
                if (i <= FftLength / 2)
                {
                    outPcmF[i].CopyFrom(inPcmF[i]);
                }
                else if (UpsampleFftLength - FftLength / 2 <= i)
                {
                    int pos = i + FftLength - UpsampleFftLength;
                    outPcmF[i].CopyFrom(inPcmF[pos]);
                }
                else
                {
                    // do nothing
                }
                outPcmF[i].Mul(mFreqFilter[i]);
            }
            inPcmF = null;

            WWComplex[] outPcmT;
            {
                var fft = new WWRadix2Fft(UpsampleFftLength);
                outPcmT = fft.InverseFft(outPcmF, 1.0 / FftLength);
            }
            outPcmF = null;

            // outPcmTの実数成分を戻り値とする。
            var outPcm = new double[Factor * (FftLength - HalfOverlapLength * 2)];

            for (int i = 0; i < outPcm.Length; ++i)
            {
                outPcm[i] = outPcmT[i + Factor * HalfOverlapLength].real;
            }
            outPcmT = null;

            // 次回計算に使用するオーバーラップ部分のデータをmOverlapSamplesに保存。
            // オーバラップ部分==inPcmRの最後の方
            mOverlapSamples = new double[HalfOverlapLength * 2];
            Array.Copy(inPcmR, inPcmR.Length - HalfOverlapLength * 2, mOverlapSamples, 0, HalfOverlapLength * 2);

            if (mFirst)
            {
                mFirst = false;
            }

            return(outPcm);
        }
コード例 #9
0
ファイル: CrossfeedFilter.cs プロジェクト: kekyo/PlayPcmWin
        private double[] FFTFir(double[] inPcm, double[] coef, int fftLength)
        {
            var fft = new WWRadix2Fft(fftLength);
            var inTime = new WWComplex[fftLength];

            for (int i = 0; i < mNumSamples; ++i) {
                inTime[i].real = inPcm[i];
            }

            var inFreq = fft.ForwardFft(inTime);
            inTime = null;

            var coefTime = new WWComplex[fftLength];
            for (int i = 0; i < mCoeffs[mChannelId * 2].Length; ++i) {
                coefTime[i].real = coef[i];
            }

            var coefFreq = fft.ForwardFft(coefTime);
            coefTime = null;

            var mulFreq = Mul(inFreq, coefFreq);
            inFreq = null;
            coefFreq = null;

            var mulTime = fft.InverseFft(mulFreq);
            mulFreq = null;

            var result = new double[inPcm.Length];
            for (int i = 0; i < inPcm.Length; ++i) {
                result[i] = mulTime[i].real;
            }
            mulTime = null;

            return result;
        }
コード例 #10
0
        private void DesignCutoffFilter()
        {
            var fromF = new WWComplex[FILTER_LENP1];

            // バターワースフィルター
            // 1次 = 6dB/oct
            // 2次 = 12dB/oct

            double orderX2 = 2.0 * (FilterSlopeDbOct / 6.0);

            double cutoffRatio = CutoffFrequency / (SampleRate/2);

            // フィルタのF特
            fromF[0].real = 1.0f;
            for (int i=1; i <= FILTER_LENP1 / 2; ++i) {
                double omegaRatio = i * (1.0 / (FILTER_LENP1 / 2));
                double v = Math.Sqrt(1.0 / (1.0 + Math.Pow(omegaRatio / cutoffRatio, orderX2)));
                if (Math.Abs(v) < Math.Pow(0.5, 24)) {
                    v = 0.0;
                }
                fromF[i].real = v;
            }
            for (int i=1; i < FILTER_LENP1 / 2; ++i) {
                fromF[FILTER_LENP1 - i].real = fromF[i].real;
            }

            // IFFTでfromFをfromTに変換
            var fromT   = new WWComplex[FILTER_LENP1];
            {
                var fft = new WWRadix2Fft(FILTER_LENP1);
                fft.ForwardFft(fromF, fromT);

                double compensation = 1.0 / (FILTER_LENP1 * cutoffRatio);
                for (int i=0; i < FILTER_LENP1; ++i) {
                    fromT[i].Set(
                            fromT[i].real      * compensation,
                            fromT[i].imaginary * compensation);
                }
            }
            fromF = null;

            // fromTの中心がFILTER_LENGTH/2番に来るようにする。
            // delayT[0]のデータはfromF[FILTER_LENGTH/2]だが、非対称になるので入れない
            // このフィルタの遅延はFILTER_LENGTH/2サンプルある

            var delayT = new WWComplex[FILTER_LENP1];
            for (int i=1; i < FILTER_LENP1 / 2; ++i) {
                delayT[i] = fromT[i + FILTER_LENP1 / 2];
            }
            for (int i=0; i < FILTER_LENP1 / 2; ++i) {
                delayT[i + FILTER_LENP1 / 2] = fromT[i];
            }
            fromT = null;

            // Kaiser窓をかける
            var w = WWWindowFunc.KaiserWindow(FILTER_LENP1 + 1, 9.0);
            for (int i=0; i < FILTER_LENP1; ++i) {
                delayT[i].Mul(w[i]);
            }

            var delayTL = new WWComplex[FFT_LEN];
            for (int i=0; i < delayT.Length; ++i) {
                delayTL[i] = delayT[i];
            }
            delayT = null;

            // できたフィルタをFFTする
            var delayF = new WWComplex[FFT_LEN];
            {
                var fft = new WWRadix2Fft(FFT_LEN);
                fft.ForwardFft(delayTL, delayF);

                for (int i=0; i < FFT_LEN; ++i) {
                    delayF[i].Mul(cutoffRatio);
                }
            }
            delayTL = null;

            mFilterFreq = delayF;
        }
コード例 #11
0
        public override double[] FilterDo(double[] inPcm)
        {
            System.Diagnostics.Debug.Assert(inPcm.LongLength <= NumOfSamplesNeeded());

            // Overlap and add continuous FFT

            var inTime = new WWComplex[FFT_LEN];
            for (int i=0; i < inPcm.LongLength; ++i) {
                inTime[i] = new WWComplex(inPcm[i], 0.0);
            }

            // FFTでinTimeをinFreqに変換
            var inFreq = new WWComplex[FFT_LEN];
            {
                var fft = new WWRadix2Fft(FFT_LEN);
                fft.ForwardFft(inTime, inFreq);
            }
            inTime = null;

            // FFT後、フィルターHの周波数ドメインデータを掛ける
            for (int i=0; i < FFT_LEN; ++i) {
                inFreq[i].Mul(mFilterFreq[i]);
            }

            // inFreqをIFFTしてoutTimeに変換
            var outTime = new WWComplex[FFT_LEN];
            {
                var outTimeS = new WWComplex[FFT_LEN];
                var fft = new WWRadix2Fft(FFT_LEN);
                fft.InverseFft(inFreq, outTime);
            }
            inFreq = null;

            double [] outReal;
            if (mFirstFilterDo) {
                // 最初のFilterDo()のとき、フィルタの遅延サンプル数だけ先頭サンプルを削除する。
                outReal = new double[NumOfSamplesNeeded() - FILTER_DELAY];
                for (int i=0; i < outReal.Length; ++i) {
                    outReal[i] = outTime[i+FILTER_DELAY].real;
                }
                mFirstFilterDo = false;
            } else {
                outReal = new double[NumOfSamplesNeeded()];
                for (int i=0; i < outReal.Length; ++i) {
                    outReal[i] = outTime[i].real;
                }
            }

            // 前回のIFFT結果の最後のFILTER_LENGTH-1サンプルを先頭に加算する
            if (null != mIfftAddBuffer) {
                for (int i=0; i < mIfftAddBuffer.Length; ++i) {
                    outReal[i] += mIfftAddBuffer[i];
                }
            }

            // 今回のIFFT結果の最後のFILTER_LENGTH-1サンプルをmIfftAddBufferとして保存する
            mIfftAddBuffer = new double[FILTER_LENP1];
            for (int i=0; i < mIfftAddBuffer.Length; ++i) {
                mIfftAddBuffer[i] = outTime[outTime.Length - mIfftAddBuffer.Length + i].real;
            }
            outTime = null;

            return outReal;
        }
コード例 #12
0
ファイル: FftUpsampler.cs プロジェクト: kekyo/PlayPcmWin
        public override double[] FilterDo(double[] inPcm)
        {
            System.Diagnostics.Debug.Assert(inPcm.Length == NumOfSamplesNeeded());

            var inPcmR = new double[FftLength];
            if (mFirst) {
                Array.Copy(inPcm, 0, inPcmR, HalfOverlapLength, inPcm.Length);
            } else {
                System.Diagnostics.Debug.Assert(mOverlapSamples != null);
                System.Diagnostics.Debug.Assert(mOverlapSamples.Length == HalfOverlapLength * 2);
                Array.Copy(mOverlapSamples, 0, inPcmR, 0, HalfOverlapLength * 2);
                mOverlapSamples = null;
                Array.Copy(inPcm, 0, inPcmR, HalfOverlapLength * 2, inPcm.Length);
            }

            var inPcmT = new WWComplex[FftLength];
            for (int i=0; i < inPcmT.Length; ++i) {
                inPcmT[i] = new WWComplex(inPcmR[i], 0);
            }

            {
                // inPcmTの出力されず捨てられる領域に窓関数を掛ける。
                // Kaiser窓(α==9)をかける
                var w = WWWindowFunc.KaiserWindow(HalfOverlapLength * 2, 9.0);
                for (int i = 0; i < HalfOverlapLength; ++i) {
                    inPcmT[i].Mul(w[i]);
                    inPcmT[FftLength - i - 1].Mul(w[i]);
                }
            }

            // inPcmTをFFTしてinPcmFを得る。
            WWComplex[] inPcmF;
            {
                var fft = new WWRadix2Fft(FftLength);
                inPcmF = fft.ForwardFft(inPcmT);
            }
            inPcmT = null;

            // inPcmFを0で水増ししたデータoutPcmFを作ってローパスフィルターを通し逆FFTしoutPcmTを得る。

            var outPcmF = new WWComplex[UpsampleFftLength];
            for (int i=0; i < outPcmF.Length; ++i) {
                if (i <= FftLength / 2) {
                    outPcmF[i].CopyFrom(inPcmF[i]);
                } else if (UpsampleFftLength - FftLength / 2 <= i) {
                    int pos = i + FftLength - UpsampleFftLength;
                    outPcmF[i].CopyFrom(inPcmF[pos]);
                } else {
                    // do nothing
                }
                outPcmF[i].Mul(mFreqFilter[i]);
            }
            inPcmF = null;

            WWComplex[] outPcmT;
            {
                var fft = new WWRadix2Fft(UpsampleFftLength);
                outPcmT = fft.InverseFft(outPcmF, 1.0 / FftLength);
            }
            outPcmF = null;

            // outPcmTの実数成分を戻り値とする。
            var outPcm = new double[Factor * (FftLength - HalfOverlapLength * 2)];
            for (int i=0; i < outPcm.Length; ++i) {
                outPcm[i] = outPcmT[i + Factor * HalfOverlapLength].real;
            }
            outPcmT = null;

            // 次回計算に使用するオーバーラップ部分のデータをmOverlapSamplesに保存。
            // オーバラップ部分==inPcmRの最後の方
            mOverlapSamples = new double[HalfOverlapLength * 2];
            Array.Copy(inPcmR, inPcmR.Length - HalfOverlapLength * 2, mOverlapSamples, 0, HalfOverlapLength * 2);

            if (mFirst) {
                mFirst = false;
            }

            return outPcm;
        }
コード例 #13
0
ファイル: OverlappedFft.cs プロジェクト: kekyo/PlayPcmWin
 public void Clear()
 {
     mFft = null;
     mOverlapInputSamples  = null;
     mWindow = null;
 }
コード例 #14
0
        public override double[] FilterDo(double[] inPcm)
        {
            System.Diagnostics.Debug.Assert(inPcm.LongLength == NumOfSamplesNeeded());

            var inPcmR = new double[FftLength];

            if (mFirst)
            {
                Array.Copy(inPcm, 0, inPcmR, OverlapLength, inPcm.LongLength);

                mFirst = false;
            }
            else
            {
                System.Diagnostics.Debug.Assert(mOverlapSamples != null &&
                                                mOverlapSamples.LongLength == OverlapLength * 2);

                Array.Copy(mOverlapSamples, 0, inPcmR, 0, OverlapLength * 2);
                mOverlapSamples = null;
                Array.Copy(inPcm, 0, inPcmR, OverlapLength * 2, inPcm.LongLength);
            }

            // inPcmTをFFTしてinPcmFを得る。
            var inPcmT = new WWComplex[FftLength];

            for (int i = 0; i < inPcmT.Length; ++i)
            {
                inPcmT[i] = new WWComplex(inPcmR[i], 0);
            }

            var inPcmF = new WWComplex[FftLength];

            {
                var fft = new WWRadix2Fft(FftLength);
                fft.ForwardFft(inPcmT, inPcmF);
            }
            inPcmT = null;

            // inPcmFを0で水増ししたデータoutPcmFを作って逆FFTしoutPcmTを得る。

            var UPSAMPLE_FFT_LENGTH = Factor * FftLength;

            var outPcmF = new WWComplex[UPSAMPLE_FFT_LENGTH];

            for (int i = 0; i < outPcmF.Length; ++i)
            {
                if (i <= FftLength / 2)
                {
                    outPcmF[i].CopyFrom(inPcmF[i]);
                    if (i == FftLength / 2)
                    {
                        outPcmF[i].Mul(0.5);
                    }
                }
                else if (UPSAMPLE_FFT_LENGTH - FftLength / 2 <= i)
                {
                    int pos = i + FftLength - UPSAMPLE_FFT_LENGTH;
                    outPcmF[i].CopyFrom(inPcmF[pos]);
                    if (outPcmF.Length - FftLength / 2 == i)
                    {
                        outPcmF[i].Mul(0.5);
                    }
                }
                else
                {
                    // do nothing
                }
            }
            inPcmF = null;
            var outPcmT = new WWComplex[UPSAMPLE_FFT_LENGTH];

            {
                var fft = new WWRadix2Fft(UPSAMPLE_FFT_LENGTH);
                fft.InverseFft(outPcmF, outPcmT, 1.0 / FftLength);
            }
            outPcmF = null;

            // outPcmTの実数成分を戻り値とする。
            var outPcm = new double[Factor * (FftLength - OverlapLength * 2)];

            for (int i = 0; i < outPcm.Length; ++i)
            {
                outPcm[i] = outPcmT[i + Factor * OverlapLength].real;
            }
            outPcmT = null;

            // 次回計算に使用するオーバーラップ部分のデータをmOverlapSamplesに保存。
            mOverlapSamples = new double[OverlapLength * 2];
            Array.Copy(inPcm, inPcm.LongLength - OverlapLength * 2, mOverlapSamples, 0, OverlapLength * 2);

            return(outPcm);
        }
コード例 #15
0
        public override double[] FilterDo(double[] inPcm)
        {
            System.Diagnostics.Debug.Assert(inPcm.LongLength == NumOfSamplesNeeded());

            var inPcmR = new double[FftLength];
            if (mFirst) {
                Array.Copy(inPcm, 0, inPcmR, OverlapLength, inPcm.LongLength);

                mFirst = false;
            } else {
                System.Diagnostics.Debug.Assert(mOverlapSamples != null
                        && mOverlapSamples.LongLength == OverlapLength*2);

                Array.Copy(mOverlapSamples, 0, inPcmR, 0, OverlapLength * 2);
                mOverlapSamples = null;
                Array.Copy(inPcm, 0, inPcmR, OverlapLength * 2, inPcm.LongLength);
            }

            // inPcmTをFFTしてinPcmFを得る。
            var inPcmT = new WWComplex[FftLength];
            for (int i=0; i < inPcmT.Length; ++i) {
                inPcmT[i] = new WWComplex(inPcmR[i], 0);
            }

            var inPcmF = new WWComplex[FftLength];
            {
                var fft = new WWRadix2Fft(FftLength);
                fft.ForwardFft(inPcmT, inPcmF);
            }
            inPcmT = null;

            // inPcmFを0で水増ししたデータoutPcmFを作って逆FFTしoutPcmTを得る。

            var UPSAMPLE_FFT_LENGTH = Factor * FftLength;

            var outPcmF = new WWComplex[UPSAMPLE_FFT_LENGTH];
            for (int i=0; i < outPcmF.Length; ++i) {
                if (i <= FftLength / 2) {
                    outPcmF[i].CopyFrom(inPcmF[i]);
                    if (i == FftLength / 2) {
                        outPcmF[i].Mul(0.5);
                    }
                } else if (UPSAMPLE_FFT_LENGTH - FftLength / 2 <= i) {
                    int pos = i + FftLength - UPSAMPLE_FFT_LENGTH;
                    outPcmF[i].CopyFrom(inPcmF[pos]);
                    if (outPcmF.Length - FftLength / 2 == i) {
                        outPcmF[i].Mul(0.5);
                    }
                } else {
                    // do nothing
                }
            }
            inPcmF = null;
            var outPcmT = new WWComplex[UPSAMPLE_FFT_LENGTH];
            {
                var fft = new WWRadix2Fft(UPSAMPLE_FFT_LENGTH);
                fft.InverseFft(outPcmF, outPcmT, 1.0 / FftLength);
            }
            outPcmF = null;

            // outPcmTの実数成分を戻り値とする。
            var outPcm = new double[Factor * (FftLength - OverlapLength*2)];
            for (int i=0; i < outPcm.Length; ++i) {
                outPcm[i] = outPcmT[i + Factor * OverlapLength].real;
            }
            outPcmT = null;

            // 次回計算に使用するオーバーラップ部分のデータをmOverlapSamplesに保存。
            mOverlapSamples = new double[OverlapLength * 2];
            Array.Copy(inPcm, inPcm.LongLength - OverlapLength * 2, mOverlapSamples, 0, OverlapLength * 2);

            return outPcm;
        }
コード例 #16
0
 public void Clear()
 {
     mFft = null;
     mOverlapInputSamples = null;
     mWindow = null;
 }
コード例 #17
0
        private void DesignCutoffFilter()
        {
            var fromF = new WWComplex[FILTER_LENP1];

            // バターワースフィルター
            // 1次 = 6dB/oct
            // 2次 = 12dB/oct

            double orderX2 = 2.0 * (FilterSlopeDbOct / 6.0);

            double cutoffRatio = CutoffFrequency / (SampleRate / 2);

            // フィルタのF特
            fromF[0].real = 1.0f;
            for (int i = 1; i <= FILTER_LENP1 / 2; ++i)
            {
                double omegaRatio = i * (1.0 / (FILTER_LENP1 / 2));
                double v          = Math.Sqrt(1.0 / (1.0 + Math.Pow(omegaRatio / cutoffRatio, orderX2)));
                if (Math.Abs(v) < Math.Pow(0.5, 24))
                {
                    v = 0.0;
                }
                fromF[i].real = v;
            }
            for (int i = 1; i < FILTER_LENP1 / 2; ++i)
            {
                fromF[FILTER_LENP1 - i].real = fromF[i].real;
            }

            // IFFTでfromFをfromTに変換
            var fromT = new WWComplex[FILTER_LENP1];

            {
                var fft = new WWRadix2Fft(FILTER_LENP1);
                fft.ForwardFft(fromF, fromT);

                double compensation = 1.0 / (FILTER_LENP1 * cutoffRatio);
                for (int i = 0; i < FILTER_LENP1; ++i)
                {
                    fromT[i].Set(
                        fromT[i].real * compensation,
                        fromT[i].imaginary * compensation);
                }
            }
            fromF = null;

            // fromTの中心がFILTER_LENGTH/2番に来るようにする。
            // delayT[0]のデータはfromF[FILTER_LENGTH/2]だが、非対称になるので入れない
            // このフィルタの遅延はFILTER_LENGTH/2サンプルある

            var delayT = new WWComplex[FILTER_LENP1];

            for (int i = 1; i < FILTER_LENP1 / 2; ++i)
            {
                delayT[i] = fromT[i + FILTER_LENP1 / 2];
            }
            for (int i = 0; i < FILTER_LENP1 / 2; ++i)
            {
                delayT[i + FILTER_LENP1 / 2] = fromT[i];
            }
            fromT = null;

            // Kaiser窓をかける
            var w = WWWindowFunc.KaiserWindow(FILTER_LENP1 + 1, 9.0);

            for (int i = 0; i < FILTER_LENP1; ++i)
            {
                delayT[i].Mul(w[i]);
            }

            var delayTL = new WWComplex[FFT_LEN];

            for (int i = 0; i < delayT.Length; ++i)
            {
                delayTL[i] = delayT[i];
            }
            delayT = null;

            // できたフィルタをFFTする
            var delayF = new WWComplex[FFT_LEN];

            {
                var fft = new WWRadix2Fft(FFT_LEN);
                fft.ForwardFft(delayTL, delayF);

                for (int i = 0; i < FFT_LEN; ++i)
                {
                    delayF[i].Mul(cutoffRatio);
                }
            }
            delayTL = null;

            mFilterFreq = delayF;
        }
コード例 #18
0
        /// <summary>
        /// バターワースフィルターのFFT coeffs
        /// </summary>
        /// <param name="filterSlopeDbOct">1次 = 6(dB/oct), 2次 = 12(dB/oct)</param>
        /// <returns></returns>
        public static WWComplex[] Design(int sampleRate, double cutoffFrequency, int fftLength, int filterSlopeDbOct)
        {
            int filterLenP1  = fftLength / 4;
            int filterLength = filterLenP1 - 1;

            var fromF = new WWComplex[filterLenP1];

            double orderX2 = 2.0 * (filterSlopeDbOct / 6.0);

            double cutoffRatio = cutoffFrequency / (sampleRate / 2);

            // フィルタのF特
            fromF[0].real = 1.0f;
            for (int i = 1; i <= filterLenP1 / 2; ++i)
            {
                double omegaRatio = i * (1.0 / (filterLenP1 / 2));
                double v          = Math.Sqrt(1.0 / (1.0 + Math.Pow(omegaRatio / cutoffRatio, orderX2)));
                if (Math.Abs(v) < Math.Pow(0.5, 24))
                {
                    v = 0.0;
                }
                fromF[i].real = v;
            }
            for (int i = 1; i < filterLenP1 / 2; ++i)
            {
                fromF[filterLenP1 - i].real = fromF[i].real;
            }

            // IFFTでfromFをfromTに変換
            WWComplex[] fromT;
            {
                var fft = new WWRadix2Fft(filterLenP1);
                fromT = fft.ForwardFft(fromF);

                double compensation = 1.0 / (filterLenP1 * cutoffRatio);
                for (int i = 0; i < filterLenP1; ++i)
                {
                    fromT[i].Set(
                        fromT[i].real * compensation,
                        fromT[i].imaginary * compensation);
                }
            }
            fromF = null;

            // fromTの中心がFILTER_LENGTH/2番に来るようにする。
            // delayT[0]のデータはfromF[FILTER_LENGTH/2]だが、非対称になるので入れない
            // このフィルタの遅延はFILTER_LENGTH/2サンプルある

            var delayT = new WWComplex[filterLenP1];

            for (int i = 1; i < filterLenP1 / 2; ++i)
            {
                delayT[i] = fromT[i + filterLenP1 / 2];
            }
            for (int i = 0; i < filterLenP1 / 2; ++i)
            {
                delayT[i + filterLenP1 / 2] = fromT[i];
            }
            fromT = null;

            // Kaiser窓をかける
            var w = WWWindowFunc.KaiserWindow(filterLenP1 + 1, 9.0);

            for (int i = 0; i < filterLenP1; ++i)
            {
                delayT[i].Mul(w[i]);
            }

            var delayTL = new WWComplex[fftLength];

            for (int i = 0; i < delayT.Length; ++i)
            {
                delayTL[i] = delayT[i];
            }
            delayT = null;

            // できたフィルタをFFTする
            WWComplex[] delayF;
            {
                var fft = new WWRadix2Fft(fftLength);
                delayF = fft.ForwardFft(delayTL);

                for (int i = 0; i < fftLength; ++i)
                {
                    delayF[i].Mul(cutoffRatio);
                }
            }
            delayTL = null;

            return(delayF);
        }
コード例 #19
0
        public override double[] FilterDo(double[] inPcm)
        {
            System.Diagnostics.Debug.Assert(inPcm.LongLength <= NumOfSamplesNeeded());
            var fft = new WWRadix2Fft(FFT_LEN);

            // Overlap and add continuous FFT

            var inTime = new WWComplex[FFT_LEN];

            for (int i = 0; i < inPcm.Length; ++i)
            {
                inTime[i].real = inPcm[i];
            }

            // FFTでinTimeをinFreqに変換
            var inFreq = fft.ForwardFft(inTime);

            inTime = null;

            // FFT後、フィルターHの周波数ドメインデータを掛ける
            var mulFreq = WWComplex.Mul(inFreq, mFilterFreq);

            inFreq = null;

            // inFreqをIFFTしてoutTimeに変換
            var outTime = fft.InverseFft(mulFreq);

            mulFreq = null;

            double [] outReal;
            if (mFirstFilterDo)
            {
                // 最初のFilterDo()のとき、フィルタの遅延サンプル数だけ先頭サンプルを削除する。
                outReal = new double[NumOfSamplesNeeded() - FILTER_DELAY];
                for (int i = 0; i < outReal.Length; ++i)
                {
                    outReal[i] = outTime[i + FILTER_DELAY].real;
                }
                mFirstFilterDo = false;
            }
            else
            {
                outReal = new double[NumOfSamplesNeeded()];
                for (int i = 0; i < outReal.Length; ++i)
                {
                    outReal[i] = outTime[i].real;
                }
            }

            // 前回のIFFT結果の最後のFILTER_LENGTH-1サンプルを先頭に加算する
            if (null != mIfftAddBuffer)
            {
                for (int i = 0; i < mIfftAddBuffer.Length; ++i)
                {
                    outReal[i] += mIfftAddBuffer[i];
                }
            }

            // 今回のIFFT結果の最後のFILTER_LENGTH-1サンプルをmIfftAddBufferとして保存する
            mIfftAddBuffer = new double[FILTER_LENP1];
            for (int i = 0; i < mIfftAddBuffer.Length; ++i)
            {
                mIfftAddBuffer[i] = outTime[outTime.Length - mIfftAddBuffer.Length + i].real;
            }
            outTime = null;

            return(outReal);
        }
コード例 #20
0
ファイル: ButterworthFilter.cs プロジェクト: kekyo/PlayPcmWin
        /// <summary>
        /// バターワースフィルターのFFT coeffs
        /// </summary>
        /// <param name="filterSlopeDbOct">1次 = 6(dB/oct), 2次 = 12(dB/oct)</param>
        /// <returns></returns>
        public static WWComplex[] Design(int sampleRate, double cutoffFrequency, int fftLength, int filterSlopeDbOct)
        {
            int filterLenP1 = fftLength / 4;
            int filterLength = filterLenP1 - 1;

            var fromF = new WWComplex[filterLenP1];

            double orderX2 = 2.0 * (filterSlopeDbOct / 6.0);

            double cutoffRatio = cutoffFrequency / (sampleRate / 2);

            // フィルタのF特
            fromF[0].real = 1.0f;
            for (int i = 1; i <= filterLenP1 / 2; ++i) {
                double omegaRatio = i * (1.0 / (filterLenP1 / 2));
                double v = Math.Sqrt(1.0 / (1.0 + Math.Pow(omegaRatio / cutoffRatio, orderX2)));
                if (Math.Abs(v) < Math.Pow(0.5, 24)) {
                    v = 0.0;
                }
                fromF[i].real = v;
            }
            for (int i = 1; i < filterLenP1 / 2; ++i) {
                fromF[filterLenP1 - i].real = fromF[i].real;
            }

            // IFFTでfromFをfromTに変換
            WWComplex[] fromT;
            {
                var fft = new WWRadix2Fft(filterLenP1);
                fromT = fft.ForwardFft(fromF);

                double compensation = 1.0 / (filterLenP1 * cutoffRatio);
                for (int i = 0; i < filterLenP1; ++i) {
                    fromT[i].Set(
                            fromT[i].real * compensation,
                            fromT[i].imaginary * compensation);
                }
            }
            fromF = null;

            // fromTの中心がFILTER_LENGTH/2番に来るようにする。
            // delayT[0]のデータはfromF[FILTER_LENGTH/2]だが、非対称になるので入れない
            // このフィルタの遅延はFILTER_LENGTH/2サンプルある

            var delayT = new WWComplex[filterLenP1];
            for (int i = 1; i < filterLenP1 / 2; ++i) {
                delayT[i] = fromT[i + filterLenP1 / 2];
            }
            for (int i = 0; i < filterLenP1 / 2; ++i) {
                delayT[i + filterLenP1 / 2] = fromT[i];
            }
            fromT = null;

            // Kaiser窓をかける
            var w = WWWindowFunc.KaiserWindow(filterLenP1 + 1, 9.0);
            for (int i = 0; i < filterLenP1; ++i) {
                delayT[i].Mul(w[i]);
            }

            var delayTL = new WWComplex[fftLength];
            for (int i = 0; i < delayT.Length; ++i) {
                delayTL[i] = delayT[i];
            }
            delayT = null;

            // できたフィルタをFFTする
            WWComplex[] delayF;
            {
                var fft = new WWRadix2Fft(fftLength);
                delayF = fft.ForwardFft(delayTL);

                for (int i = 0; i < fftLength; ++i) {
                    delayF[i].Mul(cutoffRatio);
                }
            }
            delayTL = null;

            return delayF;
        }