主要内容

测量音频延迟

此示例显示了如何测量音频设备的延迟。该示例使用AudiolatencyMeasurementExamPleapp,从而使用audioplayerRecorder以及测试信号和互相关以确定延迟。为避免磁盘访问干扰,首先将测试信号加载到DSP.Asyncubuffer对象中,并且通过音频设备从该对象流传输帧。

介绍

笼统,延迟被定义为从音频信号进入系统直到退出时的时间。在数字音频处理链中,有多个引起延迟的参数:

  1. 硬件(包括A/D和D/A转换)

  2. 与系统声卡通信的音频驱动程序

  3. 采样率

  4. 每帧样品(缓冲区大小)

  5. 算法延迟(例如,通过过滤器或音频效果引入的延迟)

此示例显示如何测量往返延迟。也就是说,通过设备播放音频时发生的延迟,用物理环回电缆循环音频,并使用相同的音频设备记录环回音频。为了计算您自己的音频设备的延迟,您需要使用环回电缆连接音频输出和音频。

往返延迟不会分解输出延迟和输入延迟之间的测量。它只测量两者的综合效果。此外,大多数实际应用程序不会使用环回设置。通常,处理链包括录制音频,处理它并播放处理的音频。但是,所涉及的延迟应该是其他任何方式,提供了其他因素(帧大小,采样率,算法延迟)不改变。

硬件延迟

较小的外形尺寸和更高的采样率减少往返延迟。然而,权衡是发生的辍学机会的可能性(超统/欠跑)。

除了潜在的延迟之外,音频算法中涉及的处理量也可以导致丢失。

用audiolatencymeasurementexampreapp.m测量延迟

函数audiolatencymeasurementexampleapp计算给定设置的循环延迟以毫秒为单位。还提出了超支和underruns。如果overruns / underruns不为零,则结果可能无效。例如:

audiolatencymeasurementexampleapp('samplesperframe',64,'采样率'48岁的e3)%本例中的测量是在macOS上完成的。对于大多数%测量值,使用Steinberg UR22外部USB设备。为了使用自定义I / O通道进行测量,RME Fireface UFX +设备是% 用过的。该RME设备的延迟较低,而不是Steinberg设备%给定采样率/帧大小组合。在Windows上使用测量% ASIO驱动程序应该得到相似的值。
为框架化64完成试验64.NAS = 1×5表样本框架Samplerve_khz Latency_ms overruns undruns _______________ _______________________________44 48 8.3125 0 0

测量延迟时的一些提示

只有最小化计算机执行的其他任务,才能对通用操作系统进行实时处理。建议:

  1. 关闭所有其他程序

  2. 确保不会发生undruns / overruns

  3. 使用足够大的缓冲区大小(SamplesPerframe),以确保一致的无丢失行为

  4. 确保您的硬件设置(缓冲区大小,采样率)将输入与FormeCelaty匹配

在Windows上,您可以使用asiosettings功能来启动对话框来控制硬件设置。在macOS上,您应该启动Audio MIDI设置。

当使用ASIO(或CoreAudio与Mac OS)时,延迟测量是一致的,只要没有退出发生。对于较小的缓冲区,可以在一个实例中获得一个干净的度量值,然后在下一个实例中退出。Ntrials选项可用于在测量延迟时确保一致的退出行为。例如,要执行3个测量,使用:

audiolatencymeasurementexampleapp('samplesperframe',96,......'采样率',48E3,'ntrial'3,3)
试验(S)框架尺寸96. ANS = 3×5表SamplesPerFrame SampleRate_kHz Latency_ms树精欠载_______________ ______________ __________ ________ _________ 96 48 10.312 0 0 96 48 10.312 0 0 96 48 10.312 0 0进行

不同缓冲区大小的测量

在MacOS,还可以尝试不同的帧大小不改变硬件设置。要使这种方便,可以指定SamplesPerframe的向量:

缓冲= [64; 96; 128];T = audioLatencyMeasurementExampleApp('samplesperframe'BufferSizes)%注意,对于缓冲区大小的每个样本增量,额外的%延迟是3 * samplesperframeIncrement / samplege(仅限麦克斯)。
框架尺寸128. T = 3×5表SamplesPerFrame SampleRate_kHz Latency_ms树精欠载_______________ ______________ __________ ________ _________ 64 48 8.3125 0 0 96 48完成试验(个),框架尺寸96.试验(一个或多个)来完成框架尺寸64.试验(一个或多个)来完成10.312 0 0 128 48 12.312 0 0

具体地,在前面的示例中,增量是

3 * (128 - 96, 96 - 64) / 48 e3%此外,请注意,还确定了实际缓冲等待时间%到3 * samplesperframe / samplerate。从测量中减去此值%延迟给出了设备引入的延迟的量度(组合A / D转换,D / A转换和驱动器的效果)。上面的数字由于设备特定因素,%指示约4.3125 ms延迟。t.latency_ms  -  3 * Buffersize / 48
ANS = 0.0020 0.0020 ANS = 4.3125 4.3125 4.3125

指定自定义输入/输出通道

到目前为止执行的测量假设通道#1用于输入和输出。如果您的设备具有连接到其他通道的环回电缆,则可以使用iochannels选项指定它们以Formedelaty。这被指定为2元件向量,对应于要使用的输入和输出通道(测量始终在单声道信号上)。例如,对于RME Fireface UFX +:

audiolatencymeasurementexampleapp('samplesperframe',[32 64 96],......'采样率',96e3,'设备''的Fireface UFX +(23767940)'......“IOChannels”,[1 3])
框架尺寸96. ANS = 3×5表SamplesPerFrame SampleRate_kHz Latency_ms树精欠载_______________ ______________ __________ _________ __________ 32 96 2.6458 0 32 64 96试验进行(一个或多个),用于框架尺寸64试验(一个或多个)来完成框架尺寸32试验(一个或多个)来完成3.6458 0 0 96 96 4.6458 0 0

算法延迟

到目前为止的测量率未包含算法延迟。因此,它们代表可以为给定的设备,缓冲区大小和采样率实现的最小往返延迟。您可以添加线性阶段FIR滤波器处理链以验证延迟测量是否正常。此外,它提供了一种验证给定工作量下实时音频处理的鲁棒性的方法。例如,

l = 961;FS = 48E3;audiolatencymeasurementexampleapp('samplesperframe',128,......'采样率',fs,'filterlength',l,'ntrial'3,3)滤波器引入的延迟由过滤器给出%群延迟。GroupDelay =(L-1)/ 2 / FS当使用a时,组延迟占额外的10毫秒延迟%961  - 抽头线性相位FIR滤波器与最小可实现的延迟。
试验(S)框架尺寸128 ANS = 3×6表SamplesPerFrame SampleRate_kHz FilterLength Latency_ms树精欠载_______________ ______________ ____________ __________ ________ _________ 128 48 961 22.312 0 0 128 48 961 22.312 0 0 128 48 961 22.312 0 0 GroupDelay = 0.0100进行

绘制原始和录制的信号

%延迟测量通过互连源来确定%音频信号,带有延迟版本的信号后%环回通过音频设备。您可以使用绘图选项%measureLatency与一起绘制的原始和延迟信号%互相关:audiolatencymeasurementexampleapp('samplesperframe',128,'阴谋',真的)%如果使用可选的FIR滤波,则波形不受影响%,因为所用过滤器具有比测试音频更宽的带宽% 信号。
试验(S)框架尺寸128绘制完成... ANS = 1×5表SamplesPerFrame SampleRate_kHz Latency_ms树精欠载_______________ ______________ __________ ________ _________ 128 48 12.312 0 0