Точный таймер с использованием AudioUnit

Question

Я пытаюсь сделать точный таймер для анализа ввода. Я бы хотел измерить 1% -ное отклонение в сигналах ~ 200 мс. Я понимаю, что с помощью AudioUnit вы сможете получить < 1ms. Я попытался реализации кода из Stefan Popp's example После обновления несколько вещей, чтобы заставить его работать на Xcode 6.3, у меня есть пример работает, однако:

1. В то время как я в конечном счете хочу, чтобы записывать звук, я думал, должен быть каким-то образом получить уведомление, например NSTimer, поэтому я попробовал AudioUnitAddRenderNotify, но он делает именно то, что он говорит, что нужно - то есть привязан к рендерингу, а не только произвольному таймеру. Есть ли способ вызвать обратный вызов, не требующий записи или воспроизведения?

2. Когда я просматриваю mSampleTime, я обнаружил, что интервал между срезами соответствует inNumberFrames - 512 - который работает до 11.6ms. Я вижу такой же интервал как для записи, так и для воспроизведения. Мне нужно больше разрешения, чем это.

Я пытался играть с kAudioSessionProperty_PreferredHardwareIOBufferDuration, но все примеры, которые я мог бы найти использовать устаревшие AudioSessions, поэтому я попытался преобразовать в AudioUnits:

Float32 preferredBufferSize = .001; // in seconds 
status = AudioUnitSetProperty(audioUnit, kAudioSessionProperty_PreferredHardwareIOBufferDuration, kAudioUnitScope_Output, kOutputBus, &preferredBufferSize, sizeof(preferredBufferSize)); 

Но я получаю OSStatus -10879, kAudioUnitErr_InvalidProperty.

Затем я попытался kAudioUnitProperty_MaximumFramesPerSlice со значениями 128 и 256, но inNumberFrames всегда 512.

UInt32 maxFrames = 128; 
status = AudioUnitSetProperty(audioUnit, kAudioUnitProperty_MaximumFramesPerSlice, kAudioUnitScope_Global, 0, &maxFrames, sizeof(maxFrames)); 

[EDIT] Я пытаюсь сравнить сроки вклада (выбор пользователя миди или микрофона) когда это должно быть. В частности, инструмент играет до или после бит/метроном и на сколько? Это для музыкантов, а не для игры, поэтому ожидается точность.

[EDIT] Ответы кажутся повторно активными для событий. Т.е. они позволяют мне точно видеть, когда что-то произошло, однако я не вижу, как я точно делаю . Моя вина за неясность. Мое приложение также должно быть метрономом - синхронизировать воспроизведение щелчка по ритму и мгновенно мигать в такт - тогда я могу проанализировать действие пользователя, чтобы сравнить время. Но если я не смогу точно сыграть в ритме, все остальное развалится. Может быть, я должен записывать аудио - даже если я этого не хочу - просто чтобы получить inTimeStamp из обратного вызова?

[EDIT] В настоящее время мой метроном:

- (void) setupAudio 
{ 
    AVAudioPlayer *audioPlayer; 
    NSString *path = [NSString stringWithFormat:@"%@/click.mp3", [[NSBundle mainBundle] resourcePath]]; 
    NSURL *soundUrl = [NSURL fileURLWithPath:path]; 
    audioPlayer = [[AVAudioPlayer alloc] initWithContentsOfURL:soundUrl error:nil]; 
    [audioPlayer prepareToPlay]; 

    CADisplayLink *syncTimer; 
    syncTimer = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:self selector:@selector(syncFired:)]; 
    syncTimer.frameInterval = 30; 
    [syncTimer addToRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode]; 
} 

-(void)syncFired:(CADisplayLink *)displayLink 
{ 
    [audioPlayer play]; 
} 

Answer 1

Вы должны использовать циклический буфер, и выполнения анализа по сигналу на куски, которые соответствуют нужной количество кадров на свой собственный таймер. Для этого вы настраиваете обратный вызов рендеринга, затем подаете свой круговой буфер входного аудио в обратном вызове. Затем вы настраиваете свой собственный таймер, который вытащит из хвоста буфера и выполнит ваш анализ. Таким образом, вы можете загружать буфер 1024 кадра каждые 0,23 секунды, и ваш таймер анализа может срабатывать, может быть, каждые 0,000725 секунд и анализировать 32 образца. Here - связанный вопрос о круговых буферах.

EDIT

Чтобы получить точность синхронизации с использованием кольцевого буфера, можно также хранить метку времени, соответствующий звуковой буфер. Для этого я использую TPCircularBuffer. TPCircularBufferPrepareEmptyAudioBufferList, TPCircularBufferProduceAudioBufferList и TPCircularBufferNextBufferList будут копировать и извлекать звуковой буфер и временную метку в кольцевой буфер и из него. Затем, когда вы проводите анализ, будет отметка времени, соответствующая каждому буферу, исключая необходимость выполнять всю вашу работу в потоке рендеринга и позволяя вам выбрать и выбрать окно анализа.

Answer 2

Если вы используете что-то вроде взаимной корреляции и/или пикового детектора для поиска согласованного вектора образца в буферном буфере аудио (или кольцевом буфере, содержащем сэмплы), то вы должны иметь возможность отсчитывать образцы между резкими событиями с точностью до одного образца (1/44100 или 0,0226757 миллисекунд при частоте дискретизации 44,1 кГц), плюс или минус некоторая ошибка оценки времени. Для событий, отличающихся от одного буфера аудиоустройства, вы можете суммировать и добавлять количество выборок в промежуточные буферы, чтобы получить более точный временной интервал, чем просто использовать (намного более грубый) буфер.

Однако обратите внимание, что между каждым буфером выборки и звуком громкоговорителя имеется латентность или задержка, а также между подачей звука микрофона и обратными вызовами буфера. Это нужно измерить, так как вы можете измерять время прохождения в оба конца между отправкой буфера выборки и когда функция оценки автокорреляции входного буфера возвращает его обратно. Это то, как долго требуется аппаратное обеспечение для буферизации, конвертирования (аналогового в цифровое и наоборот) и передачи данных. Эта латентность может быть в районе от 2 до 6 раз 5,8 миллисекунды, используя соответствующие настройки аудио сеанса, но может отличаться для разных устройств iOS.

Да, самый точный способ измерения звука - это захват звука и просмотр данных в реальном потоке аудио.