c++ - 放大 WaveForm 音频的正确公式是什么？

Question

我想知道 C++ 中放大 WaveForm 音频的正确公式是什么。

假设有一个 16 位波形数据如下： 0x0000 0x2000, 0x3000, 0x2000, 0x0000, (负部分), ...

由于声学原因，只是将数字加倍不会产生两倍大的音频，如下所示：0x0000 0x4000, 0x6000, 0x4000, 0x0000, (加倍负部分), ...

如果有人对音频修改很了解，请告诉我。

Answer 1

如果将所有样本值加倍，它肯定会听起来“两倍响”，即响亮 6dB。当然，您需要小心避免由于削波而造成的失真——这就是当今所有专业音频处理软件在内部使用浮点采样的主要原因。

最终输出声音数据时，您可能需要返回整数。如果您只是为某些 DAW 编写插件（如果您想编写简单而有效的声音 FX 程序，我会建议您这样做），它会为您完成所有这些工作：您只需获得一个浮点数，用它做一些事情，然后再次输出一个浮点数。但是，例如，如果您想直接输出一个 .wav 文件，您需要首先限制输出，以便将高于 0dB（在通常的浮点流中为 +-1）的所有内容都剪裁为 +-1。然后你可以乘以你想要的整数类型可以达到的最大值-1，然后把它转换成那个类型。完毕。

无论如何，您肯定是对的，以对数方式而不是线性方式缩放音量旋钮很重要（许多消费级程序不这样做，这很愚蠢，因为您最终会使用非常接近旋钮左端的值范围），但这与放大计算本身无关，只是因为我们以对数尺度感知信号的响度。尽管如此，响度本身还是由声压常数因子的简单乘积决定的，而声压因子又与模拟电路中的电压和任何 DSP 中的数字样本值成正比。

另一件事：我不知道你打算走多远，但如果你想真正做到这一点，你不应该只剪掉超过 0dB 的峰值（剪裁听起来非常刺耳），而是实施适当的压缩器/限制器。然后，这将通过降低最响亮部分的电平来自动防止削波。您也不想过度使用（流行音乐通常会被过度压缩，结果会丢失很多动态音乐表达），但它仍然是增加音频电平的“不太危险”的方式。

Answer 2

我每次都使用线性乘法，它从未失败过。例如，它甚至适用于淡出...

所以

float amp=1.2;
short sample;
short newSample=(short)amp*sample;

如果您希望淡出是线性的，请在样本处理循环中执行

amp-=0.03;

如果你想对数，在样本处理循环中做

amp*=0.97;

直到 amp 达到某个小值（amp < 0.1）

Answer 3

这可能只是一个认知问题。您的耳朵（和眼睛 - 查找视频中的伽玛）不会在对输入的线性响应中感知响度。一个很好的模型是你的耳朵会响应感知到 ln(n) 的增加以增加音量。查找线性电位器和音频电位器之间的区别。

无论如何，我不知道这在这里是否重要，因为您的输出放大器可能会解释这一点，但是如果您希望它被感知为两倍响，您可能必须使其响亮 e^2 倍。这可能意味着您现在处于剪辑领域。