dasp

Rust中的数字音频信号处理。

曾是sample crate。

一组crate，提供使用PCM（脉冲编码调制）DSP（数字信号处理）的基础功能。换句话说，dasp提供了一套低级别、高性能的工具，包括用于处理数字音频信号的类型、特性和函数。

dasp库不需要动态分配¹并且没有依赖。目标是设计一个类似于std的库，但用于音频DSP；专注于可移植和快速的基础。

^{1: 除了偶尔有用的特性门控的SignalBus特性外，它可以在将Signal树转换为有向无环图时使用。}

在这里找到API文档。

crate

dasp是一组模块化crate的集合，允许用户选择其项目所需的精确工具集。以下crate包含在本仓库中

库	链接	描述
dasp		包含所有crate特性的顶级API。
dasp_sample		Sample特性、类型、转换和操作。
dasp_frame		Frame特性、类型、转换和操作。
dasp_slice		样本/帧切片的转换和操作。
dasp_ring_buffer		简单的固定和有界环形缓冲区。
dasp_peak		使用半/全正/负波整流器进行峰值检测。
dasp_rms		具有可配置窗口的RMS检测。
dasp_envelope		使用峰值和RMS实现的包络检测。
dasp_interpolate		帧间速率插值（线性、 sinc等）。
dasp_window		窗口函数抽象（汉宁、矩形）。
dasp_signal		音频帧流的迭代器API。

红色虚线表示可选依赖，而黑色线条表示必需依赖。

特性

使用 Sample 特性以最优、性能敏感的方式在任意位深之间进行转换并保持泛型。为所有有符号整数、无符号整数和浮点原始类型提供了实现，以及一些自定义类型，包括 11、20、24 和 48 位有符号和无符号解包整数。例如

assert_eq!((-1.0).to_sample::<u8>(), 0);
assert_eq!(0.0.to_sample::<u8>(), 128);
assert_eq!(0i32.to_sample::<u32>(), 2_147_483_648);
assert_eq!(I24::new(0).unwrap(), Sample::from_sample(0.0));
assert_eq!(0.0, Sample::EQUILIBRIUM);

使用 Frame 特性在特定时间点上保持对通道数量的泛型。为长度最多为 32 个元素的固定大小数组提供了实现。

let foo = [0.1, 0.2, -0.1, -0.2];
let bar = foo.scale_amp(2.0);
assert_eq!(bar, [0.2, 0.4, -0.2, -0.4]);

assert_eq!(Mono::<f32>::EQUILIBRIUM, [0.0]);
assert_eq!(Stereo::<f32>::EQUILIBRIUM, [0.0, 0.0]);
assert_eq!(<[f32; 3]>::EQUILIBRIUM, [0.0, 0.0, 0.0]);

let foo = [0i16, 0];
let bar: [u8; 2] = foo.map(Sample::to_sample);
assert_eq!(bar, [128u8, 128]);

使用（通过 "signal" 功能启用）Signal 特性来处理像无限迭代器一样的类型，这些类型生成 Frame。 Signal 提供了添加、缩放、偏移、乘法、截断、生成、监视和缓冲 Frame 流的方法。使用 Signal 可以轻松、可读地创建丰富且复杂的 DSP 图形，同时具有简单且熟悉的 API。

// Clip to an amplitude of 0.9.
let frames = [[1.2, 0.8], [-0.7, -1.4]];
let clipped: Vec<_> = signal::from_iter(frames.iter().cloned()).clip_amp(0.9).take(2).collect();
assert_eq!(clipped, vec![[0.9, 0.8], [-0.7, -0.9]]);

// Add `a` with `b` and yield the result.
let a = [0.2, -0.6, 0.5];
let b = [0.2, 0.1, -0.8];
let a_signal = signal::from_iter(a.iter().cloned());
let b_signal = signal::from_iter(b.iter().cloned());
let added: Vec<f32> = a_signal.add_amp(b_signal).take(3).collect();
assert_eq!(added, vec![0.4, -0.5, -0.3]);

// Scale the playback rate by `0.5`.
let foo = [0.0, 1.0, 0.0, -1.0];
let mut source = signal::from_iter(foo.iter().cloned());
let a = source.next();
let b = source.next();
let interp = Linear::new(a, b);
let frames: Vec<_> = source.scale_hz(interp, 0.5).take(8).collect();
assert_eq!(&frames[..], &[0.0, 0.5, 1.0, 0.5, 0.0, -0.5, -1.0, -0.5][..]);

// Convert a signal to its RMS.
let signal = signal::rate(44_100.0).const_hz(440.0).sine();;
let ring_buffer = ring_buffer::Fixed::from([0.0; WINDOW_SIZE]);
let mut rms_signal = signal.rms(ring_buffer);

该 signal 模块还提供了一系列 Signal 源类型，包括

• FromIterator
• FromInterleavedSamplesIterator
• Equilibrium（无声信号）
• Phase
• Sine
• Saw
• Square
• Noise
• NoiseSimplex
• Gen（从 Fn() -> F 生成帧）
• GenMut（从 FnMut() -> F 生成帧）

使用（通过 "slice" 功能启用）slice 模块函数来处理 Frame 的块。提供了转换函数，可以在不要求任何分配的情况下安全地将交错 Sample 的切片转换为 Frame 的切片。例如

let frames = &[[0.0, 0.5], [0.0, -0.5]][..];
let samples = slice::to_sample_slice(frames);
assert_eq!(samples, &[0.0, 0.5, 0.0, -0.5][..]);

let samples = &[0.0, 0.5, 0.0, -0.5][..];
let frames = slice::to_frame_slice(samples);
assert_eq!(frames, Some(&[[0.0, 0.5], [0.0, -0.5]][..]));

let samples = &[0.0, 0.5, 0.0][..];
let frames = slice::to_frame_slice(samples);
assert_eq!(frames, None::<&[[f32; 2]]>);

signal::interpolate 模块提供了一个 Converter 类型，用于转换和插值 Signal 的速率。这可以用于样本率转换和播放速率乘法。 Converter 可以使用多种插值方法，库中提供了 Floor、Linear 和 Sinc 插值。

ring_buffer 模块提供了泛型的 Fixed 和 Bounded 环形缓冲区类型，两者都可以与所有类型的缓冲区一起使用，包括所有权的、借用、堆栈和分配的缓冲区。

peak 模块可用于监视信号的峰值。提供的峰值整流器包括 full_wave、positive_half_wave 和 negative_half_wave。

rms 模块提供了一个灵活的 Rms 类型，可用于 RMS（均方根）检测。任何 Fixed 环形缓冲区都可以用作 RMS 检测的窗口。

envelope 模块提供了一个 Detector 类型（也称为 Follower），可用于检测信号的包络。 Detector 对检测类型 Detect 进行泛型化——提供了 Rms 和 Peak 检测。例如

let signal = signal::rate(4.0).const_hz(1.0).sine();
let attack = 1.0;
let release = 1.0;
let detector = envelope::Detector::peak(attack, release);
let mut envelope = signal.detect_envelope(detector);
assert_eq!(
    envelope.take(4).collect::<Vec<_>>(),
    vec![0.0, 0.6321205496788025, 0.23254416035257117, 0.7176687675647109]
);

no_std

所有 crate 都可以带 std 库或不带 std 库进行编译。默认情况下启用 std 库，但可以通过 --no-default-features 禁用。

要启用一个 crate 的所有功能而不使用 std 库，可以使用 --no-default-features --features "all-no-std"。

请注意，一些 crate 需要启用 core_intrinsics 功能才能在 no_std 环境中执行 sin、cos 和 powf32 等操作。这意味着这些 crate 需要 nightly 工具链才能在 no_std 环境中构建。

贡献

如果 dasp 缺少您希望拥有的类型、转换或其他基本功能，请随时提交问题或拉取请求！人多力量大 :)

许可证

许可方式如下

• Apache License 2.0，(LICENSE-APACHE 或 https://apache.ac.cn/licenses/LICENSE-2.0)
• MIT 许可证 (LICENSE-MIT 或 http://opensource.org/licenses/MIT)

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