Swift AVAudio和脱机手动渲染模式-can'；t将更高频率的缓冲器写入输出文件

我正在读取输入文件，在脱机手动渲染模式下，我想执行振幅调制，并将结果写入输出文件

为了测试，我产生纯正弦波-这在低于6.000 Hz的频率下工作得很好。对于更高的频率（我的目标是使用约20.000 Hz），信号（因此收听输出文件）会失真，频谱以8.000 Hz结束-不再是具有0到8.000 Hz之间多个峰值的纯频谱

以下是我的代码片段：

    let outputFile: AVAudioFile

    do {
        let documentsURL = FileManager.default.urls(for: .documentDirectory, in: .userDomainMask)[0]
        let outputURL = documentsURL.appendingPathComponent("output.caf")
        outputFile = try AVAudioFile(forWriting: outputURL, settings: sourceFile.fileFormat.settings)
    } catch {
        fatalError("Unable to open output audio file: \(error).")
    }

    var sampleTime: Float32 = 0

    while engine.manualRenderingSampleTime < sourceFile.length {
        do {
            let frameCount = sourceFile.length - engine.manualRenderingSampleTime
            let framesToRender = min(AVAudioFrameCount(frameCount), buffer.frameCapacity)
            
            let status = try engine.renderOffline(framesToRender, to: buffer)
            
            switch status {
            
            case .success:
                // The data rendered successfully. Write it to the output file.
                let sampleRate:Float = Float((mixer.outputFormat(forBus: 0).sampleRate))

                let modulationFrequency: Float = 20000.0
                
                for i in stride(from:0, to: Int(buffer.frameLength), by: 1) {
                    let val = sinf(2.0 * .pi * modulationFrequency * Float(sampleTime) / Float(sampleRate))
                    // TODO: perform modulation later
                    buffer.floatChannelData?.pointee[Int(i)] = val
                    sampleTime = sampleTime + 1.0
                }

                try outputFile.write(from: buffer)
                
            case .insufficientDataFromInputNode:
                // Applicable only when using the input node as one of the sources.
                break
                
            case .cannotDoInCurrentContext:
                // The engine couldn't render in the current render call.
                // Retry in the next iteration.
                break
                
            case .error:
                // An error occurred while rendering the audio.
                fatalError("The manual rendering failed.")
            @unknown default:
                fatalError("unknown error")
            }
        } catch {
            fatalError("The manual rendering failed: \(error).")
        }
    }

现在输出信号的质量更好了，但并不完美。我得到了更高的振幅，但在频谱分析仪中总是不止一个频率。也许一个解决办法是应用高通滤波器

---

同时，我使用了一种信号发生器，将经过处理的缓冲区（带正弦波）直接传输到扬声器——在这种情况下，输出是完美的。我认为将信号路由到文件会导致此类问题。

手动渲染模式的速度不是问题，因为手动渲染环境中的速度有些不相关

以下是从源文件手动渲染到输出文件的框架代码：

//打开输入文件
让file=试试！AVAudioFile（用于读取：URL（fileURLWithPath:“/tmp/test.wav”））
让发动机=AVAudioEngine（）
让player=AVAudioPlayerNode（）
引擎。连接（播放器）
engine.connect（播放器，收件人：engine.mainMixerNode，格式：nil）
//使用512帧的块在手动渲染模式下运行引擎
让渲染化：AVAudioFrameCount=512
//使用文件的处理格式作为渲染格式
让renderFormat=AVAudioFormat（commonFormat:file.processingFormat.commonFormat，sampleRate:file.processingFormat.sampleRate，通道：file.processingFormat.channelCount，交错：true）！
让renderBuffer=avaudiopcBuffer（pcmFormat:renderFormat，frameCapacity:renderSize）！
尝试engine.enableManualRenderingMode（.offline，格式：renderFormat，最大帧数：renderBuffer.frameCapacity）
尝试引擎启动（）
player.play（）
//渲染格式也是输出格式
让输出=尝试！AVAudioFile（用于写入：URL（fileURLWithPath:“/tmp/foo.wav”），设置：renderFormat.settings，commonFormat:renderFormat.commonFormat，交错：renderFormat.isInterleaved）
//使用大小为“renderize”输出帧的缓冲区进行读取
让readBuffer=avaudiopcbuffer（pcmFormat:file.processingFormat，frameCapacity:renderize）！
//处理文件
虽然是真的{
做{
//如果已读取所有帧，则处理完成
如果file.framePosition==file.length{
打破
}
尝试file.read（进入：readBuffer）
scheduleBuffer（readBuffer，completionHandler:nil）
让结果=try engine.renderofline（readBuffer.frameLength，to:renderBuffer）
//在“renderBuffer”中处理音频
//写音频
尝试输出。写入（从：renderBuffer）
如果结果是！=成功{
打破
}
}
抓住{
打破
}
}
player.stop（）
引擎停止（）

下面是一个片段，演示如何在整个引擎中设置相同的采样率：

//替换：
//engine.connect（播放器，收件人：engine.mainMixerNode，格式：nil）
//与：
让busFormat=AVAudioFormat（带采样的标准格式：file.fileFormat.sampleRate，通道：file.fileFormat.channelCount）
engine.disconnectNodeInput（engine.outputNode，总线：0）
engine.connect（engine.mainMixerNode，收件人：engine.outputNode，格式：busFormat）
engine.connect（播放器，收件人：engine.mainMixerNode，格式：busFormat）

通过以下方式验证采样率是否相同：

NSLog（“%@”，引擎）

图形描述________
AVAUDIOENGIEGRAPH 0x7f8194905af0:已初始化=0，正在运行=0，节点数=3
********输出链********
节点0x600001db9500{'auou'ahal'appl'}'U'
输入=1
（bus0，en1）（bus0）0x600001d80b80，{'aumx''mcmx''appl'}，[2通道，48000赫兹，'lpcm'（0x00000029）32位小端浮点，去交错]
______________________________________

感谢您的提示和代码片段！不幸的是，我也遇到了同样的问题。假设：我用大约20.000 Hz的纯正弦波填充输出缓冲区，频谱（例如，将输出文件导出到Audacity）显示许多行，不仅在20.000 Hz，而且在下面。不幸的是，我不能粘贴任何频谱截图，但行为如下：以水平轴为时间轴，中间峰值（代表频率）的数量随着时间逐渐增加。此外，信号会随着时间的推移而变得更响亮。请看我上面的更新：由于频率更高，我在重叠方面存在一些问题。您可能需要配置

AVAudioEngine

，通过专门设置总线格式，在整个过程中使用所需的采样率，否则SRC可能会在幕后发生。我就是这么做的-但它没有任何效果：engine.connect（player，to:engine.mainMixerNode，format:AVAudioFormat.init（standardFormatWithSampleRate:sampleRate，Channel:1））要在整个过程中使用相同的采样率，您需要断开主混频器与输出的连接。您可以使用

NSLog

和

%@

// Process the audio in `renderBuffer` here
for i in 0..<Int(renderBuffer.frameLength) {
    let val = sinf(1000.0*Float(index) *2 * .pi / Float(sampleRate))
    renderBuffer.floatChannelData?.pointee[i] = val
    index += 1
}

    settings[AVFormatIDKey] = kAudioFormatAppleLossless
    settings[AVAudioFileTypeKey] = kAudioFileCAFType
    settings[AVSampleRateKey] = readBuffer.format.sampleRate
    settings[AVNumberOfChannelsKey] = 1
    settings[AVLinearPCMIsFloatKey] = (readBuffer.format.commonFormat == .pcmFormatInt32)
    settings[AVSampleRateConverterAudioQualityKey] = AVAudioQuality.max
    settings[AVLinearPCMBitDepthKey] = 32
    settings[AVEncoderAudioQualityKey] = AVAudioQuality.max

________ GraphDescription ________
AVAudioEngineGraph 0x7f8194905af0: initialized = 0, running = 0, number of nodes = 3

     ******** output chain ********

     node 0x600001db9500 {'auou' 'ahal' 'appl'}, 'U'
         inputs = 1
             (bus0, en1) <- (bus0) 0x600001d80b80, {'aumx' 'mcmx' 'appl'}, [ 2 ch,  48000 Hz, 'lpcm' (0x00000029) 32-bit little-endian float, deinterleaved]

     node 0x600001d80b80 {'aumx' 'mcmx' 'appl'}, 'U'
         inputs = 1
             (bus0, en1) <- (bus0) 0x600000fa0200, {'augn' 'sspl' 'appl'}, [ 2 ch,  48000 Hz, 'lpcm' (0x00000029) 32-bit little-endian float, deinterleaved]
         outputs = 1
             (bus0, en1) -> (bus0) 0x600001db9500, {'auou' 'ahal' 'appl'}, [ 2 ch,  48000 Hz, 'lpcm' (0x00000029) 32-bit little-endian float, deinterleaved]

     node 0x600000fa0200 {'augn' 'sspl' 'appl'}, 'U'
         outputs = 1
             (bus0, en1) -> (bus0) 0x600001d80b80, {'aumx' 'mcmx' 'appl'}, [ 2 ch,  48000 Hz, 'lpcm' (0x00000029) 32-bit little-endian float, deinterleaved]
______________________________________