信息处理 - 为基本混响找到好的反馈系数 - 吾爱随笔录

我目前正在为 Gamebody Advance 编写一些混响算法代码，以便为音乐获得一些环境感觉，而不是让声音变得平淡无奇。一些具有挑战性的限制是 GBA 的低 CPU 速度（~16 MHz ARM CPU）和我在 31536 Hz 时可用于混响缓冲区的 4KiB 内存。也许我可以以一半的速度进行混响以节省一些记忆。目标是将 CPU 预算保持在 5% 以下，我很清楚这是一个非常迫切的目标。我尝试了一些简单的东西，比如简单的反馈线，但结果并没有那么好，听起来更像是回声而不是实际的混响。但是，我可以让 ASM 以大约 2-3% 的 CPU 时间工作。

因此，在尝试在硬件上实现任何东西之前，我编写了一个小 C++ 应用程序来尝试一些算法，并且没有在 GBA 上没有浮点数的怪癖。这是我想出的核心代码：

// processing is done inplace on "buffer"
// samples ares stored L/R alternating
//
// reverbBuffer is a simple mono buffer
// buffer wraparound is already taken care of
//
// My reverb buffer positions are selected by being 'approximately' coprime
//
// NBPOS = 3 (number of taps on the buffer)

for (size_t i = 0; i < todo; i++) {
    float dryL = buffer[0];
    float dryR = buffer[1];
    float wetL = 0.f;
    float wetR = 0.f;
    for (int i = 0; i < NBPOS; i++) {
        wetL += coeffL[i] * reverbBuffer[bufferPos[i]];
        wetR += coeffR[i] * reverbBuffer[bufferPos[i]];
    }

    *buffer++ = dryL + wetMix * wetL;
    *buffer++ = dryR + wetMix * wetR;

    reverbBuffer[bufferPos[0]] = ((dryL + dryR) * 0.5f) * dryMix + ((wetL + wetR) * 0.5f);
    for (int i = 0; i < NBPOS; i++)
        bufferPos[i]++;
}

为了测试，我在几个 44.1kHz 的波形文件上使用它，并带有适当更长的混响缓冲区。

所以，我们的结果……好坏参半。我添加了一些逻辑来为反馈系数（-1.0 到 1.0）、“dryMix”和“wetMix”变量（0.0 到 1.0）创建随机值。取决于我有多幸运，要么得到了可怕的金属振荡，要么得到了相当好的结果（我仍然认为没有什么是完美的）。

有什么方法可以为我的反馈抽头找到好的系数吗？除了声音不好之外，我还遇到了不稳定和自振的问题。我没有任何专业的 DSP 知识，但我猜我所有系数的绝对值之和不应超过 1.0（但是对于负系数而言，这似乎并不总是正确的）。

此外，如果没有办法以很有意义的方式计算这些系数，是否至少有一种方法可以随机生成这些系数，而不会导致自振荡？

PS：我在谷歌上搜索了很多关于混响和各种东西的信息，但我没有找到完全适合我的算法。通常它们太基本（单击反馈线）或者它们不够快（因为我需要一些非常快且内存占用少的东西）。