Audio Effect: SoX音频处理库

一、SoX音频处理概览

SoX音频处理库的大概处理流程如下：

Inputs(s)–>Combiner–>Effects–>Outputs(s)

其中的Effects操作将每一种音效都做成了节点，定义了统一的输入输出接口，这样所有的音效处理模块可以按照

任意的顺序进行排序组合使用，非常的方便。下面介绍SoX库是如何做到这点的。

二、音效处理相关接口函数

SoX库中将要用到的effect module用一个链表（sox_effect_chain_t）进行保存，要执行音效处理的时候就调用flow_effect，

这个函数就会遍历这个音效链表，调用之前添加的effect module进行相应的输入输出操作。

sox_effect *sox_create_effect(sox_effect_handler_t const *eh);
sox_effect_chain_t *sox_create_effects_chain(sox_encodinginfo_t const *in_enc, sox_encodinginfo_t const *out_enc);
void sox_delete_effects_chain(sox_effects_chain_t *ecp);
int sox_add_effect(sox_effect_chain_t *chain, sox_effect_t *effp, sox_signalinfo_t *in, sox_signalinfo_t const *out);
static int flow_effect(sox_effects_chain_t * chain, size_t n);

SoX库用一个static array来管理支持的audio effect module，在effects.h中对已经支持的audio effect module进行注册

static sox_effect_fn_t s_sox_effect_fns[] = {
#define EFFECT(f) lsx_##f##_effect_fn,
#include "effects.h"
#undef EFFECT
NULL
};

//effects.h
EFFECT(allpass)
EFFECT(band)
EFFECT(bandpass)
EFFECT(bandreject)
EFFECT(bass)
EFFECT(bend)
EFFECT(biquad)
//这里只列举了部分effect module，完整的列表请参考source code

三、Effect module接口的统一

SoX库的effect module接口由sox_effect_handler_t这个结构来规范，不同的effect module需要按sox_effect_hanndle_t中

规定的定义和接口，完成自己的实现，最后维护一个静态的sox_effect_handler_t结构体，下面以echo module为例说明：

struct sox_effect_handler_t {
char const * name;  /**< Effect name */
char const * usage; /**< Short explanation of parameters accepted by effect */
unsigned int flags; /**< Combination of SOX_EFF_* flags */
sox_effect_handler_getopts getopts; /**< Called to parse command-line arguments (called once per effect). */
sox_effect_handler_start start;     /**< Called to initialize effect (called once per flow). */
sox_effect_handler_flow flow;       /**< Called to process samples. */
sox_effect_handler_drain drain;     /**< Called to finish getting output after input is complete. */
sox_effect_handler_stop stop;       /**< Called to shut down effect (called once per flow). */
sox_effect_handler_kill kill;       /**< Called to shut down effect (called once per effect). */
size_t       priv_size;             /**< Size of private data SoX should pre-allocate for effect */
};

通过查看echo.c的source code可以看到，其中对sox_effect_handler_t规定的接口进行了实现，并最后定义了一个静态的结构体，

这个结构体管理着echo effect的所有信息。对应的SoX库中其他的effect module也维护着自己的接口。

static sox_effect_handler_t sox_echo_effect = {
"echo",
"gain-in gain-out delay decay [ delay decay ... ]",
SOX_EFF_LENGTH | SOX_EFF_GAIN,
sox_echo_getopts,
sox_echo_start,
sox_echo_flow,
sox_echo_drain,
sox_echo_stop,
NULL, sizeof(priv_t)
};

四、SoX库中的音效算法

从effects.h中我们看到SoX库支持了很多的audio effects操作，这里先占个坑，后面计划将这些audio effects算法逐个击破。