PYNQ-Z2のPython上でコンプレッサーを実装してみた https://twitter.com/kamiya_owl/status/1221425698029498368

compressor_on_pynq_z2.py

from pynq.overlays.base import BaseOverlay
base = BaseOverlay("base.bit", download=False)

# あとでグラフに書きたい場合はtrue
is_debug_capture = True
l_src_arr = []
r_src_arr = []
l_dst_arr = []
r_dst_arr = []


# from audio_adau1761.h
I2S_DATA_RX_L_REG = 0x00
I2S_DATA_RX_R_REG = 0x04
I2S_DATA_TX_L_REG = 0x08
I2S_DATA_TX_R_REG = 0x0C
I2S_STATUS_REG    = 0x10

pAudio = base.audio
pAudio.select_line_in() # line入力を使う

# 24bit 2の補数表現がおかしく変換されるのでもとに戻す
def int24_to_int(src):
    if ((src >> 23) & 0x1) == 0x1:
        # 負数 24bitまでを反転させて1を足す
        return -(((~src) & 0xffffff) + 1)
    else:
        # 正の数
        return src
    
# int24に戻す
def float_to_int24(src):
    return int(0x7fffff*src);

# コンプレッサーみたいなエフェクトを掛ける
# src: 元データ 浮動小数点
# threash: 補正対象のレベル 浮動小数点
# ratio: threshを超え場合の圧縮量
# return: 処理後の音データ 浮動小数点
def compress(src, threash, ratio):
    if abs(src) < threash:
        return src
    # threash位置からの加算分を求める
    diff = (abs(src) - threash) / ratio 
    # 符号を付けて返せば終わり
    if src < 0:
        return -(threash + diff)
    else:
        return (threash + diff)

while True:
    # 音声の取得
    l_src = int24_to_int(pAudio.mmio.read_reg(offset=I2S_DATA_RX_L_REG))/0x7fffff
    r_src = int24_to_int(pAudio.mmio.read_reg(offset=I2S_DATA_RX_R_REG))/0x7fffff
    # l_src, r_srcが-1.0~+1.0の値を取るので好きに音声処理する
    # floatからint24に戻す
    l_dst = compress(l_src, 0.1, 2)
    r_dst = compress(r_src, 0.1, 2)
    # 音声の書き込み
    pAudio.mmio.write_reg(data=float_to_int24(l_dst), offset=I2S_DATA_TX_L_REG)
    pAudio.mmio.write_reg(data=float_to_int24(r_dst), offset=I2S_DATA_TX_R_REG)
    # デバッグ用
    if is_debug_capture:
        l_src_arr.append(l_src)
        r_src_arr.append(r_src)
        l_dst_arr.append(l_dst)
        r_dst_arr.append(r_dst)

draw_chart.py

# さっき取得したデータのグラフを書く
%matplotlib inline

import matplotlib.pyplot as plt
plt.rcParams['figure.figsize'] = (15.0, 15.0)
from ipywidgets import *

plt.subplot(2,1,1)
plt.title('ADAU1761 Lch In/Out')
plt.plot(l_src_arr, label='Lch In')
plt.plot(l_dst_arr, label='Lch Out')
plt.legend()
plt.subplot(2,1,2)
plt.title('ADAU1761 Rch In/Out')
plt.plot(r_src_arr, label='Rch In')
plt.plot(r_dst_arr, label='Rch Out')
plt.legend()
plt.show()