混合 16 位线性 PCM 流并避免削波/溢出

我尝试将 2 个 16 位线性 PCM 音频流混合在一起，但似乎无法克服噪音问题。我认为它们是在将样品混合在一起时溢出的。

我有以下功能...

short int mix_sample(short int sample1, short int sample2)
{
    return #mixing_algorithm#;
}

...这是我尝试过的#mixing_algorithm#

sample1/2 + sample2/2
2*(sample1 + sample2) - 2*(sample1*sample2) - 65535
(sample1 + sample2) - sample1*sample2
(sample1 + sample2) - sample1*sample2 - 65535
(sample1 + sample2) - ((sample1*sample2) >> 0x10) // same as divide by 65535

其中一些产生了比其他更好的结果，但即使是最好的结果也包含相当多的噪音。

有什么想法如何解决吗？

我找到的最好的解决方案是由维克托·托特提供 http://www.vttoth.com/CMS/index.php/technical-notes/68。他为 8 位无符号 PCM 提供了一个解决方案，并将其更改为 16 位有符号 PCM，结果如下：

int a = 111; // first sample (-32768..32767)
int b = 222; // second sample
int m; // mixed result will go here

// Make both samples unsigned (0..65535)
a += 32768;
b += 32768;

// Pick the equation
if ((a < 32768) || (b < 32768)) {
    // Viktor's first equation when both sources are "quiet"
    // (i.e. less than middle of the dynamic range)
    m = a * b / 32768;
} else {
    // Viktor's second equation when one or both sources are loud
    m = 2 * (a + b) - (a * b) / 32768 - 65536;
}

// Output is unsigned (0..65536) so convert back to signed (-32768..32767)
if (m == 65536) m = 65535;
m -= 32768;

使用这一算法意味着几乎不需要对输出进行裁剪，因为它只有一个值未在范围内。与直接平均不同，即使一个源静音，另一个源的音量也不会降低。