この記事では、リサンプリングとも呼ばれる Android のサンプルレート変換について説明します。サンプルレート変換関連の用語については、用語をご覧ください。
サンプルレート変換とは、サンプル ストリームを特定のサンプルレートから別のサンプルレートに変更するプロセスです。サンプルレート変換を行うモジュールを、サンプルレート コンバーター（あるいはリサンプラー）と呼びます。リサンプラーでは、元のストリームはソース信号と呼ばれ、リサンプリングされたストリームはシンク信号と呼ばれます。
リサンプラーは、Android のさまざまな場所で使用されます。たとえば、MP3 ファイルは 44.1 kHz のサンプルレートでエンコードされますが、内部で 48 kHz の音声をサポートする Android デバイスで再生する必要があります。この場合リサンプラーは、MP3 出力オーディオを、44.1 kHz のソース サンプルレートから Android デバイス内で使用される 48 kHz のシンク サンプルレートにアップサンプルします。
リサンプラーの特性は、次のような指標で表すことができます。
- 信号の全体的な振幅の保持度
- シンク サンプルレートの制限を受ける信号の周波数帯域幅の保持度
- リサンプラーを通じた全体的なレイテンシ
- 周波数に対する一貫した位相と群遅延
- CPU サイクルまたは電力消費量で表される計算複雑性
- サンプルレートのソースとシンクの許容比率
- サンプルレート比率を動的に変更する機能
- サポートされているデジタル オーディオ サンプル フォーマット
ソース信号の振幅と周波数帯域幅を正確に保持（シンク サンプルレートの制限に従う）し、遅延が最小限で一貫しており、計算複雑性が最小で、任意の動的な変換率を受け入れ、すべての一般的なデジタル オーディオ サンプル形式をサポートするリサンプラーが理想です。実際はこういったリサンプラーは存在せず、これらの特性の中で妥協することになります。たとえば、品質目標の理想値は、短い遅延や低い複雑性といった特性に相反します。
Android にはさまざまなオーディオ リサンプラーが含まれているため、アプリのユースケースと負荷に応じて適切なものを利用できます。利用可能なリサンプラーについては、リサンプラーの実装をご覧ください。
リサンプラーの実装
利用可能なリサンプラーの実装は頻繁に変更され、また OEM によりカスタマイズされることもあります。デフォルトのリサンプラーを次に示します（信号歪みで降順、計算複雑性で昇順）。
- リニア
- キュービック
- 元の係数による sinc
- 係数を修正した sinc
通常、高品質の音楽を再生するには sinc リサンプラーが適しており、品質が重要でない場合（キーのクリック音など）は他のリサンプラーを使用します。
特定のリサンプラーを選択した場合の実装は、ユースケース、負荷、システム プロパティ af.resampler.quality の値に応じて異なります。詳細については、AudioFlinger のオーディオ リサンプラーのソースコードをご覧ください。