audio_utils/limiter.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2016 The Android Open Source Project
   3  *
   4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   5  * you may not use this file except in compliance with the License.
   6  * You may obtain a copy of the License at
   7  *
   8  *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   9  *
  10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  13  * See the License for the specific language governing permissions and
  14  * limitations under the License.
  15  */
  16
  17 #include <math.h>
  18 #include <audio_utils/limiter.h>
  19
  20 #undef USE_ATAN_APPROXIMATION
  21
  22 #ifdef USE_ATAN_APPROXIMATION
  23 static inline float atan_approximation(float in)
  24 {
  25     static const float kPi_2 = 1.5625;  // pi/2 ~= 2.0 * atan_approximation(1.0)
  26     if (in <= 1.0) {
  27         return in / (1.0 + 0.28 * in * in);
  28     } else {
  29         const float in_inverse = 1.0 / in;
  30         return kPi_2 - in_inverse / (1.0 + 0.28 * in_inverse * in_inverse);
  31     }
  32 }
  33 #endif
  34
  35 float limiter(float in)
  36 {
  37     static const float crossover = M_SQRT1_2;
  38     float in_abs = fabsf(in);
  39     if (in_abs <= crossover) {
  40         return in;
  41     }
  42     float out;
  43 #ifdef USE_ATAN_APPROXIMATION
  44     // atan approximation
  45     static const float factor = 4.3125;
  46     static const float ratio = 1.0 / factor;
  47     out = crossover + atan_approximation((in_abs - crossover)*factor)*ratio;
  48     if (out > 1.0) {
  49         out = 1.0;
  50     }
  51 #else
  52     // polynomial spline
  53     static const float A = 0.3431457505;
  54     static const float B = -1.798989873;
  55     static const float C = 3.029437252;
  56     static const float D = -0.6568542495;
  57     // Cubic solution Ax^3 + Bx^2 + Cx + D
  58     if (in_abs < M_SQRT2) {
  59         // TODO Use Estrin's method P3
  60         out = ((A*in_abs + B)*in_abs + C)*in_abs + D;
  61     } else {
  62         out = 1.0;
  63     }
  64 #endif
  65     if (in < 0) {
  66         out = -out;
  67     }
  68     return out;
  69 }