libavcodec/acelp_vectors.c

   1 /*
   2  * adaptive and fixed codebook vector operations for ACELP-based codecs
   3  *
   4  * Copyright (c) 2008 Vladimir Voroshilov
   5  *
   6  * This file is part of Libav.
   7  *
   8  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 #include <inttypes.h>
  24 #include "avcodec.h"
  25 #include "acelp_vectors.h"
  26 #include "celp_math.h"
  27
  28 const uint8_t ff_fc_2pulses_9bits_track1[16] =
  29 {
  30     1,  3,
  31     6,  8,
  32     11, 13,
  33     16, 18,
  34     21, 23,
  35     26, 28,
  36     31, 33,
  37     36, 38
  38 };
  39 const uint8_t ff_fc_2pulses_9bits_track1_gray[16] =
  40 {
  41   1,  3,
  42   8,  6,
  43   18, 16,
  44   11, 13,
  45   38, 36,
  46   31, 33,
  47   21, 23,
  48   28, 26,
  49 };
  50
  51 const uint8_t ff_fc_4pulses_8bits_tracks_13[16] =
  52 {
  53   0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75,
  54 };
  55
  56 const uint8_t ff_fc_4pulses_8bits_track_4[32] =
  57 {
  58     3,  4,
  59     8,  9,
  60     13, 14,
  61     18, 19,
  62     23, 24,
  63     28, 29,
  64     33, 34,
  65     38, 39,
  66     43, 44,
  67     48, 49,
  68     53, 54,
  69     58, 59,
  70     63, 64,
  71     68, 69,
  72     73, 74,
  73     78, 79,
  74 };
  75
  76 const float ff_pow_0_7[10] = {
  77     0.700000, 0.490000, 0.343000, 0.240100, 0.168070,
  78     0.117649, 0.082354, 0.057648, 0.040354, 0.028248
  79 };
  80
  81 const float ff_pow_0_75[10] = {
  82     0.750000, 0.562500, 0.421875, 0.316406, 0.237305,
  83     0.177979, 0.133484, 0.100113, 0.075085, 0.056314
  84 };
  85
  86 const float ff_pow_0_55[10] = {
  87     0.550000, 0.302500, 0.166375, 0.091506, 0.050328,
  88     0.027681, 0.015224, 0.008373, 0.004605, 0.002533
  89 };
  90
  91 const float ff_b60_sinc[61] = {
  92  0.898529  ,  0.865051  ,  0.769257  ,  0.624054  ,  0.448639  ,  0.265289   ,
  93  0.0959167 , -0.0412598 , -0.134338  , -0.178986  , -0.178528  , -0.142609   ,
  94 -0.0849304 , -0.0205078 ,  0.0369568 ,  0.0773926 ,  0.0955200 ,  0.0912781  ,
  95  0.0689392 ,  0.0357056 ,  0.        , -0.0305481 , -0.0504150 , -0.0570068  ,
  96 -0.0508423 , -0.0350037 , -0.0141602 ,  0.00665283,  0.0230713 ,  0.0323486  ,
  97  0.0335388 ,  0.0275879 ,  0.0167847 ,  0.00411987, -0.00747681, -0.0156860  ,
  98 -0.0193481 , -0.0183716 , -0.0137634 , -0.00704956,  0.        ,  0.00582886 ,
  99  0.00939941,  0.0103760 ,  0.00903320,  0.00604248,  0.00238037, -0.00109863 ,
 100 -0.00366211, -0.00497437, -0.00503540, -0.00402832, -0.00241089, -0.000579834,
 101  0.00103760,  0.00222778,  0.00277710,  0.00271606,  0.00213623,  0.00115967 ,
 102  0.
 103 };
 104
 105 void ff_acelp_fc_pulse_per_track(
 106         int16_t* fc_v,
 107         const uint8_t *tab1,
 108         const uint8_t *tab2,
 109         int pulse_indexes,
 110         int pulse_signs,
 111         int pulse_count,
 112         int bits)
 113 {
 114     int mask = (1 << bits) - 1;
 115     int i;
 116
 117     for(i=0; i<pulse_count; i++)
 118     {
 119         fc_v[i + tab1[pulse_indexes & mask]] +=
 120                 (pulse_signs & 1) ? 8191 : -8192; // +/-1 in (2.13)
 121
 122         pulse_indexes >>= bits;
 123         pulse_signs >>= 1;
 124     }
 125
 126     fc_v[tab2[pulse_indexes]] += (pulse_signs & 1) ? 8191 : -8192;
 127 }
 128
 129 void ff_decode_10_pulses_35bits(const int16_t *fixed_index,
 130                                 AMRFixed *fixed_sparse,
 131                                 const uint8_t *gray_decode,
 132                                 int half_pulse_count, int bits)
 133 {
 134     int i;
 135     int mask = (1 << bits) - 1;
 136
 137     fixed_sparse->no_repeat_mask = 0;
 138     fixed_sparse->n = 2 * half_pulse_count;
 139     for (i = 0; i < half_pulse_count; i++) {
 140         const int pos1   = gray_decode[fixed_index[2*i+1] & mask] + i;
 141         const int pos2   = gray_decode[fixed_index[2*i  ] & mask] + i;
 142         const float sign = (fixed_index[2*i+1] & (1 << bits)) ? -1.0 : 1.0;
 143         fixed_sparse->x[2*i+1] = pos1;
 144         fixed_sparse->x[2*i  ] = pos2;
 145         fixed_sparse->y[2*i+1] = sign;
 146         fixed_sparse->y[2*i  ] = pos2 < pos1 ? -sign : sign;
 147     }
 148 }
 149
 150 void ff_acelp_weighted_vector_sum(
 151         int16_t* out,
 152         const int16_t *in_a,
 153         const int16_t *in_b,
 154         int16_t weight_coeff_a,
 155         int16_t weight_coeff_b,
 156         int16_t rounder,
 157         int shift,
 158         int length)
 159 {
 160     int i;
 161
 162     // Clipping required here; breaks OVERFLOW test.
 163     for(i=0; i<length; i++)
 164         out[i] = av_clip_int16((
 165                  in_a[i] * weight_coeff_a +
 166                  in_b[i] * weight_coeff_b +
 167                  rounder) >> shift);
 168 }
 169
 170 void ff_weighted_vector_sumf(float *out, const float *in_a, const float *in_b,
 171                              float weight_coeff_a, float weight_coeff_b, int length)
 172 {
 173     int i;
 174
 175     for(i=0; i<length; i++)
 176         out[i] = weight_coeff_a * in_a[i]
 177                + weight_coeff_b * in_b[i];
 178 }
 179
 180 void ff_adaptive_gain_control(float *out, const float *in, float speech_energ,
 181                               int size, float alpha, float *gain_mem)
 182 {
 183     int i;
 184     float postfilter_energ = ff_dot_productf(in, in, size);
 185     float gain_scale_factor = 1.0;
 186     float mem = *gain_mem;
 187
 188     if (postfilter_energ)
 189         gain_scale_factor = sqrt(speech_energ / postfilter_energ);
 190
 191     gain_scale_factor *= 1.0 - alpha;
 192
 193     for (i = 0; i < size; i++) {
 194         mem = alpha * mem + gain_scale_factor;
 195         out[i] = in[i] * mem;
 196     }
 197
 198     *gain_mem = mem;
 199 }
 200
 201 void ff_scale_vector_to_given_sum_of_squares(float *out, const float *in,
 202                                              float sum_of_squares, const int n)
 203 {
 204     int i;
 205     float scalefactor = ff_dot_productf(in, in, n);
 206     if (scalefactor)
 207         scalefactor = sqrt(sum_of_squares / scalefactor);
 208     for (i = 0; i < n; i++)
 209         out[i] = in[i] * scalefactor;
 210 }
 211
 212 void ff_set_fixed_vector(float *out, const AMRFixed *in, float scale, int size)
 213 {
 214     int i;
 215
 216     for (i=0; i < in->n; i++) {
 217         int x   = in->x[i], repeats = !((in->no_repeat_mask >> i) & 1);
 218         float y = in->y[i] * scale;
 219
 220         do {
 221             out[x] += y;
 222             y *= in->pitch_fac;
 223             x += in->pitch_lag;
 224         } while (x < size && repeats);
 225     }
 226 }
 227
 228 void ff_clear_fixed_vector(float *out, const AMRFixed *in, int size)
 229 {
 230     int i;
 231
 232     for (i=0; i < in->n; i++) {
 233         int x  = in->x[i], repeats = !((in->no_repeat_mask >> i) & 1);
 234
 235         do {
 236             out[x] = 0.0;
 237             x += in->pitch_lag;
 238         } while (x < size && repeats);
 239     }
 240 }