gst/audiofx/audiodynamic.c

   1 /*
   2  * GStreamer
   3  * Copyright (C) 2007 Sebastian Dröge <slomo@circular-chaos.org>
   4  *
   5  * This library is free software; you can redistribute it and/or
   6  * modify it under the terms of the GNU Library General Public
   7  * License as published by the Free Software Foundation; either
   8  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
   9  *
  10  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13  * Library General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU Library General Public
  16  * License along with this library; if not, write to the
  17  * Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
  18  * Boston, MA 02111-1307, USA.
  19  */
  20
  21 /**
  22  * SECTION:element-audiodynamic
  23  *
  24  * This element can act as a compressor or expander. A compressor changes the
  25  * amplitude of all samples above a specific threshold with a specific ratio,
  26  * a expander does the same for all samples below a specific threshold. If
  27  * soft-knee mode is selected the ratio is applied smoothly.
  28  *
  29  * <refsect2>
  30  * <title>Example launch line</title>
  31  * |[
  32  * gst-launch audiotestsrc wave=saw ! audiodynamic characteristics=soft-knee mode=compressor threshold=0.5 rate=0.5 ! alsasink
  33  * gst-launch filesrc location="melo1.ogg" ! oggdemux ! vorbisdec ! audioconvert ! audiodynamic characteristics=hard-knee mode=expander threshold=0.2 rate=4.0 ! alsasink
  34  * gst-launch audiotestsrc wave=saw ! audioconvert ! audiodynamic ! audioconvert ! alsasink
  35  * ]|
  36  * </refsect2>
  37  */
  38
  39 /* TODO: Implement attack and release parameters */
  40
  41 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  42 #include "config.h"
  43 #endif
  44
  45 #include <gst/gst.h>
  46 #include <gst/base/gstbasetransform.h>
  47 #include <gst/audio/audio.h>
  48 #include <gst/audio/gstaudiofilter.h>
  49 #include <gst/controller/gstcontroller.h>
  50
  51 #include "audiodynamic.h"
  52
  53 #define GST_CAT_DEFAULT gst_audio_dynamic_debug
  54 GST_DEBUG_CATEGORY_STATIC (GST_CAT_DEFAULT);
  55
  56 /* Filter signals and args */
  57 enum
  58 {
  59   /* FILL ME */
  60   LAST_SIGNAL
  61 };
  62
  63 enum
  64 {
  65   PROP_0,
  66   PROP_CHARACTERISTICS,
  67   PROP_MODE,
  68   PROP_THRESHOLD,
  69   PROP_RATIO
  70 };
  71
  72 #define ALLOWED_CAPS \
  73     "audio/x-raw-int,"                                                \
  74     " depth=(int)16,"                                                 \
  75     " width=(int)16,"                                                 \
  76     " endianness=(int)BYTE_ORDER,"                                    \
  77     " signed=(bool)TRUE,"                                             \
  78     " rate=(int)[1,MAX],"                                             \
  79     " channels=(int)[1,MAX]; "                                        \
  80     "audio/x-raw-float,"                                              \
  81     " width=(int)32,"                                                 \
  82     " endianness=(int)BYTE_ORDER,"                                    \
  83     " rate=(int)[1,MAX],"                                             \
  84     " channels=(int)[1,MAX]"
  85
  86 G_DEFINE_TYPE (GstAudioDynamic, gst_audio_dynamic, GST_TYPE_AUDIO_FILTER);
  87
  88 static void gst_audio_dynamic_set_property (GObject * object, guint prop_id,
  89     const GValue * value, GParamSpec * pspec);
  90 static void gst_audio_dynamic_get_property (GObject * object, guint prop_id,
  91     GValue * value, GParamSpec * pspec);
  92
  93 static gboolean gst_audio_dynamic_setup (GstAudioFilter * filter,
  94     GstRingBufferSpec * format);
  95 static GstFlowReturn gst_audio_dynamic_transform_ip (GstBaseTransform * base,
  96     GstBuffer * buf);
  97
  98 static void
  99 gst_audio_dynamic_transform_hard_knee_compressor_int (GstAudioDynamic * filter,
 100     gint16 * data, guint num_samples);
 101 static void
 102 gst_audio_dynamic_transform_hard_knee_compressor_float (GstAudioDynamic *
 103     filter, gfloat * data, guint num_samples);
 104 static void
 105 gst_audio_dynamic_transform_soft_knee_compressor_int (GstAudioDynamic * filter,
 106     gint16 * data, guint num_samples);
 107 static void
 108 gst_audio_dynamic_transform_soft_knee_compressor_float (GstAudioDynamic *
 109     filter, gfloat * data, guint num_samples);
 110 static void gst_audio_dynamic_transform_hard_knee_expander_int (GstAudioDynamic
 111     * filter, gint16 * data, guint num_samples);
 112 static void
 113 gst_audio_dynamic_transform_hard_knee_expander_float (GstAudioDynamic * filter,
 114     gfloat * data, guint num_samples);
 115 static void gst_audio_dynamic_transform_soft_knee_expander_int (GstAudioDynamic
 116     * filter, gint16 * data, guint num_samples);
 117 static void
 118 gst_audio_dynamic_transform_soft_knee_expander_float (GstAudioDynamic * filter,
 119     gfloat * data, guint num_samples);
 120
 121 static GstAudioDynamicProcessFunc process_functions[] = {
 122   (GstAudioDynamicProcessFunc)
 123       gst_audio_dynamic_transform_hard_knee_compressor_int,
 124   (GstAudioDynamicProcessFunc)
 125       gst_audio_dynamic_transform_hard_knee_compressor_float,
 126   (GstAudioDynamicProcessFunc)
 127       gst_audio_dynamic_transform_soft_knee_compressor_int,
 128   (GstAudioDynamicProcessFunc)
 129       gst_audio_dynamic_transform_soft_knee_compressor_float,
 130   (GstAudioDynamicProcessFunc)
 131       gst_audio_dynamic_transform_hard_knee_expander_int,
 132   (GstAudioDynamicProcessFunc)
 133       gst_audio_dynamic_transform_hard_knee_expander_float,
 134   (GstAudioDynamicProcessFunc)
 135       gst_audio_dynamic_transform_soft_knee_expander_int,
 136   (GstAudioDynamicProcessFunc)
 137   gst_audio_dynamic_transform_soft_knee_expander_float
 138 };
 139
 140 enum
 141 {
 142   CHARACTERISTICS_HARD_KNEE = 0,
 143   CHARACTERISTICS_SOFT_KNEE
 144 };
 145
 146 #define GST_TYPE_AUDIO_DYNAMIC_CHARACTERISTICS (gst_audio_dynamic_characteristics_get_type ())
 147 static GType
 148 gst_audio_dynamic_characteristics_get_type (void)
 149 {
 150   static GType gtype = 0;
 151
 152   if (gtype == 0) {
 153     static const GEnumValue values[] = {
 154       {CHARACTERISTICS_HARD_KNEE, "Hard Knee (default)",
 155           "hard-knee"},
 156       {CHARACTERISTICS_SOFT_KNEE, "Soft Knee (smooth)",
 157           "soft-knee"},
 158       {0, NULL, NULL}
 159     };
 160
 161     gtype = g_enum_register_static ("GstAudioDynamicCharacteristics", values);
 162   }
 163   return gtype;
 164 }
 165
 166 enum
 167 {
 168   MODE_COMPRESSOR = 0,
 169   MODE_EXPANDER
 170 };
 171
 172 #define GST_TYPE_AUDIO_DYNAMIC_MODE (gst_audio_dynamic_mode_get_type ())
 173 static GType
 174 gst_audio_dynamic_mode_get_type (void)
 175 {
 176   static GType gtype = 0;
 177
 178   if (gtype == 0) {
 179     static const GEnumValue values[] = {
 180       {MODE_COMPRESSOR, "Compressor (default)",
 181           "compressor"},
 182       {MODE_EXPANDER, "Expander", "expander"},
 183       {0, NULL, NULL}
 184     };
 185
 186     gtype = g_enum_register_static ("GstAudioDynamicMode", values);
 187   }
 188   return gtype;
 189 }
 190
 191 static gboolean
 192 gst_audio_dynamic_set_process_function (GstAudioDynamic * filter)
 193 {
 194   gint func_index;
 195
 196   func_index = (filter->mode == MODE_COMPRESSOR) ? 0 : 4;
 197   func_index += (filter->characteristics == CHARACTERISTICS_HARD_KNEE) ? 0 : 2;
 198   func_index +=
 199       (GST_AUDIO_FILTER (filter)->format.type == GST_BUFTYPE_FLOAT) ? 1 : 0;
 200
 201   if (func_index >= 0 && func_index < 8) {
 202     filter->process = process_functions[func_index];
 203     return TRUE;
 204   }
 205
 206   return FALSE;
 207 }
 208
 209 /* GObject vmethod implementations */
 210
 211 static void
 212 gst_audio_dynamic_class_init (GstAudioDynamicClass * klass)
 213 {
 214   GObjectClass *gobject_class;
 215   GstElementClass *gstelement_class;
 216   GstCaps *caps;
 217
 218   GST_DEBUG_CATEGORY_INIT (gst_audio_dynamic_debug, "audiodynamic", 0,
 219       "audiodynamic element");
 220
 221   gobject_class = (GObjectClass *) klass;
 222   gstelement_class = (GstElementClass *) klass;
 223
 224   gobject_class->set_property = gst_audio_dynamic_set_property;
 225   gobject_class->get_property = gst_audio_dynamic_get_property;
 226
 227   g_object_class_install_property (gobject_class, PROP_CHARACTERISTICS,
 228       g_param_spec_enum ("characteristics", "Characteristics",
 229           "Selects whether the ratio should be applied smooth (soft-knee) "
 230           "or hard (hard-knee).",
 231           GST_TYPE_AUDIO_DYNAMIC_CHARACTERISTICS, CHARACTERISTICS_HARD_KNEE,
 232           G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS));
 233
 234   g_object_class_install_property (gobject_class, PROP_MODE,
 235       g_param_spec_enum ("mode", "Mode",
 236           "Selects whether the filter should work on loud samples (compressor) or"
 237           "quiet samples (expander).",
 238           GST_TYPE_AUDIO_DYNAMIC_MODE, MODE_COMPRESSOR,
 239           G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS));
 240
 241   g_object_class_install_property (gobject_class, PROP_THRESHOLD,
 242       g_param_spec_float ("threshold", "Threshold",
 243           "Threshold until the filter is activated", 0.0, 1.0,
 244           0.0,
 245           G_PARAM_READWRITE | GST_PARAM_CONTROLLABLE | G_PARAM_STATIC_STRINGS));
 246
 247   g_object_class_install_property (gobject_class, PROP_RATIO,
 248       g_param_spec_float ("ratio", "Ratio",
 249           "Ratio that should be applied", 0.0, G_MAXFLOAT,
 250           1.0,
 251           G_PARAM_READWRITE | GST_PARAM_CONTROLLABLE | G_PARAM_STATIC_STRINGS));
 252
 253   gst_element_class_set_details_simple (gstelement_class,
 254       "Dynamic range controller", "Filter/Effect/Audio",
 255       "Compressor and Expander", "Sebastian Dröge <slomo@circular-chaos.org>");
 256
 257   caps = gst_caps_from_string (ALLOWED_CAPS);
 258   gst_audio_filter_class_add_pad_templates (GST_AUDIO_FILTER_CLASS (klass),
 259       caps);
 260   gst_caps_unref (caps);
 261
 262   GST_AUDIO_FILTER_CLASS (klass)->setup =
 263       GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_audio_dynamic_setup);
 264   GST_BASE_TRANSFORM_CLASS (klass)->transform_ip =
 265       GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_audio_dynamic_transform_ip);
 266 }
 267
 268 static void
 269 gst_audio_dynamic_init (GstAudioDynamic * filter)
 270 {
 271   filter->ratio = 1.0;
 272   filter->threshold = 0.0;
 273   filter->characteristics = CHARACTERISTICS_HARD_KNEE;
 274   filter->mode = MODE_COMPRESSOR;
 275   gst_base_transform_set_in_place (GST_BASE_TRANSFORM (filter), TRUE);
 276   gst_base_transform_set_gap_aware (GST_BASE_TRANSFORM (filter), TRUE);
 277 }
 278
 279 static void
 280 gst_audio_dynamic_set_property (GObject * object, guint prop_id,
 281     const GValue * value, GParamSpec * pspec)
 282 {
 283   GstAudioDynamic *filter = GST_AUDIO_DYNAMIC (object);
 284
 285   switch (prop_id) {
 286     case PROP_CHARACTERISTICS:
 287       filter->characteristics = g_value_get_enum (value);
 288       gst_audio_dynamic_set_process_function (filter);
 289       break;
 290     case PROP_MODE:
 291       filter->mode = g_value_get_enum (value);
 292       gst_audio_dynamic_set_process_function (filter);
 293       break;
 294     case PROP_THRESHOLD:
 295       filter->threshold = g_value_get_float (value);
 296       break;
 297     case PROP_RATIO:
 298       filter->ratio = g_value_get_float (value);
 299       break;
 300     default:
 301       G_OBJECT_WARN_INVALID_PROPERTY_ID (object, prop_id, pspec);
 302       break;
 303   }
 304 }
 305
 306 static void
 307 gst_audio_dynamic_get_property (GObject * object, guint prop_id,
 308     GValue * value, GParamSpec * pspec)
 309 {
 310   GstAudioDynamic *filter = GST_AUDIO_DYNAMIC (object);
 311
 312   switch (prop_id) {
 313     case PROP_CHARACTERISTICS:
 314       g_value_set_enum (value, filter->characteristics);
 315       break;
 316     case PROP_MODE:
 317       g_value_set_enum (value, filter->mode);
 318       break;
 319     case PROP_THRESHOLD:
 320       g_value_set_float (value, filter->threshold);
 321       break;
 322     case PROP_RATIO:
 323       g_value_set_float (value, filter->ratio);
 324       break;
 325     default:
 326       G_OBJECT_WARN_INVALID_PROPERTY_ID (object, prop_id, pspec);
 327       break;
 328   }
 329 }
 330
 331 /* GstAudioFilter vmethod implementations */
 332
 333 static gboolean
 334 gst_audio_dynamic_setup (GstAudioFilter * base, GstRingBufferSpec * format)
 335 {
 336   GstAudioDynamic *filter = GST_AUDIO_DYNAMIC (base);
 337   gboolean ret = TRUE;
 338
 339   ret = gst_audio_dynamic_set_process_function (filter);
 340
 341   return ret;
 342 }
 343
 344 static void
 345 gst_audio_dynamic_transform_hard_knee_compressor_int (GstAudioDynamic * filter,
 346     gint16 * data, guint num_samples)
 347 {
 348   glong val;
 349   glong thr_p = filter->threshold * G_MAXINT16;
 350   glong thr_n = filter->threshold * G_MININT16;
 351
 352   /* Nothing to do for us if ratio is 1.0 or if the threshold
 353    * equals 1.0. */
 354   if (filter->threshold == 1.0 || filter->ratio == 1.0)
 355     return;
 356
 357   for (; num_samples; num_samples--) {
 358     val = *data;
 359
 360     if (val > thr_p) {
 361       val = thr_p + (val - thr_p) * filter->ratio;
 362     } else if (val < thr_n) {
 363       val = thr_n + (val - thr_n) * filter->ratio;
 364     }
 365     *data++ = (gint16) CLAMP (val, G_MININT16, G_MAXINT16);
 366   }
 367 }
 368
 369 static void
 370 gst_audio_dynamic_transform_hard_knee_compressor_float (GstAudioDynamic *
 371     filter, gfloat * data, guint num_samples)
 372 {
 373   gdouble val, threshold = filter->threshold;
 374
 375   /* Nothing to do for us if ratio == 1.0.
 376    * As float values can be above 1.0 we have to do something
 377    * if threshold is greater than 1.0. */
 378   if (filter->ratio == 1.0)
 379     return;
 380
 381   for (; num_samples; num_samples--) {
 382     val = *data;
 383
 384     if (val > threshold) {
 385       val = threshold + (val - threshold) * filter->ratio;
 386     } else if (val < -threshold) {
 387       val = -threshold + (val + threshold) * filter->ratio;
 388     }
 389     *data++ = (gfloat) val;
 390   }
 391 }
 392
 393 static void
 394 gst_audio_dynamic_transform_soft_knee_compressor_int (GstAudioDynamic * filter,
 395     gint16 * data, guint num_samples)
 396 {
 397   glong val;
 398   glong thr_p = filter->threshold * G_MAXINT16;
 399   glong thr_n = filter->threshold * G_MININT16;
 400   gdouble a_p, b_p, c_p;
 401   gdouble a_n, b_n, c_n;
 402
 403   /* Nothing to do for us if ratio is 1.0 or if the threshold
 404    * equals 1.0. */
 405   if (filter->threshold == 1.0 || filter->ratio == 1.0)
 406     return;
 407
 408   /* We build a 2nd degree polynomial here for
 409    * values greater than threshold or small than
 410    * -threshold with:
 411    * f(t) = t, f'(t) = 1, f'(m) = r
 412    * =>
 413    * a = (1-r)/(2*(t-m))
 414    * b = (r*t - m)/(t-m)
 415    * c = t * (1 - b - a*t)
 416    * f(x) = ax^2 + bx + c
 417    */
 418
 419   /* shouldn't happen because this would only be the case
 420    * for threshold == 1.0 which we catch above */
 421   g_assert (thr_p - G_MAXINT16 != 0);
 422   g_assert (thr_n - G_MININT != 0);
 423
 424   a_p = (1 - filter->ratio) / (2 * (thr_p - G_MAXINT16));
 425   b_p = (filter->ratio * thr_p - G_MAXINT16) / (thr_p - G_MAXINT16);
 426   c_p = thr_p * (1 - b_p - a_p * thr_p);
 427   a_n = (1 - filter->ratio) / (2 * (thr_n - G_MININT16));
 428   b_n = (filter->ratio * thr_n - G_MININT16) / (thr_n - G_MININT16);
 429   c_n = thr_n * (1 - b_n - a_n * thr_n);
 430
 431   for (; num_samples; num_samples--) {
 432     val = *data;
 433
 434     if (val > thr_p) {
 435       val = a_p * val * val + b_p * val + c_p;
 436     } else if (val < thr_n) {
 437       val = a_n * val * val + b_n * val + c_n;
 438     }
 439     *data++ = (gint16) CLAMP (val, G_MININT16, G_MAXINT16);
 440   }
 441 }
 442
 443 static void
 444 gst_audio_dynamic_transform_soft_knee_compressor_float (GstAudioDynamic *
 445     filter, gfloat * data, guint num_samples)
 446 {
 447   gdouble val;
 448   gdouble threshold = filter->threshold;
 449   gdouble a_p, b_p, c_p;
 450   gdouble a_n, b_n, c_n;
 451
 452   /* Nothing to do for us if ratio == 1.0.
 453    * As float values can be above 1.0 we have to do something
 454    * if threshold is greater than 1.0. */
 455   if (filter->ratio == 1.0)
 456     return;
 457
 458   /* We build a 2nd degree polynomial here for
 459    * values greater than threshold or small than
 460    * -threshold with:
 461    * f(t) = t, f'(t) = 1, f'(m) = r
 462    * =>
 463    * a = (1-r)/(2*(t-m))
 464    * b = (r*t - m)/(t-m)
 465    * c = t * (1 - b - a*t)
 466    * f(x) = ax^2 + bx + c
 467    */
 468
 469   /* FIXME: If treshold is the same as the maximum
 470    * we need to raise it a bit to prevent
 471    * division by zero. */
 472   if (threshold == 1.0)
 473     threshold = 1.0 + 0.00001;
 474
 475   a_p = (1.0 - filter->ratio) / (2.0 * (threshold - 1.0));
 476   b_p = (filter->ratio * threshold - 1.0) / (threshold - 1.0);
 477   c_p = threshold * (1.0 - b_p - a_p * threshold);
 478   a_n = (1.0 - filter->ratio) / (2.0 * (-threshold + 1.0));
 479   b_n = (-filter->ratio * threshold + 1.0) / (-threshold + 1.0);
 480   c_n = -threshold * (1.0 - b_n + a_n * threshold);
 481
 482   for (; num_samples; num_samples--) {
 483     val = *data;
 484
 485     if (val > 1.0) {
 486       val = 1.0 + (val - 1.0) * filter->ratio;
 487     } else if (val > threshold) {
 488       val = a_p * val * val + b_p * val + c_p;
 489     } else if (val < -1.0) {
 490       val = -1.0 + (val + 1.0) * filter->ratio;
 491     } else if (val < -threshold) {
 492       val = a_n * val * val + b_n * val + c_n;
 493     }
 494     *data++ = (gfloat) val;
 495   }
 496 }
 497
 498 static void
 499 gst_audio_dynamic_transform_hard_knee_expander_int (GstAudioDynamic * filter,
 500     gint16 * data, guint num_samples)
 501 {
 502   glong val;
 503   glong thr_p = filter->threshold * G_MAXINT16;
 504   glong thr_n = filter->threshold * G_MININT16;
 505   gdouble zero_p, zero_n;
 506
 507   /* Nothing to do for us here if threshold equals 0.0
 508    * or ratio equals 1.0 */
 509   if (filter->threshold == 0.0 || filter->ratio == 1.0)
 510     return;
 511
 512   /* zero crossing of our function */
 513   if (filter->ratio != 0.0) {
 514     zero_p = thr_p - thr_p / filter->ratio;
 515     zero_n = thr_n - thr_n / filter->ratio;
 516   } else {
 517     zero_p = zero_n = 0.0;
 518   }
 519
 520   if (zero_p < 0.0)
 521     zero_p = 0.0;
 522   if (zero_n > 0.0)
 523     zero_n = 0.0;
 524
 525   for (; num_samples; num_samples--) {
 526     val = *data;
 527
 528     if (val < thr_p && val > zero_p) {
 529       val = filter->ratio * val + thr_p * (1 - filter->ratio);
 530     } else if ((val <= zero_p && val > 0) || (val >= zero_n && val < 0)) {
 531       val = 0;
 532     } else if (val > thr_n && val < zero_n) {
 533       val = filter->ratio * val + thr_n * (1 - filter->ratio);
 534     }
 535     *data++ = (gint16) CLAMP (val, G_MININT16, G_MAXINT16);
 536   }
 537 }
 538
 539 static void
 540 gst_audio_dynamic_transform_hard_knee_expander_float (GstAudioDynamic * filter,
 541     gfloat * data, guint num_samples)
 542 {
 543   gdouble val, threshold = filter->threshold, zero;
 544
 545   /* Nothing to do for us here if threshold equals 0.0
 546    * or ratio equals 1.0 */
 547   if (filter->threshold == 0.0 || filter->ratio == 1.0)
 548     return;
 549
 550   /* zero crossing of our function */
 551   if (filter->ratio != 0.0)
 552     zero = threshold - threshold / filter->ratio;
 553   else
 554     zero = 0.0;
 555
 556   if (zero < 0.0)
 557     zero = 0.0;
 558
 559   for (; num_samples; num_samples--) {
 560     val = *data;
 561
 562     if (val < threshold && val > zero) {
 563       val = filter->ratio * val + threshold * (1.0 - filter->ratio);
 564     } else if ((val <= zero && val > 0.0) || (val >= -zero && val < 0.0)) {
 565       val = 0.0;
 566     } else if (val > -threshold && val < -zero) {
 567       val = filter->ratio * val - threshold * (1.0 - filter->ratio);
 568     }
 569     *data++ = (gfloat) val;
 570   }
 571 }
 572
 573 static void
 574 gst_audio_dynamic_transform_soft_knee_expander_int (GstAudioDynamic * filter,
 575     gint16 * data, guint num_samples)
 576 {
 577   glong val;
 578   glong thr_p = filter->threshold * G_MAXINT16;
 579   glong thr_n = filter->threshold * G_MININT16;
 580   gdouble zero_p, zero_n;
 581   gdouble a_p, b_p, c_p;
 582   gdouble a_n, b_n, c_n;
 583
 584   /* Nothing to do for us here if threshold equals 0.0
 585    * or ratio equals 1.0 */
 586   if (filter->threshold == 0.0 || filter->ratio == 1.0)
 587     return;
 588
 589   /* zero crossing of our function */
 590   zero_p = (thr_p * (filter->ratio - 1.0)) / (1.0 + filter->ratio);
 591   zero_n = (thr_n * (filter->ratio - 1.0)) / (1.0 + filter->ratio);
 592
 593   if (zero_p < 0.0)
 594     zero_p = 0.0;
 595   if (zero_n > 0.0)
 596     zero_n = 0.0;
 597
 598   /* shouldn't happen as this would only happen
 599    * with threshold == 0.0 */
 600   g_assert (thr_p != 0);
 601   g_assert (thr_n != 0);
 602
 603   /* We build a 2n degree polynomial here for values between
 604    * 0 and threshold or 0 and -threshold with:
 605    * f(t) = t, f'(t) = 1, f(z) = 0, f'(z) = r
 606    * z between 0 and t
 607    * =>
 608    * a = (1 - r^2) / (4 * t)
 609    * b = (1 + r^2) / 2
 610    * c = t * (1.0 - b - a*t)
 611    * f(x) = ax^2 + bx + c */
 612   a_p = (1.0 - filter->ratio * filter->ratio) / (4.0 * thr_p);
 613   b_p = (1.0 + filter->ratio * filter->ratio) / 2.0;
 614   c_p = thr_p * (1.0 - b_p - a_p * thr_p);
 615   a_n = (1.0 - filter->ratio * filter->ratio) / (4.0 * thr_n);
 616   b_n = (1.0 + filter->ratio * filter->ratio) / 2.0;
 617   c_n = thr_n * (1.0 - b_n - a_n * thr_n);
 618
 619   for (; num_samples; num_samples--) {
 620     val = *data;
 621
 622     if (val < thr_p && val > zero_p) {
 623       val = a_p * val * val + b_p * val + c_p;
 624     } else if ((val <= zero_p && val > 0) || (val >= zero_n && val < 0)) {
 625       val = 0;
 626     } else if (val > thr_n && val < zero_n) {
 627       val = a_n * val * val + b_n * val + c_n;
 628     }
 629     *data++ = (gint16) CLAMP (val, G_MININT16, G_MAXINT16);
 630   }
 631 }
 632
 633 static void
 634 gst_audio_dynamic_transform_soft_knee_expander_float (GstAudioDynamic * filter,
 635     gfloat * data, guint num_samples)
 636 {
 637   gdouble val;
 638   gdouble threshold = filter->threshold;
 639   gdouble zero;
 640   gdouble a_p, b_p, c_p;
 641   gdouble a_n, b_n, c_n;
 642
 643   /* Nothing to do for us here if threshold equals 0.0
 644    * or ratio equals 1.0 */
 645   if (filter->threshold == 0.0 || filter->ratio == 1.0)
 646     return;
 647
 648   /* zero crossing of our function */
 649   zero = (threshold * (filter->ratio - 1.0)) / (1.0 + filter->ratio);
 650
 651   if (zero < 0.0)
 652     zero = 0.0;
 653
 654   /* shouldn't happen as this only happens with
 655    * threshold == 0.0 */
 656   g_assert (threshold != 0.0);
 657
 658   /* We build a 2n degree polynomial here for values between
 659    * 0 and threshold or 0 and -threshold with:
 660    * f(t) = t, f'(t) = 1, f(z) = 0, f'(z) = r
 661    * z between 0 and t
 662    * =>
 663    * a = (1 - r^2) / (4 * t)
 664    * b = (1 + r^2) / 2
 665    * c = t * (1.0 - b - a*t)
 666    * f(x) = ax^2 + bx + c */
 667   a_p = (1.0 - filter->ratio * filter->ratio) / (4.0 * threshold);
 668   b_p = (1.0 + filter->ratio * filter->ratio) / 2.0;
 669   c_p = threshold * (1.0 - b_p - a_p * threshold);
 670   a_n = (1.0 - filter->ratio * filter->ratio) / (-4.0 * threshold);
 671   b_n = (1.0 + filter->ratio * filter->ratio) / 2.0;
 672   c_n = -threshold * (1.0 - b_n + a_n * threshold);
 673
 674   for (; num_samples; num_samples--) {
 675     val = *data;
 676
 677     if (val < threshold && val > zero) {
 678       val = a_p * val * val + b_p * val + c_p;
 679     } else if ((val <= zero && val > 0.0) || (val >= -zero && val < 0.0)) {
 680       val = 0.0;
 681     } else if (val > -threshold && val < -zero) {
 682       val = a_n * val * val + b_n * val + c_n;
 683     }
 684     *data++ = (gfloat) val;
 685   }
 686 }
 687
 688 /* GstBaseTransform vmethod implementations */
 689 static GstFlowReturn
 690 gst_audio_dynamic_transform_ip (GstBaseTransform * base, GstBuffer * buf)
 691 {
 692   GstAudioDynamic *filter = GST_AUDIO_DYNAMIC (base);
 693   guint num_samples;
 694   GstClockTime timestamp, stream_time;
 695   guint8 *data;
 696   gsize size;
 697
 698   timestamp = GST_BUFFER_TIMESTAMP (buf);
 699   stream_time =
 700       gst_segment_to_stream_time (&base->segment, GST_FORMAT_TIME, timestamp);
 701
 702   GST_DEBUG_OBJECT (filter, "sync to %" GST_TIME_FORMAT,
 703       GST_TIME_ARGS (timestamp));
 704
 705   if (GST_CLOCK_TIME_IS_VALID (stream_time))
 706     gst_object_sync_values (G_OBJECT (filter), stream_time);
 707
 708   if (gst_base_transform_is_passthrough (base) ||
 709       G_UNLIKELY (GST_BUFFER_FLAG_IS_SET (buf, GST_BUFFER_FLAG_GAP)))
 710     return GST_FLOW_OK;
 711
 712   data = gst_buffer_map (buf, &size, NULL, GST_MAP_READWRITE);
 713   num_samples = size / (GST_AUDIO_FILTER (filter)->format.width / 8);
 714
 715   filter->process (filter, data, num_samples);
 716
 717   gst_buffer_unmap (buf, data, size);
 718
 719   return GST_FLOW_OK;
 720 }