lib/psy.c

   1 /********************************************************************
   2  *                                                                  *
   3  * THIS FILE IS PART OF THE Ogg Vorbis SOFTWARE CODEC SOURCE CODE.  *
   4  * USE, DISTRIBUTION AND REPRODUCTION OF THIS SOURCE IS GOVERNED BY *
   5  * THE GNU PUBLIC LICENSE 2, WHICH IS INCLUDED WITH THIS SOURCE.    *
   6  * PLEASE READ THESE TERMS DISTRIBUTING.                            *
   7  *                                                                  *
   8  * THE OggSQUISH SOURCE CODE IS (C) COPYRIGHT 1994-2000             *
   9  * by Monty <monty@xiph.org> and The XIPHOPHORUS Company            *
  10  * http://www.xiph.org/                                             *
  11  *                                                                  *
  12  ********************************************************************
  13
  14  function: psychoacoustics not including preecho
  15  last mod: $Id: psy.c,v 1.11 2000/01/20 04:43:02 xiphmont Exp $
  16
  17  ********************************************************************/
  18
  19 #include <stdlib.h>
  20 #include <math.h>
  21 #include <string.h>
  22 #include <stdio.h>
  23 #include "vorbis/codec.h"
  24
  25 #include "psy.h"
  26 #include "lpc.h"
  27 #include "smallft.h"
  28 #include "scales.h"
  29
  30 /* Set up decibel threshhold slopes on a Bark frequency scale */
  31
  32 static void set_curve(double *ref,double *c,int n, double crate){
  33   int i,j=0;
  34
  35   for(i=0;i<MAX_BARK-1;i++){
  36     int endpos=rint(fromBARK(i+1)*2*n/crate);
  37     double base=ref[i];
  38     double delta=(ref[i+1]-base)/(endpos-j);
  39     for(;j<endpos && j<n;j++){
  40       c[j]=base;
  41       base+=delta;
  42     }
  43   }
  44 }
  45
  46 void _vp_psy_init(psy_lookup *p,vorbis_info_psy *vi,int n,long rate){
  47   long i;
  48   memset(p,0,sizeof(psy_lookup));
  49   p->maskthresh=malloc(n*sizeof(double));
  50   p->barknum=malloc(n*sizeof(double));
  51   p->vi=vi;
  52   p->n=n;
  53
  54   /* set up the lookups for a given blocksize and sample rate */
  55   /* Vorbis max sample rate is limited by 26 Bark (54kHz) */
  56   set_curve(vi->maskthresh, p->maskthresh, n,rate);
  57
  58   for(i=0;i<n;i++)
  59     p->barknum[i]=toBARK(rate/2.*i/n);
  60
  61 #ifdef ANALYSIS
  62   {
  63     int j;
  64     FILE *out;
  65     char buffer[80];
  66
  67     sprintf(buffer,"mask_threshhold_%d.m",n);
  68     out=fopen(buffer,"w+");
  69     for(j=0;j<n;j++)
  70       fprintf(out,"%g\n",p->maskthresh[j]);
  71     fclose(out);
  72   }
  73 #endif
  74
  75 }
  76
  77 void _vp_psy_clear(psy_lookup *p){
  78   if(p){
  79     if(p->maskthresh)free(p->maskthresh);
  80     if(p->barknum)free(p->barknum);
  81     memset(p,0,sizeof(psy_lookup));
  82   }
  83 }
  84
  85 /* Masking curve: linear rolloff on a Bark/dB scale, attenuated by
  86    maskthresh */
  87
  88 void _vp_mask_floor(psy_lookup *p,double *f, double *m){
  89   int n=p->n;
  90   double hroll=p->vi->hrolldB;
  91   double lroll=p->vi->lrolldB;
  92   double curmask=todB(f[0])+p->maskthresh[0];
  93   double curoc=0.;
  94   long i;
  95
  96   /* run mask forward then backward */
  97   for(i=0;i<n;i++){
  98     double newmask=todB(f[i])+p->maskthresh[i];
  99     double newoc=p->barknum[i];
 100     double roll=curmask-(newoc-curoc)*hroll;
 101     double troll;
 102     if(newmask>roll){
 103       roll=curmask=newmask;
 104       curoc=newoc;
 105     }
 106     troll=fromdB(roll);
 107     if(m[i]<troll)m[i]=troll;
 108   }
 109
 110   curmask=todB(f[n-1])+p->maskthresh[n-1];
 111   curoc=p->barknum[n-1];
 112   for(i=n-1;i>=0;i--){
 113     double newmask=todB(f[i])+p->maskthresh[i];
 114     double newoc=p->barknum[i];
 115     double roll=curmask-(curoc-newoc)*lroll;
 116     double troll;
 117     if(newmask>roll){
 118       roll=curmask=newmask;
 119       curoc=newoc;
 120     }
 121     troll=fromdB(roll);
 122     if(m[i]<troll)m[i]=troll;
 123   }
 124 }
 125
 126 /* s must be padded at the end with m-1 zeroes */
 127 static void time_convolve(double *s,double *r,int n,int m){
 128   int i;
 129
 130   for(i=0;i<n;i++){
 131     int j;
 132     double acc=0;
 133
 134     for(j=0;j<m;j++)
 135       acc+=s[i+j]*r[m-j-1];
 136
 137     s[i]=acc;
 138   }
 139 }
 140
 141 /* for duplicating the info struct */
 142
 143 void *_vi_psy_dup(void *i){
 144   vorbis_info_psy *source=i;
 145   if(source){
 146     vorbis_info_psy *d=malloc(sizeof(vorbis_info_psy));
 147     memcpy(d,source,sizeof(vorbis_info_psy));
 148     return(d);
 149   }else
 150     return(NULL);
 151 }
 152
 153 void _vi_psy_free(void *i){
 154   if(i){
 155     memset(i,0,sizeof(vorbis_info_psy));
 156     free(i);
 157   }
 158 }
 159