lib/scales.h

   1 /********************************************************************
   2  *                                                                  *
   3  * THIS FILE IS PART OF THE OggVorbis SOFTWARE CODEC SOURCE CODE.   *
   4  * USE, DISTRIBUTION AND REPRODUCTION OF THIS LIBRARY SOURCE IS     *
   5  * GOVERNED BY A BSD-STYLE SOURCE LICENSE INCLUDED WITH THIS SOURCE *
   6  * IN 'COPYING'. PLEASE READ THESE TERMS BEFORE DISTRIBUTING.       *
   7  *                                                                  *
   8  * THE OggVorbis SOURCE CODE IS (C) COPYRIGHT 1994-2009             *
   9  * by the Xiph.Org Foundation http://www.xiph.org/                  *
  10  *                                                                  *
  11  ********************************************************************
  12
  13  function: linear scale -> dB, Bark and Mel scales
  14
  15  ********************************************************************/
  16
  17 #ifndef _V_SCALES_H_
  18 #define _V_SCALES_H_
  19
  20 #include <math.h>
  21 #include "os.h"
  22
  23 #ifdef _MSC_VER
  24 /* MS Visual Studio doesn't have C99 inline keyword. */
  25 #define inline __inline
  26 #endif
  27
  28 /* 20log10(x) */
  29 #define VORBIS_IEEE_FLOAT32 1
  30 #ifdef VORBIS_IEEE_FLOAT32
  31
  32 static inline float unitnorm(float x){
  33   union {
  34     ogg_uint32_t i;
  35     float f;
  36   } ix;
  37   ix.f = x;
  38   ix.i = (ix.i & 0x80000000U) | (0x3f800000U);
  39   return ix.f;
  40 }
  41
  42 /* Segher was off (too high) by ~ .3 decibel.  Center the conversion correctly. */
  43 static inline float todB(const float *x){
  44   union {
  45     ogg_uint32_t i;
  46     float f;
  47   } ix;
  48   ix.f = *x;
  49   ix.i = ix.i&0x7fffffff;
  50   return (float)(ix.i * 7.17711438e-7f -764.6161886f);
  51 }
  52
  53 #define todB_nn(x) todB(x)
  54
  55 #else
  56
  57 static float unitnorm(float x){
  58   if(x<0)return(-1.f);
  59   return(1.f);
  60 }
  61
  62 #define todB(x)   (*(x)==0?-400.f:log(*(x)**(x))*4.34294480f)
  63 #define todB_nn(x)   (*(x)==0.f?-400.f:log(*(x))*8.6858896f)
  64
  65 #endif
  66
  67 #define fromdB(x) (exp((x)*.11512925f))
  68
  69 /* The bark scale equations are approximations, since the original
  70    table was somewhat hand rolled.  The below are chosen to have the
  71    best possible fit to the rolled tables, thus their somewhat odd
  72    appearance (these are more accurate and over a longer range than
  73    the oft-quoted bark equations found in the texts I have).  The
  74    approximations are valid from 0 - 30kHz (nyquist) or so.
  75
  76    all f in Hz, z in Bark */
  77
  78 #define toBARK(n)   (13.1f*atan(.00074f*(n))+2.24f*atan((n)*(n)*1.85e-8f)+1e-4f*(n))
  79 #define fromBARK(z) (102.f*(z)-2.f*pow(z,2.f)+.4f*pow(z,3.f)+pow(1.46f,z)-1.f)
  80 #define toMEL(n)    (log(1.f+(n)*.001f)*1442.695f)
  81 #define fromMEL(m)  (1000.f*exp((m)/1442.695f)-1000.f)
  82
  83 /* Frequency to octave.  We arbitrarily declare 63.5 Hz to be octave
  84    0.0 */
  85
  86 #define toOC(n)     (log(n)*1.442695f-5.965784f)
  87 #define fromOC(o)   (exp(((o)+5.965784f)*.693147f))
  88
  89 #endif