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 1994-2001             *
   9  * by the XIPHOPHORUS Company http://www.xiph.org/                  *
  10
  11  ********************************************************************
  12
  13  function: linear scale -> dB, Bark and Mel scales
  14  last mod: $Id: scales.h,v 1.16 2001/05/27 06:44:01 xiphmont Exp $
  15
  16  ********************************************************************/
  17
  18 #ifndef _V_SCALE_H_
  19 #define _V_SCALES_H_
  20
  21 #include <math.h>
  22 #include "os.h"
  23
  24 /* 20log10(x) */
  25 #ifdef VORBIS_IEEE_FLOAT32
  26 static float todB_LOOKUP[256]={
  27         -140.277330f, -139.633636f, -139.034372f, -138.473797f,
  28         -137.450747f, -136.535597f, -135.707743f, -134.951972f,
  29         -134.256730f, -133.613036f, -133.013772f, -132.453198f,
  30         -131.430147f, -130.514997f, -129.687144f, -128.931372f,
  31         -128.236130f, -127.592437f, -126.993172f, -126.432598f,
  32         -125.409547f, -124.494397f, -123.666544f, -122.910772f,
  33         -122.215530f, -121.571837f, -120.972572f, -120.411998f,
  34         -119.388947f, -118.473797f, -117.645944f, -116.890173f,
  35         -116.194930f, -115.551237f, -114.951972f, -114.391398f,
  36         -113.368347f, -112.453198f, -111.625344f, -110.869573f,
  37         -110.174331f, -109.530637f, -108.931372f, -108.370798f,
  38         -107.347748f, -106.432598f, -105.604744f, -104.848973f,
  39         -104.153731f, -103.510037f, -102.910773f, -102.350198f,
  40         -101.327148f, -100.411998f,  -99.584144f,  -98.828373f,
  41          -98.133131f,  -97.489437f,  -96.890173f,  -96.329598f,
  42          -95.306548f,  -94.391398f,  -93.563544f,  -92.807773f,
  43          -92.112531f,  -91.468837f,  -90.869573f,  -90.308998f,
  44          -89.285948f,  -88.370798f,  -87.542944f,  -86.787173f,
  45          -86.091931f,  -85.448237f,  -84.848973f,  -84.288398f,
  46          -83.265348f,  -82.350198f,  -81.522344f,  -80.766573f,
  47          -80.071331f,  -79.427637f,  -78.828373f,  -78.267799f,
  48          -77.244748f,  -76.329598f,  -75.501745f,  -74.745973f,
  49          -74.050731f,  -73.407038f,  -72.807773f,  -72.247199f,
  50          -71.224148f,  -70.308998f,  -69.481145f,  -68.725373f,
  51          -68.030131f,  -67.386438f,  -66.787173f,  -66.226599f,
  52          -65.203548f,  -64.288399f,  -63.460545f,  -62.704774f,
  53          -62.009531f,  -61.365838f,  -60.766573f,  -60.205999f,
  54          -59.182948f,  -58.267799f,  -57.439945f,  -56.684174f,
  55          -55.988932f,  -55.345238f,  -54.745973f,  -54.185399f,
  56          -53.162349f,  -52.247199f,  -51.419345f,  -50.663574f,
  57          -49.968332f,  -49.324638f,  -48.725374f,  -48.164799f,
  58          -47.141749f,  -46.226599f,  -45.398745f,  -44.642974f,
  59          -43.947732f,  -43.304038f,  -42.704774f,  -42.144199f,
  60          -41.121149f,  -40.205999f,  -39.378145f,  -38.622374f,
  61          -37.927132f,  -37.283438f,  -36.684174f,  -36.123599f,
  62          -35.100549f,  -34.185399f,  -33.357545f,  -32.601774f,
  63          -31.906532f,  -31.262838f,  -30.663574f,  -30.102999f,
  64          -29.079949f,  -28.164799f,  -27.336945f,  -26.581174f,
  65          -25.885932f,  -25.242238f,  -24.642974f,  -24.082400f,
  66          -23.059349f,  -22.144199f,  -21.316346f,  -20.560574f,
  67          -19.865332f,  -19.221639f,  -18.622374f,  -18.061800f,
  68          -17.038749f,  -16.123599f,  -15.295746f,  -14.539974f,
  69          -13.844732f,  -13.201039f,  -12.601774f,  -12.041200f,
  70          -11.018149f,  -10.103000f,   -9.275146f,   -8.519375f,
  71           -7.824132f,   -7.180439f,   -6.581174f,   -6.020600f,
  72           -4.997549f,   -4.082400f,   -3.254546f,   -2.498775f,
  73           -1.803533f,   -1.159839f,   -0.560574f,    0.000000f,
  74            1.023050f,    1.938200f,    2.766054f,    3.521825f,
  75            4.217067f,    4.860761f,    5.460025f,    6.020600f,
  76            7.043650f,    7.958800f,    8.786654f,    9.542425f,
  77           10.237667f,   10.881361f,   11.480625f,   12.041200f,
  78           13.064250f,   13.979400f,   14.807254f,   15.563025f,
  79           16.258267f,   16.901961f,   17.501225f,   18.061800f,
  80           19.084850f,   20.000000f,   20.827854f,   21.583625f,
  81           22.278867f,   22.922561f,   23.521825f,   24.082400f,
  82           25.105450f,   26.020600f,   26.848453f,   27.604225f,
  83           28.299467f,   28.943161f,   29.542425f,   30.102999f,
  84           31.126050f,   32.041200f,   32.869053f,   33.624825f,
  85           34.320067f,   34.963760f,   35.563025f,   36.123599f,
  86           37.146650f,   38.061800f,   38.889653f,   39.645424f,
  87           40.340667f,   40.984360f,   41.583625f,   42.144199f,
  88           43.167250f,   44.082399f,   44.910253f,   45.666024f,
  89           46.361266f,   47.004960f,   47.604225f,   48.164799f,
  90           49.187850f,   50.102999f,   50.930853f,   51.686624f
  91 };
  92
  93 static float todB(const float *x){
  94   ogg_int32_t *i=(ogg_int32_t *)x;
  95   ogg_int32_t temp=((*i&0x7fffffff)-0x33cfffff)>>20;
  96   if(temp<0)return -400.f;
  97   return(todB_LOOKUP[temp]);
  98 }
  99
 100 #define todB_nn(x) todB(x)
 101
 102 #else
 103
 104 #define todB(x)   (*(x)==0?-400.f:log(*(x)**(x))*4.34294480f)
 105 #define todB_nn(x)   (*(x)==0.f?-400.f:log(*(x))*8.6858896f)
 106
 107 #endif
 108
 109 #define fromdB(x) (exp((x)*.11512925f))
 110
 111 /* The bark scale equations are approximations, since the original
 112    table was somewhat hand rolled.  The below are chosen to have the
 113    best possible fit to the rolled tables, thus their somewhat odd
 114    appearance (these are more accurate and over a longer range than
 115    the oft-quoted bark equations found in the texts I have).  The
 116    approximations are valid from 0 - 30kHz (nyquist) or so.
 117
 118    all f in Hz, z in Bark */
 119
 120 #define toBARK(n)   (13.1f*atan(.00074f*(n))+2.24f*atan((n)*(n)*1.85e-8f)+1e-4f*(n))
 121 #define fromBARK(z) (102.f*(z)-2.f*pow(z,2.f)+.4f*pow(z,3.f)+pow(1.46f,z)-1.f)
 122 #define toMEL(n)    (log(1.f+(n)*.001f)*1442.695f)
 123 #define fromMEL(m)  (1000.f*exp((m)/1442.695f)-1000.f)
 124
 125 /* Frequency to octave.  We arbitrarily declare 63.5 Hz to be octave
 126    0.0 */
 127
 128 #define toOC(n)     (log(n)*1.442695f-5.965784f)
 129 #define fromOC(o)   (exp(((o)+5.965784f)*.693147f))
 130
 131 #endif
 132