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 1.20 2002/03/07 03:41:03 xiphmont Exp $
  15
  16  ********************************************************************/
  17
  18 #ifndef _V_SCALES_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 unitnorm(float x){
  27   ogg_uint32_t *ix=(ogg_uint32_t *)&x;
  28   *ix=(*ix&0x80000000UL)|(0x3f800000UL);
  29   return(x);
  30 }
  31
  32 static float todB_LOOKUP[256]={
  33         -140.277330f, -139.633636f, -139.034372f, -138.473797f,
  34         -137.450747f, -136.535597f, -135.707743f, -134.951972f,
  35         -134.256730f, -133.613036f, -133.013772f, -132.453198f,
  36         -131.430147f, -130.514997f, -129.687144f, -128.931372f,
  37         -128.236130f, -127.592437f, -126.993172f, -126.432598f,
  38         -125.409547f, -124.494397f, -123.666544f, -122.910772f,
  39         -122.215530f, -121.571837f, -120.972572f, -120.411998f,
  40         -119.388947f, -118.473797f, -117.645944f, -116.890173f,
  41         -116.194930f, -115.551237f, -114.951972f, -114.391398f,
  42         -113.368347f, -112.453198f, -111.625344f, -110.869573f,
  43         -110.174331f, -109.530637f, -108.931372f, -108.370798f,
  44         -107.347748f, -106.432598f, -105.604744f, -104.848973f,
  45         -104.153731f, -103.510037f, -102.910773f, -102.350198f,
  46         -101.327148f, -100.411998f,  -99.584144f,  -98.828373f,
  47          -98.133131f,  -97.489437f,  -96.890173f,  -96.329598f,
  48          -95.306548f,  -94.391398f,  -93.563544f,  -92.807773f,
  49          -92.112531f,  -91.468837f,  -90.869573f,  -90.308998f,
  50          -89.285948f,  -88.370798f,  -87.542944f,  -86.787173f,
  51          -86.091931f,  -85.448237f,  -84.848973f,  -84.288398f,
  52          -83.265348f,  -82.350198f,  -81.522344f,  -80.766573f,
  53          -80.071331f,  -79.427637f,  -78.828373f,  -78.267799f,
  54          -77.244748f,  -76.329598f,  -75.501745f,  -74.745973f,
  55          -74.050731f,  -73.407038f,  -72.807773f,  -72.247199f,
  56          -71.224148f,  -70.308998f,  -69.481145f,  -68.725373f,
  57          -68.030131f,  -67.386438f,  -66.787173f,  -66.226599f,
  58          -65.203548f,  -64.288399f,  -63.460545f,  -62.704774f,
  59          -62.009531f,  -61.365838f,  -60.766573f,  -60.205999f,
  60          -59.182948f,  -58.267799f,  -57.439945f,  -56.684174f,
  61          -55.988932f,  -55.345238f,  -54.745973f,  -54.185399f,
  62          -53.162349f,  -52.247199f,  -51.419345f,  -50.663574f,
  63          -49.968332f,  -49.324638f,  -48.725374f,  -48.164799f,
  64          -47.141749f,  -46.226599f,  -45.398745f,  -44.642974f,
  65          -43.947732f,  -43.304038f,  -42.704774f,  -42.144199f,
  66          -41.121149f,  -40.205999f,  -39.378145f,  -38.622374f,
  67          -37.927132f,  -37.283438f,  -36.684174f,  -36.123599f,
  68          -35.100549f,  -34.185399f,  -33.357545f,  -32.601774f,
  69          -31.906532f,  -31.262838f,  -30.663574f,  -30.102999f,
  70          -29.079949f,  -28.164799f,  -27.336945f,  -26.581174f,
  71          -25.885932f,  -25.242238f,  -24.642974f,  -24.082400f,
  72          -23.059349f,  -22.144199f,  -21.316346f,  -20.560574f,
  73          -19.865332f,  -19.221639f,  -18.622374f,  -18.061800f,
  74          -17.038749f,  -16.123599f,  -15.295746f,  -14.539974f,
  75          -13.844732f,  -13.201039f,  -12.601774f,  -12.041200f,
  76          -11.018149f,  -10.103000f,   -9.275146f,   -8.519375f,
  77           -7.824132f,   -7.180439f,   -6.581174f,   -6.020600f,
  78           -4.997549f,   -4.082400f,   -3.254546f,   -2.498775f,
  79           -1.803533f,   -1.159839f,   -0.560574f,    0.000000f,
  80            1.023050f,    1.938200f,    2.766054f,    3.521825f,
  81            4.217067f,    4.860761f,    5.460025f,    6.020600f,
  82            7.043650f,    7.958800f,    8.786654f,    9.542425f,
  83           10.237667f,   10.881361f,   11.480625f,   12.041200f,
  84           13.064250f,   13.979400f,   14.807254f,   15.563025f,
  85           16.258267f,   16.901961f,   17.501225f,   18.061800f,
  86           19.084850f,   20.000000f,   20.827854f,   21.583625f,
  87           22.278867f,   22.922561f,   23.521825f,   24.082400f,
  88           25.105450f,   26.020600f,   26.848453f,   27.604225f,
  89           28.299467f,   28.943161f,   29.542425f,   30.102999f,
  90           31.126050f,   32.041200f,   32.869053f,   33.624825f,
  91           34.320067f,   34.963760f,   35.563025f,   36.123599f,
  92           37.146650f,   38.061800f,   38.889653f,   39.645424f,
  93           40.340667f,   40.984360f,   41.583625f,   42.144199f,
  94           43.167250f,   44.082399f,   44.910253f,   45.666024f,
  95           46.361266f,   47.004960f,   47.604225f,   48.164799f,
  96           49.187850f,   50.102999f,   50.930853f,   51.686624f
  97 };
  98
  99 static float todB(const float *x){
 100   ogg_int32_t *i=(ogg_int32_t *)x;
 101   ogg_int32_t temp=((*i&0x7fffffff)-0x33c7ffff)>>20;
 102   if(temp<0)return -400.f;
 103   return(todB_LOOKUP[temp]);
 104 }
 105
 106 #define todB_nn(x) todB(x)
 107
 108 #else
 109
 110 static float unitnorm(float x){
 111   if(x<0)return(-1.f);
 112   return(1.f);
 113 }
 114
 115 #define todB(x)   (*(x)==0?-400.f:log(*(x)**(x))*4.34294480f)
 116 #define todB_nn(x)   (*(x)==0.f?-400.f:log(*(x))*8.6858896f)
 117
 118 #endif
 119
 120 #define fromdB(x) (exp((x)*.11512925f))
 121
 122 /* The bark scale equations are approximations, since the original
 123    table was somewhat hand rolled.  The below are chosen to have the
 124    best possible fit to the rolled tables, thus their somewhat odd
 125    appearance (these are more accurate and over a longer range than
 126    the oft-quoted bark equations found in the texts I have).  The
 127    approximations are valid from 0 - 30kHz (nyquist) or so.
 128
 129    all f in Hz, z in Bark */
 130
 131 #define toBARK(n)   (13.1f*atan(.00074f*(n))+2.24f*atan((n)*(n)*1.85e-8f)+1e-4f*(n))
 132 #define fromBARK(z) (102.f*(z)-2.f*pow(z,2.f)+.4f*pow(z,3.f)+pow(1.46f,z)-1.f)
 133 #define toMEL(n)    (log(1.f+(n)*.001f)*1442.695f)
 134 #define fromMEL(m)  (1000.f*exp((m)/1442.695f)-1000.f)
 135
 136 /* Frequency to octave.  We arbitrarily declare 63.5 Hz to be octave
 137    0.0 */
 138
 139 #define toOC(n)     (log(n)*1.442695f-5.965784f)
 140 #define fromOC(o)   (exp(((o)+5.965784f)*.693147f))
 141
 142 #endif
 143