libavcodec/lsp.h

   1 /*
   2  * LSP computing for ACELP-based codecs
   3  *
   4  * Copyright (c) 2008 Vladimir Voroshilov
   5  *
   6  * This file is part of FFmpeg.
   7  *
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  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 #ifndef AVCODEC_LSP_H
  24 #define AVCODEC_LSP_H
  25
  26 #include <stdint.h>
  27
  28 /**
  29   (I.F) means fixed-point value with F fractional and I integer bits
  30 */
  31
  32 /**
  33  * \brief ensure a minimum distance between LSFs
  34  * \param[in,out] lsfq LSF to check and adjust
  35  * \param lsfq_min_distance minimum distance between LSFs
  36  * \param lsfq_min minimum allowed LSF value
  37  * \param lsfq_max maximum allowed LSF value
  38  * \param lp_order LP filter order
  39  */
  40 void ff_acelp_reorder_lsf(int16_t* lsfq, int lsfq_min_distance, int lsfq_min, int lsfq_max, int lp_order);
  41
  42 /**
  43  * Adjust the quantized LSFs so they are increasing and not too close.
  44  *
  45  * This step is not mentioned in the AMR spec but is in the reference C decoder.
  46  * Omitting this step creates audible distortion on the sinusoidal sweep
  47  * test vectors in 3GPP TS 26.074.
  48  *
  49  * @param[in,out] lsf    LSFs in Hertz
  50  * @param min_spacing    minimum distance between two consecutive lsf values
  51  * @param size           size of the lsf vector
  52  */
  53 void ff_set_min_dist_lsf(float *lsf, double min_spacing, int size);
  54
  55 /**
  56  * \brief Convert LSF to LSP
  57  * \param[out] lsp LSP coefficients (-0x8000 <= (0.15) < 0x8000)
  58  * \param lsf normalized LSF coefficients (0 <= (2.13) < 0x2000 * PI)
  59  * \param lp_order LP filter order
  60  *
  61  * \remark It is safe to pass the same array into the lsf and lsp parameters.
  62  */
  63 void ff_acelp_lsf2lsp(int16_t *lsp, const int16_t *lsf, int lp_order);
  64
  65 /**
  66  * Floating point version of ff_acelp_lsf2lsp()
  67  */
  68 void ff_acelp_lsf2lspd(double *lsp, const float *lsf, int lp_order);
  69
  70 /**
  71  * \brief LSP to LP conversion (3.2.6 of G.729)
  72  * \param[out] lp decoded LP coefficients (-0x8000 <= (3.12) < 0x8000)
  73  * \param lsp LSP coefficients (-0x8000 <= (0.15) < 0x8000)
  74  * \param lp_half_order LP filter order, divided by 2
  75  */
  76 void ff_acelp_lsp2lpc(int16_t* lp, const int16_t* lsp, int lp_half_order);
  77
  78 /**
  79  * LSP to LP conversion (5.2.4 of AMR-WB)
  80  */
  81 void ff_amrwb_lsp2lpc(const double *lsp, float *lp, int lp_order);
  82
  83 /**
  84  * \brief Interpolate LSP for the first subframe and convert LSP -> LP for both subframes (3.2.5 and 3.2.6 of G.729)
  85  * \param[out] lp_1st decoded LP coefficients for first subframe  (-0x8000 <= (3.12) < 0x8000)
  86  * \param[out] lp_2nd decoded LP coefficients for second subframe (-0x8000 <= (3.12) < 0x8000)
  87  * \param lsp_2nd LSP coefficients of the second subframe (-0x8000 <= (0.15) < 0x8000)
  88  * \param lsp_prev LSP coefficients from the second subframe of the previous frame (-0x8000 <= (0.15) < 0x8000)
  89  * \param lp_order LP filter order
  90  */
  91 void ff_acelp_lp_decode(int16_t* lp_1st, int16_t* lp_2nd, const int16_t* lsp_2nd, const int16_t* lsp_prev, int lp_order);
  92
  93
  94 #define MAX_LP_HALF_ORDER 8
  95 #define MAX_LP_ORDER      (2*MAX_LP_HALF_ORDER)
  96
  97 /**
  98  * Reconstruct LPC coefficients from the line spectral pair frequencies.
  99  *
 100  * @param lsp line spectral pairs in cosine domain
 101  * @param lpc linear predictive coding coefficients
 102  * @param lp_half_order half the number of the amount of LPCs to be
 103  *        reconstructed, need to be smaller or equal to MAX_LP_HALF_ORDER
 104  *
 105  * @note buffers should have a minimux size of 2*lp_half_order elements.
 106  *
 107  * TIA/EIA/IS-733 2.4.3.3.5
 108  */
 109 void ff_acelp_lspd2lpc(const double *lsp, float *lpc, int lp_half_order);
 110
 111 /**
 112  * Sort values in ascending order.
 113  *
 114  * @note O(n) if data already sorted, O(n^2) - otherwise
 115  */
 116 void ff_sort_nearly_sorted_floats(float *vals, int len);
 117
 118 /**
 119  * Compute the Pa / (1 + z(-1)) or Qa / (1 - z(-1)) coefficients
 120  * needed for LSP to LPC conversion.
 121  * We only need to calculate the 6 first elements of the polynomial.
 122  *
 123  * @param lsp line spectral pairs in cosine domain
 124  * @param[out] f polynomial input/output as a vector
 125  *
 126  * TIA/EIA/IS-733 2.4.3.3.5-1/2
 127  */
 128 void ff_lsp2polyf(const double *lsp, double *f, int lp_half_order);
 129
 130 #endif /* AVCODEC_LSP_H */