src/libFLAC/window.c

   1 /* libFLAC - Free Lossless Audio Codec library
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  31  */
  32
  33 #if HAVE_CONFIG_H
  34 #  include <config.h>
  35 #endif
  36
  37 #include <math.h>
  38 #include "FLAC/assert.h"
  39 #include "FLAC/format.h"
  40 #include "private/window.h"
  41
  42 #ifndef FLAC__INTEGER_ONLY_LIBRARY
  43
  44 #ifndef M_PI
  45 /* math.h in VC++ doesn't seem to have this (how Microsoft is that?) */
  46 #define M_PI 3.14159265358979323846
  47 #endif
  48
  49
  50 void FLAC__window_bartlett(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
  51 {
  52         const FLAC__int32 N = L - 1;
  53         FLAC__int32 n;
  54
  55         if (L & 1) {
  56                 for (n = 0; n <= N/2; n++)
  57                         window[n] = 2.0f * n / (float)N;
  58                 for (; n <= N; n++)
  59                         window[n] = 2.0f - 2.0f * n / (float)N;
  60         }
  61         else {
  62                 for (n = 0; n <= L/2-1; n++)
  63                         window[n] = 2.0f * n / (float)N;
  64                 for (; n <= N; n++)
  65                         window[n] = 2.0f - 2.0f * (N-n) / (float)N;
  66         }
  67 }
  68
  69 void FLAC__window_bartlett_hann(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
  70 {
  71         const FLAC__int32 N = L - 1;
  72         FLAC__int32 n;
  73
  74         for (n = 0; n < L; n++)
  75                 window[n] = (FLAC__real)(0.62f - 0.48f * fabs((float)n/(float)N+0.5f) + 0.38f * cos(2.0f * M_PI * ((float)n/(float)N+0.5f)));
  76 }
  77
  78 void FLAC__window_blackman(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
  79 {
  80         const FLAC__int32 N = L - 1;
  81         FLAC__int32 n;
  82
  83         for (n = 0; n < L; n++)
  84                 window[n] = (FLAC__real)(0.42f - 0.5f * cos(2.0f * M_PI * n / N) + 0.08f * cos(4.0f * M_PI * n / N));
  85 }
  86
  87 /* 4-term -92dB side-lobe */
  88 void FLAC__window_blackman_harris_4term_92db_sidelobe(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
  89 {
  90         const FLAC__int32 N = L - 1;
  91         FLAC__int32 n;
  92
  93         for (n = 0; n <= N; n++)
  94                 window[n] = (FLAC__real)(0.35875f - 0.48829f * cos(2.0f * M_PI * n / N) + 0.14128f * cos(4.0f * M_PI * n / N) - 0.01168f * cos(6.0f * M_PI * n / N));
  95 }
  96
  97 void FLAC__window_connes(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
  98 {
  99         const FLAC__int32 N = L - 1;
 100         const double N2 = (double)N / 2.;
 101         FLAC__int32 n;
 102
 103         for (n = 0; n <= N; n++) {
 104                 double k = ((double)n - N2) / N2;
 105                 k = 1.0f - k * k;
 106                 window[n] = (FLAC__real)(k * k);
 107         }
 108 }
 109
 110 void FLAC__window_flattop(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
 111 {
 112         const FLAC__int32 N = L - 1;
 113         FLAC__int32 n;
 114
 115         for (n = 0; n < L; n++)
 116                 window[n] = (FLAC__real)(1.0f - 1.93f * cos(2.0f * M_PI * n / N) + 1.29f * cos(4.0f * M_PI * n / N) - 0.388f * cos(6.0f * M_PI * n / N) + 0.0322f * cos(8.0f * M_PI * n / N));
 117 }
 118
 119 void FLAC__window_gauss(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L, const FLAC__real stddev)
 120 {
 121         const FLAC__int32 N = L - 1;
 122         const double N2 = (double)N / 2.;
 123         FLAC__int32 n;
 124
 125         for (n = 0; n <= N; n++) {
 126                 const double k = ((double)n - N2) / (stddev * N2);
 127                 window[n] = (FLAC__real)exp(-0.5f * k * k);
 128         }
 129 }
 130
 131 void FLAC__window_hamming(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
 132 {
 133         const FLAC__int32 N = L - 1;
 134         FLAC__int32 n;
 135
 136         for (n = 0; n < L; n++)
 137                 window[n] = (FLAC__real)(0.54f - 0.46f * cos(2.0f * M_PI * n / N));
 138 }
 139
 140 void FLAC__window_hann(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
 141 {
 142         const FLAC__int32 N = L - 1;
 143         FLAC__int32 n;
 144
 145         for (n = 0; n < L; n++)
 146                 window[n] = (FLAC__real)(0.5f - 0.5f * cos(2.0f * M_PI * n / N));
 147 }
 148
 149 void FLAC__window_kaiser_bessel(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
 150 {
 151         const FLAC__int32 N = L - 1;
 152         FLAC__int32 n;
 153
 154         for (n = 0; n < L; n++)
 155                 window[n] = (FLAC__real)(0.402f - 0.498f * cos(2.0f * M_PI * n / N) + 0.098f * cos(4.0f * M_PI * n / N) - 0.001f * cos(6.0f * M_PI * n / N));
 156 }
 157
 158 void FLAC__window_nuttall(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
 159 {
 160         const FLAC__int32 N = L - 1;
 161         FLAC__int32 n;
 162
 163         for (n = 0; n < L; n++)
 164                 window[n] = (FLAC__real)(0.3635819f - 0.4891775f*cos(2.0f*M_PI*n/N) + 0.1365995f*cos(4.0f*M_PI*n/N) - 0.0106411f*cos(6.0f*M_PI*n/N));
 165 }
 166
 167 void FLAC__window_rectangle(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
 168 {
 169         FLAC__int32 n;
 170
 171         for (n = 0; n < L; n++)
 172                 window[n] = 1.0f;
 173 }
 174
 175 void FLAC__window_triangle(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
 176 {
 177         FLAC__int32 n;
 178
 179         if (L & 1) {
 180                 for (n = 1; n <= L+1/2; n++)
 181                         window[n-1] = 2.0f * n / ((float)L + 1.0f);
 182                 for (; n <= L; n++)
 183                         window[n-1] = - (float)(2 * (L - n + 1)) / ((float)L + 1.0f);
 184         }
 185         else {
 186                 for (n = 1; n <= L/2; n++)
 187                         window[n-1] = 2.0f * n / (float)L;
 188                 for (; n <= L; n++)
 189                         window[n-1] = ((float)(2 * (L - n)) + 1.0f) / (float)L;
 190         }
 191 }
 192
 193 void FLAC__window_tukey(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L, const FLAC__real p)
 194 {
 195         if (p <= 0.0)
 196                 FLAC__window_rectangle(window, L);
 197         else if (p >= 1.0)
 198                 FLAC__window_hann(window, L);
 199         else {
 200                 const FLAC__int32 Np = (FLAC__int32)(p / 2.0f * L) - 1;
 201                 FLAC__int32 n;
 202                 /* start with rectangle... */
 203                 FLAC__window_rectangle(window, L);
 204                 /* ...replace ends with hann */
 205                 if (Np > 0) {
 206                         for (n = 0; n <= Np; n++) {
 207                                 window[n] = (FLAC__real)(0.5f - 0.5f * cos(M_PI * n / Np));
 208                                 window[L-Np-1+n] = (FLAC__real)(0.5f - 0.5f * cos(M_PI * (n+Np) / Np));
 209                         }
 210                 }
 211         }
 212 }
 213
 214 void FLAC__window_welch(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
 215 {
 216         const FLAC__int32 N = L - 1;
 217         const double N2 = (double)N / 2.;
 218         FLAC__int32 n;
 219
 220         for (n = 0; n <= N; n++) {
 221                 const double k = ((double)n - N2) / N2;
 222                 window[n] = (FLAC__real)(1.0f - k * k);
 223         }
 224 }
 225
 226 #endif /* !defined FLAC__INTEGER_ONLY_LIBRARY */