libavcodec/acelp_vectors.c

   1 /*
   2  * adaptive and fixed codebook vector operations for ACELP-based codecs
   3  *
   4  * Copyright (c) 2008 Vladimir Voroshilov
   5  *
   6  * This file is part of FFmpeg.
   7  *
   8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  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 #include <inttypes.h>
  24 #include "avcodec.h"
  25 #include "acelp_vectors.h"
  26 #include "celp_math.h"
  27
  28 const uint8_t ff_fc_2pulses_9bits_track1[16] =
  29 {
  30     1,  3,
  31     6,  8,
  32     11, 13,
  33     16, 18,
  34     21, 23,
  35     26, 28,
  36     31, 33,
  37     36, 38
  38 };
  39 const uint8_t ff_fc_2pulses_9bits_track1_gray[16] =
  40 {
  41   1,  3,
  42   8,  6,
  43   18, 16,
  44   11, 13,
  45   38, 36,
  46   31, 33,
  47   21, 23,
  48   28, 26,
  49 };
  50
  51 const uint8_t ff_fc_2pulses_9bits_track2_gray[32] =
  52 {
  53   0,  2,
  54   5,  4,
  55   12, 10,
  56   7,  9,
  57   25, 24,
  58   20, 22,
  59   14, 15,
  60   19, 17,
  61   36, 31,
  62   21, 26,
  63   1,  6,
  64   16, 11,
  65   27, 29,
  66   32, 30,
  67   39, 37,
  68   34, 35,
  69 };
  70
  71 const uint8_t ff_fc_4pulses_8bits_tracks_13[16] =
  72 {
  73   0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75,
  74 };
  75
  76 const uint8_t ff_fc_4pulses_8bits_track_4[32] =
  77 {
  78     3,  4,
  79     8,  9,
  80     13, 14,
  81     18, 19,
  82     23, 24,
  83     28, 29,
  84     33, 34,
  85     38, 39,
  86     43, 44,
  87     48, 49,
  88     53, 54,
  89     58, 59,
  90     63, 64,
  91     68, 69,
  92     73, 74,
  93     78, 79,
  94 };
  95
  96 const float ff_pow_0_7[10] = {
  97     0.700000, 0.490000, 0.343000, 0.240100, 0.168070,
  98     0.117649, 0.082354, 0.057648, 0.040354, 0.028248
  99 };
 100
 101 const float ff_pow_0_75[10] = {
 102     0.750000, 0.562500, 0.421875, 0.316406, 0.237305,
 103     0.177979, 0.133484, 0.100113, 0.075085, 0.056314
 104 };
 105
 106 const float ff_pow_0_55[10] = {
 107     0.550000, 0.302500, 0.166375, 0.091506, 0.050328,
 108     0.027681, 0.015224, 0.008373, 0.004605, 0.002533
 109 };
 110
 111 const float ff_b60_sinc[61] = {
 112  0.898529  ,  0.865051  ,  0.769257  ,  0.624054  ,  0.448639  ,  0.265289   ,
 113  0.0959167 , -0.0412598 , -0.134338  , -0.178986  , -0.178528  , -0.142609   ,
 114 -0.0849304 , -0.0205078 ,  0.0369568 ,  0.0773926 ,  0.0955200 ,  0.0912781  ,
 115  0.0689392 ,  0.0357056 ,  0.        , -0.0305481 , -0.0504150 , -0.0570068  ,
 116 -0.0508423 , -0.0350037 , -0.0141602 ,  0.00665283,  0.0230713 ,  0.0323486  ,
 117  0.0335388 ,  0.0275879 ,  0.0167847 ,  0.00411987, -0.00747681, -0.0156860  ,
 118 -0.0193481 , -0.0183716 , -0.0137634 , -0.00704956,  0.        ,  0.00582886 ,
 119  0.00939941,  0.0103760 ,  0.00903320,  0.00604248,  0.00238037, -0.00109863 ,
 120 -0.00366211, -0.00497437, -0.00503540, -0.00402832, -0.00241089, -0.000579834,
 121  0.00103760,  0.00222778,  0.00277710,  0.00271606,  0.00213623,  0.00115967 ,
 122  0.
 123 };
 124
 125 void ff_acelp_fc_pulse_per_track(
 126         int16_t* fc_v,
 127         const uint8_t *tab1,
 128         const uint8_t *tab2,
 129         int pulse_indexes,
 130         int pulse_signs,
 131         int pulse_count,
 132         int bits)
 133 {
 134     int mask = (1 << bits) - 1;
 135     int i;
 136
 137     for(i=0; i<pulse_count; i++)
 138     {
 139         fc_v[i + tab1[pulse_indexes & mask]] +=
 140                 (pulse_signs & 1) ? 8191 : -8192; // +/-1 in (2.13)
 141
 142         pulse_indexes >>= bits;
 143         pulse_signs >>= 1;
 144     }
 145
 146     fc_v[tab2[pulse_indexes]] += (pulse_signs & 1) ? 8191 : -8192;
 147 }
 148
 149 void ff_decode_10_pulses_35bits(const int16_t *fixed_index,
 150                                 AMRFixed *fixed_sparse,
 151                                 const uint8_t *gray_decode,
 152                                 int half_pulse_count, int bits)
 153 {
 154     int i;
 155     int mask = (1 << bits) - 1;
 156
 157     fixed_sparse->no_repeat_mask = 0;
 158     fixed_sparse->n = 2 * half_pulse_count;
 159     for (i = 0; i < half_pulse_count; i++) {
 160         const int pos1   = gray_decode[fixed_index[2*i+1] & mask] + i;
 161         const int pos2   = gray_decode[fixed_index[2*i  ] & mask] + i;
 162         const float sign = (fixed_index[2*i+1] & (1 << bits)) ? -1.0 : 1.0;
 163         fixed_sparse->x[2*i+1] = pos1;
 164         fixed_sparse->x[2*i  ] = pos2;
 165         fixed_sparse->y[2*i+1] = sign;
 166         fixed_sparse->y[2*i  ] = pos2 < pos1 ? -sign : sign;
 167     }
 168 }
 169
 170 void ff_acelp_weighted_vector_sum(
 171         int16_t* out,
 172         const int16_t *in_a,
 173         const int16_t *in_b,
 174         int16_t weight_coeff_a,
 175         int16_t weight_coeff_b,
 176         int16_t rounder,
 177         int shift,
 178         int length)
 179 {
 180     int i;
 181
 182     // Clipping required here; breaks OVERFLOW test.
 183     for(i=0; i<length; i++)
 184         out[i] = av_clip_int16((
 185                  in_a[i] * weight_coeff_a +
 186                  in_b[i] * weight_coeff_b +
 187                  rounder) >> shift);
 188 }
 189
 190 void ff_weighted_vector_sumf(float *out, const float *in_a, const float *in_b,
 191                              float weight_coeff_a, float weight_coeff_b, int length)
 192 {
 193     int i;
 194
 195     for(i=0; i<length; i++)
 196         out[i] = weight_coeff_a * in_a[i]
 197                + weight_coeff_b * in_b[i];
 198 }
 199
 200 void ff_adaptive_gain_control(float *out, const float *in, float speech_energ,
 201                               int size, float alpha, float *gain_mem)
 202 {
 203     int i;
 204     float postfilter_energ = ff_dot_productf(in, in, size);
 205     float gain_scale_factor = 1.0;
 206     float mem = *gain_mem;
 207
 208     if (postfilter_energ)
 209         gain_scale_factor = sqrt(speech_energ / postfilter_energ);
 210
 211     gain_scale_factor *= 1.0 - alpha;
 212
 213     for (i = 0; i < size; i++) {
 214         mem = alpha * mem + gain_scale_factor;
 215         out[i] = in[i] * mem;
 216     }
 217
 218     *gain_mem = mem;
 219 }
 220
 221 void ff_scale_vector_to_given_sum_of_squares(float *out, const float *in,
 222                                              float sum_of_squares, const int n)
 223 {
 224     int i;
 225     float scalefactor = ff_dot_productf(in, in, n);
 226     if (scalefactor)
 227         scalefactor = sqrt(sum_of_squares / scalefactor);
 228     for (i = 0; i < n; i++)
 229         out[i] = in[i] * scalefactor;
 230 }
 231
 232 void ff_set_fixed_vector(float *out, const AMRFixed *in, float scale, int size)
 233 {
 234     int i;
 235
 236     for (i=0; i < in->n; i++) {
 237         int x   = in->x[i], repeats = !((in->no_repeat_mask >> i) & 1);
 238         float y = in->y[i] * scale;
 239
 240         do {
 241             out[x] += y;
 242             y *= in->pitch_fac;
 243             x += in->pitch_lag;
 244         } while (x < size && repeats);
 245     }
 246 }
 247
 248 void ff_clear_fixed_vector(float *out, const AMRFixed *in, int size)
 249 {
 250     int i;
 251
 252     for (i=0; i < in->n; i++) {
 253         int x  = in->x[i], repeats = !((in->no_repeat_mask >> i) & 1);
 254
 255         do {
 256             out[x] = 0.0;
 257             x += in->pitch_lag;
 258         } while (x < size && repeats);
 259     }
 260 }