src/third_party/WebKit/Source/platform/audio/DownSampler.cpp

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2013 Google Inc. All rights reserved.
   3  *
   4  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   5  * modification, are permitted provided that the following conditions are
   6  * met:
   7  *
   8  *     * Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  * notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  *     * Redistributions in binary form must reproduce the above
  11  * copyright notice, this list of conditions and the following disclaimer
  12  * in the documentation and/or other materials provided with the
  13  * distribution.
  14  *     * Neither the name of Google Inc. nor the names of its
  15  * contributors may be used to endorse or promote products derived from
  16  * this software without specific prior written permission.
  17  *
  18  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  19  * "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  20  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
  21  * A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
  22  * OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  23  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
  24  * LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  25  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  26  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  27  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
  28  * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  29  */
  30
  31 #include "config.h"
  32
  33 #if ENABLE(WEB_AUDIO)
  34
  35 #include "platform/audio/DownSampler.h"
  36
  37 #include "wtf/MathExtras.h"
  38
  39 namespace blink {
  40
  41 DownSampler::DownSampler(size_t inputBlockSize)
  42     : m_inputBlockSize(inputBlockSize)
  43     , m_reducedKernel(DefaultKernelSize / 2)
  44     , m_convolver(inputBlockSize / 2) // runs at 1/2 source sample-rate
  45     , m_tempBuffer(inputBlockSize / 2)
  46     , m_inputBuffer(inputBlockSize * 2)
  47 {
  48     initializeKernel();
  49 }
  50
  51 void DownSampler::initializeKernel()
  52 {
  53     // Blackman window parameters.
  54     double alpha = 0.16;
  55     double a0 = 0.5 * (1.0 - alpha);
  56     double a1 = 0.5;
  57     double a2 = 0.5 * alpha;
  58
  59     int n = DefaultKernelSize;
  60     int halfSize = n / 2;
  61
  62     // Half-band filter.
  63     double sincScaleFactor = 0.5;
  64
  65     // Compute only the odd terms because the even ones are zero, except
  66     // right in the middle at halfSize, which is 0.5 and we'll handle specially during processing
  67     // after doing the main convolution using m_reducedKernel.
  68     for (int i = 1; i < n; i += 2) {
  69         // Compute the sinc() with offset.
  70         double s = sincScaleFactor * piDouble * (i - halfSize);
  71         double sinc = !s ? 1.0 : sin(s) / s;
  72         sinc *= sincScaleFactor;
  73
  74         // Compute Blackman window, matching the offset of the sinc().
  75         double x = static_cast<double>(i) / n;
  76         double window = a0 - a1 * cos(twoPiDouble * x) + a2 * cos(twoPiDouble * 2.0 * x);
  77
  78         // Window the sinc() function.
  79         // Then store only the odd terms in the kernel.
  80         // In a sense, this is shifting forward in time by one sample-frame at the destination sample-rate.
  81         m_reducedKernel[(i - 1) / 2] = sinc * window;
  82     }
  83 }
  84
  85 void DownSampler::process(const float* sourceP, float* destP, size_t sourceFramesToProcess)
  86 {
  87     bool isInputBlockSizeGood = sourceFramesToProcess == m_inputBlockSize;
  88     ASSERT(isInputBlockSizeGood);
  89     if (!isInputBlockSizeGood)
  90         return;
  91
  92     size_t destFramesToProcess = sourceFramesToProcess / 2;
  93
  94     bool isTempBufferGood = destFramesToProcess == m_tempBuffer.size();
  95     ASSERT(isTempBufferGood);
  96     if (!isTempBufferGood)
  97         return;
  98
  99     bool isReducedKernelGood = m_reducedKernel.size() == DefaultKernelSize / 2;
 100     ASSERT(isReducedKernelGood);
 101     if (!isReducedKernelGood)
 102         return;
 103
 104     size_t halfSize = DefaultKernelSize / 2;
 105
 106     // Copy source samples to 2nd half of input buffer.
 107     bool isInputBufferGood = m_inputBuffer.size() == sourceFramesToProcess * 2 && halfSize <= sourceFramesToProcess;
 108     ASSERT(isInputBufferGood);
 109     if (!isInputBufferGood)
 110         return;
 111
 112     float* inputP = m_inputBuffer.data() + sourceFramesToProcess;
 113     memcpy(inputP, sourceP, sizeof(float) * sourceFramesToProcess);
 114
 115     // Copy the odd sample-frames from sourceP, delayed by one sample-frame (destination sample-rate)
 116     // to match shifting forward in time in m_reducedKernel.
 117     float* oddSamplesP = m_tempBuffer.data();
 118     for (unsigned i = 0; i < destFramesToProcess; ++i)
 119         oddSamplesP[i] = *((inputP - 1) + i * 2);
 120
 121     // Actually process oddSamplesP with m_reducedKernel for efficiency.
 122     // The theoretical kernel is double this size with 0 values for even terms (except center).
 123     m_convolver.process(&m_reducedKernel, oddSamplesP, destP, destFramesToProcess);
 124
 125     // Now, account for the 0.5 term right in the middle of the kernel.
 126     // This amounts to a delay-line of length halfSize (at the source sample-rate),
 127     // scaled by 0.5.
 128
 129     // Sum into the destination.
 130     for (unsigned i = 0; i < destFramesToProcess; ++i)
 131         destP[i] += 0.5 * *((inputP - halfSize) + i * 2);
 132
 133     // Copy 2nd half of input buffer to 1st half.
 134     memcpy(m_inputBuffer.data(), inputP, sizeof(float) * sourceFramesToProcess);
 135 }
 136
 137 void DownSampler::reset()
 138 {
 139     m_convolver.reset();
 140     m_inputBuffer.zero();
 141 }
 142
 143 size_t DownSampler::latencyFrames() const
 144 {
 145     // Divide by two since this is a linear phase kernel and the delay is at the center of the kernel.
 146     return m_reducedKernel.size() / 2;
 147 }
 148
 149 } // namespace blink
 150
 151 #endif // ENABLE(WEB_AUDIO)