Split the input/output data arguments to ff_adaptive_gain_control().
[ffmpeg.git] / 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 #if 0
97 static uint8_t gray_decode[32] =
98 {
99     0,  1,  3,  2,  7,  6,  4,  5,
100    15, 14, 12, 13,  8,  9, 11, 10,
101    31, 30, 28, 29, 24, 25, 27, 26,
102    16, 17, 19, 18, 23, 22, 20, 21
103 };
104 #endif
105
106 const float ff_pow_0_7[10] = {
107     0.700000, 0.490000, 0.343000, 0.240100, 0.168070,
108     0.117649, 0.082354, 0.057648, 0.040354, 0.028248
109 };
110
111 const float ff_pow_0_75[10] = {
112     0.750000, 0.562500, 0.421875, 0.316406, 0.237305,
113     0.177979, 0.133484, 0.100113, 0.075085, 0.056314
114 };
115
116 const float ff_pow_0_55[10] = {
117     0.550000, 0.302500, 0.166375, 0.091506, 0.050328,
118     0.027681, 0.015224, 0.008373, 0.004605, 0.002533
119 };
120
121 const float ff_b60_sinc[61] = {
122  0.898529  ,  0.865051  ,  0.769257  ,  0.624054  ,  0.448639  ,  0.265289   ,
123  0.0959167 , -0.0412598 , -0.134338  , -0.178986  , -0.178528  , -0.142609   ,
124 -0.0849304 , -0.0205078 ,  0.0369568 ,  0.0773926 ,  0.0955200 ,  0.0912781  ,
125  0.0689392 ,  0.0357056 ,  0.        , -0.0305481 , -0.0504150 , -0.0570068  ,
126 -0.0508423 , -0.0350037 , -0.0141602 ,  0.00665283,  0.0230713 ,  0.0323486  ,
127  0.0335388 ,  0.0275879 ,  0.0167847 ,  0.00411987, -0.00747681, -0.0156860  ,
128 -0.0193481 , -0.0183716 , -0.0137634 , -0.00704956,  0.        ,  0.00582886 ,
129  0.00939941,  0.0103760 ,  0.00903320,  0.00604248,  0.00238037, -0.00109863 ,
130 -0.00366211, -0.00497437, -0.00503540, -0.00402832, -0.00241089, -0.000579834,
131  0.00103760,  0.00222778,  0.00277710,  0.00271606,  0.00213623,  0.00115967 ,
132  0.
133 };
134
135 void ff_acelp_fc_pulse_per_track(
136         int16_t* fc_v,
137         const uint8_t *tab1,
138         const uint8_t *tab2,
139         int pulse_indexes,
140         int pulse_signs,
141         int pulse_count,
142         int bits)
143 {
144     int mask = (1 << bits) - 1;
145     int i;
146
147     for(i=0; i<pulse_count; i++)
148     {
149         fc_v[i + tab1[pulse_indexes & mask]] +=
150                 (pulse_signs & 1) ? 8191 : -8192; // +/-1 in (2.13)
151
152         pulse_indexes >>= bits;
153         pulse_signs >>= 1;
154     }
155
156     fc_v[tab2[pulse_indexes]] += (pulse_signs & 1) ? 8191 : -8192;
157 }
158
159 void ff_decode_10_pulses_35bits(const int16_t *fixed_index,
160                                 AMRFixed *fixed_sparse,
161                                 const uint8_t *gray_decode,
162                                 int half_pulse_count, int bits)
163 {
164     int i;
165     int mask = (1 << bits) - 1;
166
167     fixed_sparse->no_repeat_mask = 0;
168     fixed_sparse->n = 2 * half_pulse_count;
169     for (i = 0; i < half_pulse_count; i++) {
170         const int pos1   = gray_decode[fixed_index[2*i+1] & mask] + i;
171         const int pos2   = gray_decode[fixed_index[2*i  ] & mask] + i;
172         const float sign = (fixed_index[2*i+1] & (1 << bits)) ? -1.0 : 1.0;
173         fixed_sparse->x[2*i+1] = pos1;
174         fixed_sparse->x[2*i  ] = pos2;
175         fixed_sparse->y[2*i+1] = sign;
176         fixed_sparse->y[2*i  ] = pos2 < pos1 ? -sign : sign;
177     }
178 }
179
180 void ff_acelp_weighted_vector_sum(
181         int16_t* out,
182         const int16_t *in_a,
183         const int16_t *in_b,
184         int16_t weight_coeff_a,
185         int16_t weight_coeff_b,
186         int16_t rounder,
187         int shift,
188         int length)
189 {
190     int i;
191
192     // Clipping required here; breaks OVERFLOW test.
193     for(i=0; i<length; i++)
194         out[i] = av_clip_int16((
195                  in_a[i] * weight_coeff_a +
196                  in_b[i] * weight_coeff_b +
197                  rounder) >> shift);
198 }
199
200 void ff_weighted_vector_sumf(float *out, const float *in_a, const float *in_b,
201                              float weight_coeff_a, float weight_coeff_b, int length)
202 {
203     int i;
204
205     for(i=0; i<length; i++)
206         out[i] = weight_coeff_a * in_a[i]
207                + weight_coeff_b * in_b[i];
208 }
209
210 void ff_adaptive_gain_control(float *out, const float *in, float speech_energ,
211                               int size, float alpha, float *gain_mem)
212 {
213     int i;
214     float postfilter_energ = ff_dot_productf(in, in, size);
215     float gain_scale_factor = 1.0;
216     float mem = *gain_mem;
217
218     if (postfilter_energ)
219         gain_scale_factor = sqrt(speech_energ / postfilter_energ);
220
221     gain_scale_factor *= 1.0 - alpha;
222
223     for (i = 0; i < size; i++) {
224         mem = alpha * mem + gain_scale_factor;
225         out[i] = in[i] * mem;
226     }
227
228     *gain_mem = mem;
229 }
230
231 void ff_scale_vector_to_given_sum_of_squares(float *out, const float *in,
232                                              float sum_of_squares, const int n)
233 {
234     int i;
235     float scalefactor = ff_dot_productf(in, in, n);
236     if (scalefactor)
237         scalefactor = sqrt(sum_of_squares / scalefactor);
238     for (i = 0; i < n; i++)
239         out[i] = in[i] * scalefactor;
240 }
241
242 void ff_set_fixed_vector(float *out, const AMRFixed *in, float scale, int size)
243 {
244     int i;
245
246     for (i=0; i < in->n; i++) {
247         int x   = in->x[i], repeats = !((in->no_repeat_mask >> i) & 1);
248         float y = in->y[i] * scale;
249
250         do {
251             out[x] += y;
252             y *= in->pitch_fac;
253             x += in->pitch_lag;
254         } while (x < size && repeats);
255     }
256 }
257
258 void ff_clear_fixed_vector(float *out, const AMRFixed *in, int size)
259 {
260     int i;
261
262     for (i=0; i < in->n; i++) {
263         int x  = in->x[i], repeats = !((in->no_repeat_mask >> i) & 1);
264
265         do {
266             out[x] = 0.0;
267             x += in->pitch_lag;
268         } while (x < size && repeats);
269     }
270 }