fix a calcuation bug in FLAC__lpc_compute_best_order()
[flac.git] / src / libFLAC / window.c
1 /* libFLAC - Free Lossless Audio Codec library
2  * Copyright (C) 2006  Josh Coalson
3  *
4  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
5  * modification, are permitted provided that the following conditions
6  * are met:
7  *
8  * - Redistributions of source code must retain the above copyright
9  * notice, this list of conditions and the following disclaimer.
10  *
11  * - Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
12  * notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
13  * documentation and/or other materials provided with the distribution.
14  *
15  * - Neither the name of the Xiph.org Foundation nor the names of its
16  * contributors may be used to endorse or promote products derived from
17  * this software without specific prior written permission.
18  *
19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
20  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
21  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
22  * A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE FOUNDATION OR
23  * CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL,
24  * EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO,
25  * PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR
26  * PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF
27  * LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING
28  * NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS
29  * SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
30  */
31
32 #include <math.h>
33 #include "FLAC/assert.h"
34 #include "FLAC/format.h"
35 #include "private/window.h"
36
37 #ifndef FLAC__INTEGER_ONLY_LIBRARY
38
39
40 void FLAC__window_bartlett(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
41 {
42         const FLAC__int32 N = L - 1;
43         FLAC__int32 n;
44
45         if (L & 1) {
46                 for (n = 0; n <= N/2; n++)
47                         window[n] = 2.0f * n / (float)N;
48                 for (; n <= N; n++)
49                         window[n] = 2.0f - 2.0f * n / (float)N;
50         }
51         else {
52                 for (n = 0; n <= L/2-1; n++)
53                         window[n] = 2.0f * n / (float)N;
54                 for (; n <= N; n++)
55                         window[n] = 2.0f - 2.0f * (N-n) / (float)N;
56         }
57 }
58
59 void FLAC__window_bartlett_hann(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
60 {
61         const FLAC__int32 N = L - 1;
62         FLAC__int32 n;
63
64         for (n = 0; n < L; n++)
65                 window[n] = 0.62f - 0.48f * fabs((float)n/(float)N+0.5f) + 0.38f * cos(2.0f * M_PI * ((float)n/(float)N+0.5f));
66 }
67
68 void FLAC__window_blackman(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
69 {
70         const FLAC__int32 N = L - 1;
71         FLAC__int32 n;
72
73         for (n = 0; n < L; n++)
74                 window[n] = 0.42f - 0.5f * cos(2.0f * M_PI * n / N) + 0.08f * cos(4.0f * M_PI * n / N);
75 }
76
77 /* 4-term -92dB side-lobe */
78 void FLAC__window_blackman_harris_4term_92db_sidelobe(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 <= N; n++)
84                 window[n] = 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);
85 }
86
87 void FLAC__window_connes(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
88 {
89         const FLAC__int32 N = L - 1;
90         const double N2 = (double)N / 2.;
91         FLAC__int32 n;
92
93         for (n = 0; n <= N; n++) {
94                 double k = ((double)n - N2) / N2;
95                 k = 1.0f - k * k;
96                 window[n] = k * k;
97         }
98 }
99
100 void FLAC__window_flattop(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
101 {
102         const FLAC__int32 N = L - 1;
103         FLAC__int32 n;
104
105         for (n = 0; n < L; n++)
106                 window[n] = 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);
107 }
108
109 void FLAC__window_gauss(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L, const FLAC__real stddev)
110 {
111         const FLAC__int32 N = L - 1;
112         const double N2 = (double)N / 2.;
113         FLAC__int32 n;
114
115         for (n = 0; n <= N; n++) {
116                 const double k = ((double)n - N2) / (stddev * N2);
117                 window[n] = exp(-0.5f * k * k);
118         }
119 }
120
121 void FLAC__window_hamming(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
122 {
123         const FLAC__int32 N = L - 1;
124         FLAC__int32 n;
125
126         for (n = 0; n < L; n++)
127                 window[n] = 0.54f - 0.46f * cos(2.0f * M_PI * n / N);
128 }
129
130 void FLAC__window_hann(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
131 {
132         const FLAC__int32 N = L - 1;
133         FLAC__int32 n;
134
135         for (n = 0; n < L; n++)
136                 window[n] = 0.5f - 0.5f * cos(2.0f * M_PI * n / N);
137 }
138
139 void FLAC__window_kaiser_bessel(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
140 {
141         const FLAC__int32 N = L - 1;
142         FLAC__int32 n;
143
144         for (n = 0; n < L; n++)
145                 window[n] = 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);
146 }
147
148 void FLAC__window_nuttall(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
149 {
150         const FLAC__int32 N = L - 1;
151         FLAC__int32 n;
152
153         for (n = 0; n < L; n++)
154                 window[n] = 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);
155 }
156
157 void FLAC__window_rectangle(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
158 {
159         FLAC__int32 n;
160
161         for (n = 0; n < L; n++)
162                 window[n] = 1.0f;
163 }
164
165 void FLAC__window_triangle(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
166 {
167         FLAC__int32 n;
168
169         if (L & 1) {
170                 for (n = 1; n <= L+1/2; n++)
171                         window[n-1] = 2.0f * n / ((float)L + 1.0f);
172                 for (; n <= L; n++)
173                         window[n-1] = - (float)(2 * (L - n + 1)) / ((float)L + 1.0f);
174         }
175         else {
176                 for (n = 1; n <= L/2; n++)
177                         window[n-1] = 2.0f * n / (float)L;
178                 for (; n <= L; n++)
179                         window[n-1] = ((float)(2 * (L - n)) + 1.0f) / (float)L;
180         }
181 }
182
183 void FLAC__window_tukey(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L, const FLAC__real p)
184 {
185         if (p <= 0.0)
186                 FLAC__window_rectangle(window, L);
187         else if (p >= 1.0)
188                 FLAC__window_hann(window, L);
189         else {
190                 const FLAC__int32 Np = (FLAC__int32)(p / 2.0f * L) - 1;
191                 FLAC__int32 n;
192                 /* start with rectangle... */
193                 FLAC__window_rectangle(window, L);
194                 /* ...replace ends with hann */
195                 if (Np > 0) {
196                         for (n = 0; n <= Np; n++) {
197                                 window[n] = 0.5f - 0.5f * cos(M_PI * n / Np);
198                                 window[L-Np-1+n] = 0.5f - 0.5f * cos(M_PI * (n+Np) / Np);
199                         }
200                 }
201         }
202 }
203
204 void FLAC__window_welch(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
205 {
206         const FLAC__int32 N = L - 1;
207         const double N2 = (double)N / 2.;
208         FLAC__int32 n;
209
210         for (n = 0; n <= N; n++) {
211                 const double k = ((double)n - N2) / N2;
212                 window[n] = 1.0f - k * k;
213         }
214 }
215
216 #endif /* !defined FLAC__INTEGER_ONLY_LIBRARY */