src/libFLAC/window.c : Add 'f' to float literals to avoid compiler warnings.
[flac.git] / src / libFLAC / window.c
1 /* libFLAC - Free Lossless Audio Codec library
2  * Copyright (C) 2006-2009  Josh Coalson
3  * Copyright (C) 2011-2013  Xiph.Org Foundation
4  *
5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
6  * modification, are permitted provided that the following conditions
7  * are met:
8  *
9  * - Redistributions of source code must retain the above copyright
10  * notice, this list of conditions and the following disclaimer.
11  *
12  * - Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
13  * notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
14  * documentation and/or other materials provided with the distribution.
15  *
16  * - Neither the name of the Xiph.org Foundation nor the names of its
17  * contributors may be used to endorse or promote products derived from
18  * this software without specific prior written permission.
19  *
20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
21  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
22  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
23  * A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE FOUNDATION OR
24  * CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL,
25  * EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO,
26  * PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR
27  * PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF
28  * LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING
29  * NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS
30  * SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
31  */
32
33 #ifdef HAVE_CONFIG_H
34 #  include <config.h>
35 #endif
36
37 #include <math.h>
38 #include "share/compat.h"
39 #include "FLAC/assert.h"
40 #include "FLAC/format.h"
41 #include "private/window.h"
42
43 #ifndef FLAC__INTEGER_ONLY_LIBRARY
44
45
46 void FLAC__window_bartlett(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
47 {
48         const FLAC__int32 N = L - 1;
49         FLAC__int32 n;
50
51         if (L & 1) {
52                 for (n = 0; n <= N/2; n++)
53                         window[n] = 2.0f * n / (float)N;
54                 for (; n <= N; n++)
55                         window[n] = 2.0f - 2.0f * n / (float)N;
56         }
57         else {
58                 for (n = 0; n <= L/2-1; n++)
59                         window[n] = 2.0f * n / (float)N;
60                 for (; n <= N; n++)
61                         window[n] = 2.0f - 2.0f * n / (float)N;
62         }
63 }
64
65 void FLAC__window_bartlett_hann(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
66 {
67         const FLAC__int32 N = L - 1;
68         FLAC__int32 n;
69
70         for (n = 0; n < L; n++)
71                 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)));
72 }
73
74 void FLAC__window_blackman(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
75 {
76         const FLAC__int32 N = L - 1;
77         FLAC__int32 n;
78
79         for (n = 0; n < L; n++)
80                 window[n] = (FLAC__real)(0.42f - 0.5f * cos(2.0f * M_PI * n / N) + 0.08f * cos(4.0f * M_PI * n / N));
81 }
82
83 /* 4-term -92dB side-lobe */
84 void FLAC__window_blackman_harris_4term_92db_sidelobe(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
85 {
86         const FLAC__int32 N = L - 1;
87         FLAC__int32 n;
88
89         for (n = 0; n <= N; n++)
90                 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));
91 }
92
93 void FLAC__window_connes(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
94 {
95         const FLAC__int32 N = L - 1;
96         const double N2 = (double)N / 2.;
97         FLAC__int32 n;
98
99         for (n = 0; n <= N; n++) {
100                 double k = ((double)n - N2) / N2;
101                 k = 1.0f - k * k;
102                 window[n] = (FLAC__real)(k * k);
103         }
104 }
105
106 void FLAC__window_flattop(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
107 {
108         const FLAC__int32 N = L - 1;
109         FLAC__int32 n;
110
111         for (n = 0; n < L; n++)
112                 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));
113 }
114
115 void FLAC__window_gauss(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L, const FLAC__real stddev)
116 {
117         const FLAC__int32 N = L - 1;
118         const double N2 = (double)N / 2.;
119         FLAC__int32 n;
120
121         for (n = 0; n <= N; n++) {
122                 const double k = ((double)n - N2) / (stddev * N2);
123                 window[n] = (FLAC__real)exp(-0.5f * k * k);
124         }
125 }
126
127 void FLAC__window_hamming(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
128 {
129         const FLAC__int32 N = L - 1;
130         FLAC__int32 n;
131
132         for (n = 0; n < L; n++)
133                 window[n] = (FLAC__real)(0.54f - 0.46f * cos(2.0f * M_PI * n / N));
134 }
135
136 void FLAC__window_hann(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
137 {
138         const FLAC__int32 N = L - 1;
139         FLAC__int32 n;
140
141         for (n = 0; n < L; n++)
142                 window[n] = (FLAC__real)(0.5f - 0.5f * cos(2.0f * M_PI * n / N));
143 }
144
145 void FLAC__window_kaiser_bessel(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
146 {
147         const FLAC__int32 N = L - 1;
148         FLAC__int32 n;
149
150         for (n = 0; n < L; n++)
151                 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));
152 }
153
154 void FLAC__window_nuttall(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
155 {
156         const FLAC__int32 N = L - 1;
157         FLAC__int32 n;
158
159         for (n = 0; n < L; n++)
160                 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));
161 }
162
163 void FLAC__window_rectangle(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
164 {
165         FLAC__int32 n;
166
167         for (n = 0; n < L; n++)
168                 window[n] = 1.0f;
169 }
170
171 void FLAC__window_triangle(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
172 {
173         FLAC__int32 n;
174
175         if (L & 1) {
176                 for (n = 1; n <= (L+1)/2; n++)
177                         window[n-1] = 2.0f * n / ((float)L + 1.0f);
178                 for (; n <= L; n++)
179                         window[n-1] = (float)(2 * (L - n + 1)) / ((float)L + 1.0f);
180         }
181         else {
182                 for (n = 1; n <= L/2; n++)
183                         window[n-1] = 2.0f * n / ((float)L + 1.0f);
184                 for (; n <= L; n++)
185                         window[n-1] = (float)(2 * (L - n + 1)) / ((float)L + 1.0f);
186         }
187 }
188
189 void FLAC__window_tukey(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L, const FLAC__real p)
190 {
191         if (p <= 0.0)
192                 FLAC__window_rectangle(window, L);
193         else if (p >= 1.0)
194                 FLAC__window_hann(window, L);
195         else {
196                 const FLAC__int32 Np = (FLAC__int32)(p / 2.0f * L) - 1;
197                 FLAC__int32 n;
198                 /* start with rectangle... */
199                 FLAC__window_rectangle(window, L);
200                 /* ...replace ends with hann */
201                 if (Np > 0) {
202                         for (n = 0; n <= Np; n++) {
203                                 window[n] = (FLAC__real)(0.5f - 0.5f * cos(M_PI * n / Np));
204                                 window[L-Np-1+n] = (FLAC__real)(0.5f - 0.5f * cos(M_PI * (n+Np) / Np));
205                         }
206                 }
207         }
208 }
209
210 void FLAC__window_partial_tukey(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L, const FLAC__real p, const FLAC__real start, const FLAC__real end)
211 {
212         const FLAC__int32 start_n = (FLAC__int32)(start * L);
213         const FLAC__int32 end_n = (FLAC__int32)(end * L);
214         const FLAC__int32 N = end_n - start_n;
215         FLAC__int32 Np, n, i;
216
217         if (p <= 0.0)
218                 FLAC__window_partial_tukey(window, L, 0.01f, start, end);
219         else if (p >= 1.0)
220                 FLAC__window_partial_tukey(window, L, 1, start, end);
221
222         Np = (FLAC__int32)(p / 2.0f * N) - 1;
223
224         for (n = 0; n < start_n; n++)
225                 window[n] = 0.0f;
226         for (i = 1; n < (start_n+Np); n++, i++)
227                 window[n] = (FLAC__real)(0.5f - 0.5f * cos(M_PI * i / Np));
228         for (; n < (end_n-Np); n++)
229                 window[n] = 1.0f;
230         for (i = Np; n < end_n; n++, i--)
231                 window[n] = (FLAC__real)(0.5f - 0.5f * cos(M_PI * i / Np));
232         for (; n < L; n++)
233                 window[n] = 0.0f;
234 }
235
236 void FLAC__window_punchout_tukey(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L, const FLAC__real p, const FLAC__real start, const FLAC__real end)
237 {
238         const FLAC__int32 start_n = (FLAC__int32)(start * L);
239         const FLAC__int32 end_n = (FLAC__int32)(end * L);
240         FLAC__int32 Ns, Ne, n, i;
241
242         if (p <= 0.0)
243                 FLAC__window_partial_tukey(window, L, 0.01f, start, end);
244         else if (p >= 1.0)
245                 FLAC__window_partial_tukey(window, L, 1, start, end);
246
247         Ns = (FLAC__int32)(p / 2.0f * start_n);
248         Ne = (FLAC__int32)(p / 2.0f * (L - end_n));
249
250         for (n = 0, i = 1; n < Ns; n++, i++)
251                 window[n] = (FLAC__real)(0.5f - 0.5f * cos(M_PI * i / Ns));
252         for (; n < start_n-Ns; n++)
253                 window[n] = 1.0f;
254         for (i = Ns; n < start_n; n++, i--)
255                 window[n] = (FLAC__real)(0.5f - 0.5f * cos(M_PI * i / Ns));
256         for (; n < end_n; n++)
257                 window[n] = 0.0f;
258         for (i = 1; n < end_n+Ne; n++, i++)
259                 window[n] = (FLAC__real)(0.5f - 0.5f * cos(M_PI * i / Ne));
260         for (; n < L - (Ne); n++)
261                 window[n] = 1.0f;
262         for (i = Ne; n < L; n++, i--)
263                 window[n] = (FLAC__real)(0.5f - 0.5f * cos(M_PI * i / Ne));
264 }
265
266 void FLAC__window_welch(FLAC__real *window, const FLAC__int32 L)
267 {
268         const FLAC__int32 N = L - 1;
269         const double N2 = (double)N / 2.;
270         FLAC__int32 n;
271
272         for (n = 0; n <= N; n++) {
273                 const double k = ((double)n - N2) / N2;
274                 window[n] = (FLAC__real)(1.0f - k * k);
275         }
276 }
277
278 #endif /* !defined FLAC__INTEGER_ONLY_LIBRARY */