Merge commit 'silk-repo/master'
[opus.git] / silk / SKP_Silk_noise_shape_analysis_FIX.c
1 /***********************************************************************\r
2 Copyright (c) 2006-2011, Skype Limited. All rights reserved. \r
3 Redistribution and use in source and binary forms, with or without \r
4 modification, (subject to the limitations in the disclaimer below) \r
5 are permitted provided that the following conditions are met:\r
6 - Redistributions of source code must retain the above copyright notice,\r
7 this list of conditions and the following disclaimer.\r
8 - Redistributions in binary form must reproduce the above copyright \r
9 notice, this list of conditions and the following disclaimer in the \r
10 documentation and/or other materials provided with the distribution.\r
11 - Neither the name of Skype Limited, nor the names of specific \r
12 contributors, may be used to endorse or promote products derived from \r
13 this software without specific prior written permission.\r
14 NO EXPRESS OR IMPLIED LICENSES TO ANY PARTY'S PATENT RIGHTS ARE GRANTED \r
15 BY THIS LICENSE. THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND \r
16 CONTRIBUTORS ''AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING,\r
17 BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND \r
18 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE \r
19 COPYRIGHT OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, \r
20 INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT\r
21 NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF \r
22 USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON \r
23 ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT \r
24 (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE \r
25 OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.\r
26 ***********************************************************************/\r
27 \r
28 #include "SKP_Silk_main_FIX.h"\r
29 #include "SKP_Silk_tuning_parameters.h"\r
30 \r
31 /* Compute gain to make warped filter coefficients have a zero mean log frequency response on a     */\r
32 /* non-warped frequency scale. (So that it can be implemented with a minimum-phase monic filter.)   */\r
33 SKP_INLINE SKP_int32 warped_gain( // gain in Q16\r
34     const SKP_int32     *coefs_Q24, \r
35     SKP_int             lambda_Q16, \r
36     SKP_int             order \r
37 ) {\r
38     SKP_int   i;\r
39     SKP_int32 gain_Q24;\r
40 \r
41     lambda_Q16 = -lambda_Q16;\r
42     gain_Q24 = coefs_Q24[ order - 1 ];\r
43     for( i = order - 2; i >= 0; i-- ) {\r
44         gain_Q24 = SKP_SMLAWB( coefs_Q24[ i ], gain_Q24, lambda_Q16 );\r
45     }\r
46     gain_Q24  = SKP_SMLAWB( SKP_FIX_CONST( 1.0, 24 ), gain_Q24, -lambda_Q16 );\r
47     return SKP_INVERSE32_varQ( gain_Q24, 40 );\r
48 }\r
49 \r
50 /* Convert warped filter coefficients to monic pseudo-warped coefficients and limit maximum     */\r
51 /* amplitude of monic warped coefficients by using bandwidth expansion on the true coefficients */\r
52 SKP_INLINE void limit_warped_coefs( \r
53     SKP_int32           *coefs_syn_Q24,\r
54     SKP_int32           *coefs_ana_Q24,\r
55     SKP_int             lambda_Q16,\r
56     SKP_int32           limit_Q24,\r
57     SKP_int             order\r
58 ) {\r
59     SKP_int   i, iter, ind = 0;\r
60     SKP_int32 tmp, maxabs_Q24, chirp_Q16, gain_syn_Q16, gain_ana_Q16;\r
61     SKP_int32 nom_Q16, den_Q24;\r
62 \r
63     /* Convert to monic coefficients */\r
64     lambda_Q16 = -lambda_Q16;\r
65     for( i = order - 1; i > 0; i-- ) {\r
66         coefs_syn_Q24[ i - 1 ] = SKP_SMLAWB( coefs_syn_Q24[ i - 1 ], coefs_syn_Q24[ i ], lambda_Q16 );\r
67         coefs_ana_Q24[ i - 1 ] = SKP_SMLAWB( coefs_ana_Q24[ i - 1 ], coefs_ana_Q24[ i ], lambda_Q16 );\r
68     }\r
69     lambda_Q16 = -lambda_Q16;\r
70     nom_Q16  = SKP_SMLAWB( SKP_FIX_CONST( 1.0, 16 ), -lambda_Q16,        lambda_Q16 );\r
71     den_Q24  = SKP_SMLAWB( SKP_FIX_CONST( 1.0, 24 ), coefs_syn_Q24[ 0 ], lambda_Q16 );\r
72     gain_syn_Q16 = SKP_DIV32_varQ( nom_Q16, den_Q24, 24 );\r
73     den_Q24  = SKP_SMLAWB( SKP_FIX_CONST( 1.0, 24 ), coefs_ana_Q24[ 0 ], lambda_Q16 );\r
74     gain_ana_Q16 = SKP_DIV32_varQ( nom_Q16, den_Q24, 24 );\r
75     for( i = 0; i < order; i++ ) {\r
76         coefs_syn_Q24[ i ] = SKP_SMULWW( gain_syn_Q16, coefs_syn_Q24[ i ] );\r
77         coefs_ana_Q24[ i ] = SKP_SMULWW( gain_ana_Q16, coefs_ana_Q24[ i ] );\r
78     }\r
79 \r
80     for( iter = 0; iter < 10; iter++ ) {\r
81         /* Find maximum absolute value */\r
82         maxabs_Q24 = -1;\r
83         for( i = 0; i < order; i++ ) {\r
84             tmp = SKP_max( SKP_abs_int32( coefs_syn_Q24[ i ] ), SKP_abs_int32( coefs_ana_Q24[ i ] ) );\r
85             if( tmp > maxabs_Q24 ) {\r
86                 maxabs_Q24 = tmp;\r
87                 ind = i;\r
88             }\r
89         }\r
90         if( maxabs_Q24 <= limit_Q24 ) {\r
91             /* Coefficients are within range - done */\r
92             return;\r
93         }\r
94 \r
95         /* Convert back to true warped coefficients */\r
96         for( i = 1; i < order; i++ ) {\r
97             coefs_syn_Q24[ i - 1 ] = SKP_SMLAWB( coefs_syn_Q24[ i - 1 ], coefs_syn_Q24[ i ], lambda_Q16 );\r
98             coefs_ana_Q24[ i - 1 ] = SKP_SMLAWB( coefs_ana_Q24[ i - 1 ], coefs_ana_Q24[ i ], lambda_Q16 );\r
99         }\r
100         gain_syn_Q16 = SKP_INVERSE32_varQ( gain_syn_Q16, 32 );\r
101         gain_ana_Q16 = SKP_INVERSE32_varQ( gain_ana_Q16, 32 );\r
102         for( i = 0; i < order; i++ ) {\r
103             coefs_syn_Q24[ i ] = SKP_SMULWW( gain_syn_Q16, coefs_syn_Q24[ i ] );\r
104             coefs_ana_Q24[ i ] = SKP_SMULWW( gain_ana_Q16, coefs_ana_Q24[ i ] );\r
105         }\r
106 \r
107         /* Apply bandwidth expansion */\r
108         chirp_Q16 = SKP_FIX_CONST( 0.99, 16 ) - SKP_DIV32_varQ(\r
109             SKP_SMULWB( maxabs_Q24 - limit_Q24, SKP_SMLABB( SKP_FIX_CONST( 0.8, 10 ), SKP_FIX_CONST( 0.1, 10 ), iter ) ), \r
110             SKP_MUL( maxabs_Q24, ind + 1 ), 22 );\r
111         SKP_Silk_bwexpander_32( coefs_syn_Q24, order, chirp_Q16 );\r
112         SKP_Silk_bwexpander_32( coefs_ana_Q24, order, chirp_Q16 );\r
113 \r
114         /* Convert to monic warped coefficients */\r
115         lambda_Q16 = -lambda_Q16;\r
116         for( i = order - 1; i > 0; i-- ) {\r
117             coefs_syn_Q24[ i - 1 ] = SKP_SMLAWB( coefs_syn_Q24[ i - 1 ], coefs_syn_Q24[ i ], lambda_Q16 );\r
118             coefs_ana_Q24[ i - 1 ] = SKP_SMLAWB( coefs_ana_Q24[ i - 1 ], coefs_ana_Q24[ i ], lambda_Q16 );\r
119         }\r
120         lambda_Q16 = -lambda_Q16;\r
121         nom_Q16  = SKP_SMLAWB( SKP_FIX_CONST( 1.0, 16 ), -lambda_Q16,        lambda_Q16 );\r
122         den_Q24  = SKP_SMLAWB( SKP_FIX_CONST( 1.0, 24 ), coefs_syn_Q24[ 0 ], lambda_Q16 );\r
123         gain_syn_Q16 = SKP_DIV32_varQ( nom_Q16, den_Q24, 24 );\r
124         den_Q24  = SKP_SMLAWB( SKP_FIX_CONST( 1.0, 24 ), coefs_ana_Q24[ 0 ], lambda_Q16 );\r
125         gain_ana_Q16 = SKP_DIV32_varQ( nom_Q16, den_Q24, 24 );\r
126         for( i = 0; i < order; i++ ) {\r
127             coefs_syn_Q24[ i ] = SKP_SMULWW( gain_syn_Q16, coefs_syn_Q24[ i ] );\r
128             coefs_ana_Q24[ i ] = SKP_SMULWW( gain_ana_Q16, coefs_ana_Q24[ i ] );\r
129         }\r
130     }\r
131         SKP_assert( 0 );\r
132 }\r
133 \r
134 /**************************************************************/\r
135 /* Compute noise shaping coefficients and initial gain values */\r
136 /**************************************************************/\r
137 void SKP_Silk_noise_shape_analysis_FIX(\r
138     SKP_Silk_encoder_state_FIX      *psEnc,         /* I/O  Encoder state FIX                           */\r
139     SKP_Silk_encoder_control_FIX    *psEncCtrl,     /* I/O  Encoder control FIX                         */\r
140     const SKP_int16                 *pitch_res,     /* I    LPC residual from pitch analysis            */\r
141     const SKP_int16                 *x              /* I    Input signal [ frame_length + la_shape ]    */\r
142 )\r
143 {\r
144     SKP_Silk_shape_state_FIX *psShapeSt = &psEnc->sShape;\r
145     SKP_int     k, i, nSamples, Qnrg, b_Q14, warping_Q16, scale = 0;\r
146     SKP_int32   SNR_adj_dB_Q7, HarmBoost_Q16, HarmShapeGain_Q16, Tilt_Q16, tmp32;\r
147     SKP_int32   nrg, pre_nrg_Q30, log_energy_Q7, log_energy_prev_Q7, energy_variation_Q7;\r
148     SKP_int32   delta_Q16, BWExp1_Q16, BWExp2_Q16, gain_mult_Q16, gain_add_Q16, strength_Q16, b_Q8;\r
149     SKP_int32   auto_corr[     MAX_SHAPE_LPC_ORDER + 1 ];\r
150     SKP_int32   refl_coef_Q16[ MAX_SHAPE_LPC_ORDER ];\r
151     SKP_int32   AR1_Q24[       MAX_SHAPE_LPC_ORDER ];\r
152     SKP_int32   AR2_Q24[       MAX_SHAPE_LPC_ORDER ];\r
153     SKP_int16   x_windowed[    SHAPE_LPC_WIN_MAX ];\r
154     SKP_int32   sqrt_nrg[ MAX_NB_SUBFR ], Qnrg_vec[ MAX_NB_SUBFR ];\r
155     const SKP_int16 *x_ptr, *pitch_res_ptr;\r
156 \r
157     /* Point to start of first LPC analysis block */\r
158     x_ptr = x - psEnc->sCmn.la_shape;\r
159 \r
160     /****************/\r
161     /* GAIN CONTROL */\r
162     /****************/\r
163     SNR_adj_dB_Q7 = psEnc->sCmn.SNR_dB_Q7;\r
164 \r
165     /* Input quality is the average of the quality in the lowest two VAD bands */\r
166     psEncCtrl->input_quality_Q14 = ( SKP_int )SKP_RSHIFT( ( SKP_int32 )psEnc->sCmn.input_quality_bands_Q15[ 0 ] \r
167         + psEnc->sCmn.input_quality_bands_Q15[ 1 ], 2 );\r
168 \r
169     /* Coding quality level, between 0.0_Q0 and 1.0_Q0, but in Q14 */\r
170     psEncCtrl->coding_quality_Q14 = SKP_RSHIFT( SKP_Silk_sigm_Q15( SKP_RSHIFT_ROUND( SNR_adj_dB_Q7 - \r
171         SKP_FIX_CONST( 18.0, 7 ), 4 ) ), 1 );\r
172 \r
173     /* Reduce coding SNR during low speech activity */\r
174     if( psEnc->sCmn.useCBR == 0 ) {\r
175         b_Q8 = SKP_FIX_CONST( 1.0, 8 ) - psEnc->sCmn.speech_activity_Q8;\r
176         b_Q8 = SKP_SMULWB( SKP_LSHIFT( b_Q8, 8 ), b_Q8 );\r
177         SNR_adj_dB_Q7 = SKP_SMLAWB( SNR_adj_dB_Q7,\r
178             SKP_SMULBB( SKP_FIX_CONST( -BG_SNR_DECR_dB, 7 ) >> ( 4 + 1 ), b_Q8 ),                                       // Q11\r
179             SKP_SMULWB( SKP_FIX_CONST( 1.0, 14 ) + psEncCtrl->input_quality_Q14, psEncCtrl->coding_quality_Q14 ) );     // Q12\r
180     }\r
181 \r
182     if( psEnc->sCmn.indices.signalType == TYPE_VOICED ) {\r
183         /* Reduce gains for periodic signals */\r
184         SNR_adj_dB_Q7 = SKP_SMLAWB( SNR_adj_dB_Q7, SKP_FIX_CONST( HARM_SNR_INCR_dB, 8 ), psEnc->LTPCorr_Q15 );\r
185     } else { \r
186         /* For unvoiced signals and low-quality input, adjust the quality slower than SNR_dB setting */\r
187         SNR_adj_dB_Q7 = SKP_SMLAWB( SNR_adj_dB_Q7, \r
188             SKP_SMLAWB( SKP_FIX_CONST( 6.0, 9 ), -SKP_FIX_CONST( 0.4, 18 ), psEnc->sCmn.SNR_dB_Q7 ),\r
189             SKP_FIX_CONST( 1.0, 14 ) - psEncCtrl->input_quality_Q14 );\r
190     }\r
191 \r
192     /*************************/\r
193     /* SPARSENESS PROCESSING */\r
194     /*************************/\r
195     /* Set quantizer offset */\r
196     if( psEnc->sCmn.indices.signalType == TYPE_VOICED ) {\r
197         /* Initally set to 0; may be overruled in process_gains(..) */\r
198         psEnc->sCmn.indices.quantOffsetType = 0;\r
199         psEncCtrl->sparseness_Q8 = 0;\r
200     } else {\r
201         /* Sparseness measure, based on relative fluctuations of energy per 2 milliseconds */\r
202         nSamples = SKP_LSHIFT( psEnc->sCmn.fs_kHz, 1 );\r
203         energy_variation_Q7 = 0;\r
204         log_energy_prev_Q7  = 0;\r
205         pitch_res_ptr = pitch_res;\r
206         for( k = 0; k < SKP_SMULBB( SUB_FRAME_LENGTH_MS, psEnc->sCmn.nb_subfr ) / 2; k++ ) {\r
207             SKP_Silk_sum_sqr_shift( &nrg, &scale, pitch_res_ptr, nSamples );\r
208             nrg += SKP_RSHIFT( nSamples, scale );           // Q(-scale)\r
209             \r
210             log_energy_Q7 = SKP_Silk_lin2log( nrg );\r
211             if( k > 0 ) {\r
212                 energy_variation_Q7 += SKP_abs( log_energy_Q7 - log_energy_prev_Q7 );\r
213             }\r
214             log_energy_prev_Q7 = log_energy_Q7;\r
215             pitch_res_ptr += nSamples;\r
216         }\r
217 \r
218         psEncCtrl->sparseness_Q8 = SKP_RSHIFT( SKP_Silk_sigm_Q15( SKP_SMULWB( energy_variation_Q7 - \r
219             SKP_FIX_CONST( 5.0, 7 ), SKP_FIX_CONST( 0.1, 16 ) ) ), 7 );\r
220 \r
221         /* Set quantization offset depending on sparseness measure */\r
222         if( psEncCtrl->sparseness_Q8 > SKP_FIX_CONST( SPARSENESS_THRESHOLD_QNT_OFFSET, 8 ) ) {\r
223             psEnc->sCmn.indices.quantOffsetType = 0;\r
224         } else {\r
225             psEnc->sCmn.indices.quantOffsetType = 1;\r
226         }\r
227         \r
228         /* Increase coding SNR for sparse signals */\r
229         SNR_adj_dB_Q7 = SKP_SMLAWB( SNR_adj_dB_Q7, SKP_FIX_CONST( SPARSE_SNR_INCR_dB, 15 ), psEncCtrl->sparseness_Q8 - SKP_FIX_CONST( 0.5, 8 ) );\r
230     }\r
231 \r
232     /*******************************/\r
233     /* Control bandwidth expansion */\r
234     /*******************************/\r
235     /* More BWE for signals with high prediction gain */\r
236     strength_Q16 = SKP_SMULWB( psEncCtrl->predGain_Q16, SKP_FIX_CONST( FIND_PITCH_WHITE_NOISE_FRACTION, 16 ) );\r
237     BWExp1_Q16 = BWExp2_Q16 = SKP_DIV32_varQ( SKP_FIX_CONST( BANDWIDTH_EXPANSION, 16 ), \r
238         SKP_SMLAWW( SKP_FIX_CONST( 1.0, 16 ), strength_Q16, strength_Q16 ), 16 );\r
239     delta_Q16  = SKP_SMULWB( SKP_FIX_CONST( 1.0, 16 ) - SKP_SMULBB( 3, psEncCtrl->coding_quality_Q14 ), \r
240         SKP_FIX_CONST( LOW_RATE_BANDWIDTH_EXPANSION_DELTA, 16 ) );\r
241     BWExp1_Q16 = SKP_SUB32( BWExp1_Q16, delta_Q16 );\r
242     BWExp2_Q16 = SKP_ADD32( BWExp2_Q16, delta_Q16 );\r
243     /* BWExp1 will be applied after BWExp2, so make it relative */\r
244     BWExp1_Q16 = SKP_DIV32_16( SKP_LSHIFT( BWExp1_Q16, 14 ), SKP_RSHIFT( BWExp2_Q16, 2 ) );\r
245 \r
246     if( psEnc->sCmn.warping_Q16 > 0 ) {\r
247         /* Slightly more warping in analysis will move quantization noise up in frequency, where it's better masked */\r
248         warping_Q16 = SKP_SMLAWB( psEnc->sCmn.warping_Q16, psEncCtrl->coding_quality_Q14, SKP_FIX_CONST( 0.01, 18 ) );\r
249     } else {\r
250         warping_Q16 = 0;\r
251     }\r
252 \r
253     /********************************************/\r
254     /* Compute noise shaping AR coefs and gains */\r
255     /********************************************/\r
256     for( k = 0; k < psEnc->sCmn.nb_subfr; k++ ) {\r
257         /* Apply window: sine slope followed by flat part followed by cosine slope */\r
258         SKP_int shift, slope_part, flat_part;\r
259         flat_part = psEnc->sCmn.fs_kHz * 3;\r
260         slope_part = SKP_RSHIFT( psEnc->sCmn.shapeWinLength - flat_part, 1 );\r
261 \r
262         SKP_Silk_apply_sine_window( x_windowed, x_ptr, 1, slope_part );\r
263         shift = slope_part;\r
264         SKP_memcpy( x_windowed + shift, x_ptr + shift, flat_part * sizeof(SKP_int16) );\r
265         shift += flat_part;\r
266         SKP_Silk_apply_sine_window( x_windowed + shift, x_ptr + shift, 2, slope_part );\r
267 \r
268         /* Update pointer: next LPC analysis block */\r
269         x_ptr += psEnc->sCmn.subfr_length;\r
270 \r
271         if( psEnc->sCmn.warping_Q16 > 0 ) {\r
272             /* Calculate warped auto correlation */\r
273             SKP_Silk_warped_autocorrelation_FIX( auto_corr, &scale, x_windowed, warping_Q16, psEnc->sCmn.shapeWinLength, psEnc->sCmn.shapingLPCOrder ); \r
274         } else {\r
275             /* Calculate regular auto correlation */\r
276             SKP_Silk_autocorr( auto_corr, &scale, x_windowed, psEnc->sCmn.shapeWinLength, psEnc->sCmn.shapingLPCOrder + 1 );\r
277         }\r
278 \r
279         /* Add white noise, as a fraction of energy */\r
280         auto_corr[0] = SKP_ADD32( auto_corr[0], SKP_max_32( SKP_SMULWB( SKP_RSHIFT( auto_corr[ 0 ], 4 ), \r
281             SKP_FIX_CONST( SHAPE_WHITE_NOISE_FRACTION, 20 ) ), 1 ) ); \r
282 \r
283         /* Calculate the reflection coefficients using schur */\r
284         nrg = SKP_Silk_schur64( refl_coef_Q16, auto_corr, psEnc->sCmn.shapingLPCOrder );\r
285         SKP_assert( nrg >= 0 );\r
286 \r
287         /* Convert reflection coefficients to prediction coefficients */\r
288         SKP_Silk_k2a_Q16( AR2_Q24, refl_coef_Q16, psEnc->sCmn.shapingLPCOrder );\r
289 \r
290         Qnrg = -scale;          // range: -12...30\r
291         SKP_assert( Qnrg >= -12 );\r
292         SKP_assert( Qnrg <=  30 );\r
293 \r
294         /* Make sure that Qnrg is an even number */\r
295         if( Qnrg & 1 ) {\r
296             Qnrg -= 1;\r
297             nrg >>= 1;\r
298         }\r
299 \r
300         tmp32 = SKP_Silk_SQRT_APPROX( nrg );\r
301         Qnrg >>= 1;             // range: -6...15\r
302 \r
303         sqrt_nrg[ k ] = tmp32;\r
304         Qnrg_vec[ k ] = Qnrg;\r
305 \r
306         psEncCtrl->Gains_Q16[ k ] = SKP_LSHIFT_SAT32( tmp32, 16 - Qnrg );\r
307 \r
308         if( psEnc->sCmn.warping_Q16 > 0 ) {\r
309             /* Adjust gain for warping */\r
310             gain_mult_Q16 = warped_gain( AR2_Q24, warping_Q16, psEnc->sCmn.shapingLPCOrder );\r
311             psEncCtrl->Gains_Q16[ k ] = SKP_SMULWW( psEncCtrl->Gains_Q16[ k ], gain_mult_Q16 );\r
312         }\r
313 \r
314         /* Bandwidth expansion for synthesis filter shaping */\r
315         SKP_Silk_bwexpander_32( AR2_Q24, psEnc->sCmn.shapingLPCOrder, BWExp2_Q16 );\r
316 \r
317         /* Compute noise shaping filter coefficients */\r
318         SKP_memcpy( AR1_Q24, AR2_Q24, psEnc->sCmn.shapingLPCOrder * sizeof( SKP_int32 ) );\r
319 \r
320         /* Bandwidth expansion for analysis filter shaping */\r
321         SKP_assert( BWExp1_Q16 <= SKP_FIX_CONST( 1.0, 16 ) );\r
322         SKP_Silk_bwexpander_32( AR1_Q24, psEnc->sCmn.shapingLPCOrder, BWExp1_Q16 );\r
323 \r
324         /* Ratio of prediction gains, in energy domain */\r
325         SKP_Silk_LPC_inverse_pred_gain_Q24( &pre_nrg_Q30, AR2_Q24, psEnc->sCmn.shapingLPCOrder );\r
326         SKP_Silk_LPC_inverse_pred_gain_Q24( &nrg,         AR1_Q24, psEnc->sCmn.shapingLPCOrder );\r
327 \r
328         //psEncCtrl->GainsPre[ k ] = 1.0f - 0.7f * ( 1.0f - pre_nrg / nrg ) = 0.3f + 0.7f * pre_nrg / nrg;\r
329         pre_nrg_Q30 = SKP_LSHIFT32( SKP_SMULWB( pre_nrg_Q30, SKP_FIX_CONST( 0.7, 15 ) ), 1 );\r
330         psEncCtrl->GainsPre_Q14[ k ] = ( SKP_int ) SKP_FIX_CONST( 0.3, 14 ) + SKP_DIV32_varQ( pre_nrg_Q30, nrg, 14 );\r
331 \r
332         /* Convert to monic warped prediction coefficients and limit absolute values */\r
333         limit_warped_coefs( AR2_Q24, AR1_Q24, warping_Q16, SKP_FIX_CONST( 3.999, 24 ), psEnc->sCmn.shapingLPCOrder );\r
334 \r
335         /* Convert from Q24 to Q13 and store in int16 */\r
336         for( i = 0; i < psEnc->sCmn.shapingLPCOrder; i++ ) {\r
337             psEncCtrl->AR1_Q13[ k * MAX_SHAPE_LPC_ORDER + i ] = (SKP_int16)SKP_SAT16( SKP_RSHIFT_ROUND( AR1_Q24[ i ], 11 ) );\r
338             psEncCtrl->AR2_Q13[ k * MAX_SHAPE_LPC_ORDER + i ] = (SKP_int16)SKP_SAT16( SKP_RSHIFT_ROUND( AR2_Q24[ i ], 11 ) );\r
339         }\r
340     }\r
341 \r
342     /*****************/\r
343     /* Gain tweaking */\r
344     /*****************/\r
345     /* Increase gains during low speech activity and put lower limit on gains */\r
346     gain_mult_Q16 = SKP_Silk_log2lin( -SKP_SMLAWB( -SKP_FIX_CONST( 16.0, 7 ), SNR_adj_dB_Q7, SKP_FIX_CONST( 0.16, 16 ) ) );\r
347     gain_add_Q16  = SKP_Silk_log2lin(  SKP_SMLAWB(  SKP_FIX_CONST( 16.0, 7 ), SKP_FIX_CONST( MIN_QGAIN_DB, 7 ), SKP_FIX_CONST( 0.16, 16 ) ) );\r
348     SKP_assert( gain_mult_Q16 > 0 );\r
349     for( k = 0; k < psEnc->sCmn.nb_subfr; k++ ) {\r
350         psEncCtrl->Gains_Q16[ k ] = SKP_SMULWW( psEncCtrl->Gains_Q16[ k ], gain_mult_Q16 );\r
351         SKP_assert( psEncCtrl->Gains_Q16[ k ] >= 0 );\r
352         psEncCtrl->Gains_Q16[ k ] = SKP_ADD_POS_SAT32( psEncCtrl->Gains_Q16[ k ], gain_add_Q16 );\r
353     }\r
354 \r
355     gain_mult_Q16 = SKP_FIX_CONST( 1.0, 16 ) + SKP_RSHIFT_ROUND( SKP_MLA( SKP_FIX_CONST( INPUT_TILT, 26 ), \r
356         psEncCtrl->coding_quality_Q14, SKP_FIX_CONST( HIGH_RATE_INPUT_TILT, 12 ) ), 10 );\r
357     for( k = 0; k < psEnc->sCmn.nb_subfr; k++ ) {\r
358         psEncCtrl->GainsPre_Q14[ k ] = SKP_SMULWB( gain_mult_Q16, psEncCtrl->GainsPre_Q14[ k ] );\r
359     }\r
360 \r
361     /************************************************/\r
362     /* Control low-frequency shaping and noise tilt */\r
363     /************************************************/\r
364     /* Less low frequency shaping for noisy inputs */\r
365     strength_Q16 = SKP_MUL( SKP_FIX_CONST( LOW_FREQ_SHAPING, 4 ), SKP_SMLAWB( SKP_FIX_CONST( 1.0, 12 ),\r
366         SKP_FIX_CONST( LOW_QUALITY_LOW_FREQ_SHAPING_DECR, 13 ), psEnc->sCmn.input_quality_bands_Q15[ 0 ] - SKP_FIX_CONST( 1.0, 15 ) ) );\r
367     strength_Q16 = SKP_RSHIFT( SKP_MUL( strength_Q16, psEnc->sCmn.speech_activity_Q8 ), 8 );\r
368     if( psEnc->sCmn.indices.signalType == TYPE_VOICED ) {\r
369         /* Reduce low frequencies quantization noise for periodic signals, depending on pitch lag */\r
370         /*f = 400; freqz([1, -0.98 + 2e-4 * f], [1, -0.97 + 7e-4 * f], 2^12, Fs); axis([0, 1000, -10, 1])*/\r
371         SKP_int fs_kHz_inv = SKP_DIV32_16( SKP_FIX_CONST( 0.2, 14 ), psEnc->sCmn.fs_kHz );\r
372         for( k = 0; k < psEnc->sCmn.nb_subfr; k++ ) {\r
373             b_Q14 = fs_kHz_inv + SKP_DIV32_16( SKP_FIX_CONST( 3.0, 14 ), psEncCtrl->pitchL[ k ] ); \r
374             /* Pack two coefficients in one int32 */\r
375             psEncCtrl->LF_shp_Q14[ k ]  = SKP_LSHIFT( SKP_FIX_CONST( 1.0, 14 ) - b_Q14 - SKP_SMULWB( strength_Q16, b_Q14 ), 16 );\r
376             psEncCtrl->LF_shp_Q14[ k ] |= (SKP_uint16)( b_Q14 - SKP_FIX_CONST( 1.0, 14 ) );\r
377         }\r
378         SKP_assert( SKP_FIX_CONST( HARM_HP_NOISE_COEF, 24 ) < SKP_FIX_CONST( 0.5, 24 ) ); // Guarantees that second argument to SMULWB() is within range of an SKP_int16\r
379         Tilt_Q16 = - SKP_FIX_CONST( HP_NOISE_COEF, 16 ) - \r
380             SKP_SMULWB( SKP_FIX_CONST( 1.0, 16 ) - SKP_FIX_CONST( HP_NOISE_COEF, 16 ), \r
381                 SKP_SMULWB( SKP_FIX_CONST( HARM_HP_NOISE_COEF, 24 ), psEnc->sCmn.speech_activity_Q8 ) );\r
382     } else {\r
383         b_Q14 = SKP_DIV32_16( 21299, psEnc->sCmn.fs_kHz ); // 1.3_Q0 = 21299_Q14\r
384         /* Pack two coefficients in one int32 */\r
385         psEncCtrl->LF_shp_Q14[ 0 ]  = SKP_LSHIFT( SKP_FIX_CONST( 1.0, 14 ) - b_Q14 - \r
386             SKP_SMULWB( strength_Q16, SKP_SMULWB( SKP_FIX_CONST( 0.6, 16 ), b_Q14 ) ), 16 );\r
387         psEncCtrl->LF_shp_Q14[ 0 ] |= (SKP_uint16)( b_Q14 - SKP_FIX_CONST( 1.0, 14 ) );\r
388         for( k = 1; k < psEnc->sCmn.nb_subfr; k++ ) {\r
389             psEncCtrl->LF_shp_Q14[ k ] = psEncCtrl->LF_shp_Q14[ 0 ];\r
390         }\r
391         Tilt_Q16 = -SKP_FIX_CONST( HP_NOISE_COEF, 16 );\r
392     }\r
393 \r
394     /****************************/\r
395     /* HARMONIC SHAPING CONTROL */\r
396     /****************************/\r
397     /* Control boosting of harmonic frequencies */\r
398     HarmBoost_Q16 = SKP_SMULWB( SKP_SMULWB( SKP_FIX_CONST( 1.0, 17 ) - SKP_LSHIFT( psEncCtrl->coding_quality_Q14, 3 ), \r
399         psEnc->LTPCorr_Q15 ), SKP_FIX_CONST( LOW_RATE_HARMONIC_BOOST, 16 ) );\r
400 \r
401     /* More harmonic boost for noisy input signals */\r
402     HarmBoost_Q16 = SKP_SMLAWB( HarmBoost_Q16, \r
403         SKP_FIX_CONST( 1.0, 16 ) - SKP_LSHIFT( psEncCtrl->input_quality_Q14, 2 ), SKP_FIX_CONST( LOW_INPUT_QUALITY_HARMONIC_BOOST, 16 ) );\r
404 \r
405     if( USE_HARM_SHAPING && psEnc->sCmn.indices.signalType == TYPE_VOICED ) {\r
406         /* More harmonic noise shaping for high bitrates or noisy input */\r
407         HarmShapeGain_Q16 = SKP_SMLAWB( SKP_FIX_CONST( HARMONIC_SHAPING, 16 ), \r
408                 SKP_FIX_CONST( 1.0, 16 ) - SKP_SMULWB( SKP_FIX_CONST( 1.0, 18 ) - SKP_LSHIFT( psEncCtrl->coding_quality_Q14, 4 ),\r
409                 psEncCtrl->input_quality_Q14 ), SKP_FIX_CONST( HIGH_RATE_OR_LOW_QUALITY_HARMONIC_SHAPING, 16 ) );\r
410 \r
411         /* Less harmonic noise shaping for less periodic signals */\r
412         HarmShapeGain_Q16 = SKP_SMULWB( SKP_LSHIFT( HarmShapeGain_Q16, 1 ), \r
413             SKP_Silk_SQRT_APPROX( SKP_LSHIFT( psEnc->LTPCorr_Q15, 15 ) ) );\r
414     } else {\r
415         HarmShapeGain_Q16 = 0;\r
416     }\r
417 \r
418     /*************************/\r
419     /* Smooth over subframes */\r
420     /*************************/\r
421     for( k = 0; k < MAX_NB_SUBFR; k++ ) {\r
422         psShapeSt->HarmBoost_smth_Q16 =\r
423             SKP_SMLAWB( psShapeSt->HarmBoost_smth_Q16,     HarmBoost_Q16     - psShapeSt->HarmBoost_smth_Q16,     SKP_FIX_CONST( SUBFR_SMTH_COEF, 16 ) );\r
424         psShapeSt->HarmShapeGain_smth_Q16 =\r
425             SKP_SMLAWB( psShapeSt->HarmShapeGain_smth_Q16, HarmShapeGain_Q16 - psShapeSt->HarmShapeGain_smth_Q16, SKP_FIX_CONST( SUBFR_SMTH_COEF, 16 ) );\r
426         psShapeSt->Tilt_smth_Q16 =\r
427             SKP_SMLAWB( psShapeSt->Tilt_smth_Q16,          Tilt_Q16          - psShapeSt->Tilt_smth_Q16,          SKP_FIX_CONST( SUBFR_SMTH_COEF, 16 ) );\r
428 \r
429         psEncCtrl->HarmBoost_Q14[ k ]     = ( SKP_int )SKP_RSHIFT_ROUND( psShapeSt->HarmBoost_smth_Q16,     2 );\r
430         psEncCtrl->HarmShapeGain_Q14[ k ] = ( SKP_int )SKP_RSHIFT_ROUND( psShapeSt->HarmShapeGain_smth_Q16, 2 );\r
431         psEncCtrl->Tilt_Q14[ k ]          = ( SKP_int )SKP_RSHIFT_ROUND( psShapeSt->Tilt_smth_Q16,          2 );\r
432     }\r
433 }\r