Convert all CRLF in the SILK code, tabs to spaces, and trailing
[opus.git] / silk / float / silk_burg_modified_FLP.c
1 /***********************************************************************
2 Copyright (c) 2006-2011, Skype Limited. All rights reserved.
3 Redistribution and use in source and binary forms, with or without
4 modification, (subject to the limitations in the disclaimer below)
5 are permitted provided that the following conditions are met:
6 - Redistributions of source code must retain the above copyright notice,
7 this list of conditions and the following disclaimer.
8 - Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
9 notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
10 documentation and/or other materials provided with the distribution.
11 - Neither the name of Skype Limited, nor the names of specific
12 contributors, may be used to endorse or promote products derived from
13 this software without specific prior written permission.
14 NO EXPRESS OR IMPLIED LICENSES TO ANY PARTY'S PATENT RIGHTS ARE GRANTED
15 BY THIS LICENSE. THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND
16 CONTRIBUTORS ''AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING,
17 BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND
18 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE
19 COPYRIGHT OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
20 INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
21 NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF
22 USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON
23 ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
24 (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
25 OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
26 ***********************************************************************/
27
28 #include "silk_SigProc_FLP.h"
29
30 #define MAX_FRAME_SIZE              384 // subfr_length * nb_subfr = ( 0.005 * 16000 + 16 ) * 4 = 384
31 #define MAX_NB_SUBFR                4
32
33 /* Compute reflection coefficients from input signal */
34 SKP_float silk_burg_modified_FLP(   /* O    returns residual energy                                         */
35     SKP_float       A[],                /* O    prediction coefficients (length order)                          */
36     const SKP_float x[],                /* I    input signal, length: nb_subfr*(D+L_sub)                        */
37     const opus_int   subfr_length,       /* I    input signal subframe length (including D preceeding samples)   */
38     const opus_int   nb_subfr,           /* I    number of subframes stacked in x                                */
39     const SKP_float WhiteNoiseFrac,     /* I    fraction added to zero-lag autocorrelation                      */
40     const opus_int   D                   /* I    order                                                           */
41 )
42 {
43     opus_int         k, n, s;
44     double          C0, num, nrg_f, nrg_b, rc, Atmp, tmp1, tmp2;
45     const SKP_float *x_ptr;
46     double          C_first_row[ SILK_MAX_ORDER_LPC ], C_last_row[ SILK_MAX_ORDER_LPC ];
47     double          CAf[ SILK_MAX_ORDER_LPC + 1 ], CAb[ SILK_MAX_ORDER_LPC + 1 ];
48     double          Af[ SILK_MAX_ORDER_LPC ];
49
50     SKP_assert( subfr_length * nb_subfr <= MAX_FRAME_SIZE );
51     SKP_assert( nb_subfr <= MAX_NB_SUBFR );
52
53     /* Compute autocorrelations, added over subframes */
54     C0 = silk_energy_FLP( x, nb_subfr * subfr_length );
55     SKP_memset( C_first_row, 0, SILK_MAX_ORDER_LPC * sizeof( double ) );
56     for( s = 0; s < nb_subfr; s++ ) {
57         x_ptr = x + s * subfr_length;
58         for( n = 1; n < D + 1; n++ ) {
59             C_first_row[ n - 1 ] += silk_inner_product_FLP( x_ptr, x_ptr + n, subfr_length - n );
60         }
61     }
62     SKP_memcpy( C_last_row, C_first_row, SILK_MAX_ORDER_LPC * sizeof( double ) );
63
64     /* Initialize */
65     CAb[ 0 ] = CAf[ 0 ] = C0 + WhiteNoiseFrac * C0 + 1e-9f;
66
67     for( n = 0; n < D; n++ ) {
68         /* Update first row of correlation matrix (without first element) */
69         /* Update last row of correlation matrix (without last element, stored in reversed order) */
70         /* Update C * Af */
71         /* Update C * flipud(Af) (stored in reversed order) */
72         for( s = 0; s < nb_subfr; s++ ) {
73             x_ptr = x + s * subfr_length;
74             tmp1 = x_ptr[ n ];
75             tmp2 = x_ptr[ subfr_length - n - 1 ];
76             for( k = 0; k < n; k++ ) {
77                 C_first_row[ k ] -= x_ptr[ n ] * x_ptr[ n - k - 1 ];
78                 C_last_row[ k ]  -= x_ptr[ subfr_length - n - 1 ] * x_ptr[ subfr_length - n + k ];
79                 Atmp = Af[ k ];
80                 tmp1 += x_ptr[ n - k - 1 ] * Atmp;
81                 tmp2 += x_ptr[ subfr_length - n + k ] * Atmp;
82             }
83             for( k = 0; k <= n; k++ ) {
84                 CAf[ k ] -= tmp1 * x_ptr[ n - k ];
85                 CAb[ k ] -= tmp2 * x_ptr[ subfr_length - n + k - 1 ];
86             }
87         }
88         tmp1 = C_first_row[ n ];
89         tmp2 = C_last_row[ n ];
90         for( k = 0; k < n; k++ ) {
91             Atmp = Af[ k ];
92             tmp1 += C_last_row[ n - k - 1 ]  * Atmp;
93             tmp2 += C_first_row[ n - k - 1 ] * Atmp;
94         }
95         CAf[ n + 1 ] = tmp1;
96         CAb[ n + 1 ] = tmp2;
97
98         /* Calculate nominator and denominator for the next order reflection (parcor) coefficient */
99         num = CAb[ n + 1 ];
100         nrg_b = CAb[ 0 ];
101         nrg_f = CAf[ 0 ];
102         for( k = 0; k < n; k++ ) {
103             Atmp = Af[ k ];
104             num   += CAb[ n - k ] * Atmp;
105             nrg_b += CAb[ k + 1 ] * Atmp;
106             nrg_f += CAf[ k + 1 ] * Atmp;
107         }
108         SKP_assert( nrg_f > 0.0 );
109         SKP_assert( nrg_b > 0.0 );
110
111         /* Calculate the next order reflection (parcor) coefficient */
112         rc = -2.0 * num / ( nrg_f + nrg_b );
113         SKP_assert( rc > -1.0 && rc < 1.0 );
114
115         /* Update the AR coefficients */
116         for( k = 0; k < (n + 1) >> 1; k++ ) {
117             tmp1 = Af[ k ];
118             tmp2 = Af[ n - k - 1 ];
119             Af[ k ]         = tmp1 + rc * tmp2;
120             Af[ n - k - 1 ] = tmp2 + rc * tmp1;
121         }
122         Af[ n ] = rc;
123
124         /* Update C * Af and C * Ab */
125         for( k = 0; k <= n + 1; k++ ) {
126             tmp1 = CAf[ k ];
127             CAf[ k ]          += rc * CAb[ n - k + 1 ];
128             CAb[ n - k + 1  ] += rc * tmp1;
129         }
130     }
131
132     /* Return residual energy */
133     nrg_f = CAf[ 0 ];
134     tmp1 = 1.0;
135     for( k = 0; k < D; k++ ) {
136         Atmp = Af[ k ];
137         nrg_f += CAf[ k + 1 ] * Atmp;
138         tmp1  += Atmp * Atmp;
139         A[ k ] = (SKP_float)(-Atmp);
140     }
141     nrg_f -= WhiteNoiseFrac * C0 * tmp1;
142
143     return (SKP_float)nrg_f;
144 }