010c84094c23efc1b0695149238a846441f2713a
[opus.git] / silk / silk_resampler_private_down_FIR.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 #ifdef HAVE_CONFIG_H
29 #include "config.h"
30 #endif
31
32 #include "silk_SigProc_FIX.h"
33 #include "silk_resampler_private.h"
34
35 static inline opus_int16 *silk_resampler_private_down_FIR_INTERPOL0(
36     opus_int16 *out, opus_int32 *buf2, const opus_int16 *FIR_Coefs, opus_int32 max_index_Q16, opus_int32 index_increment_Q16){
37
38     opus_int32 index_Q16, res_Q6;
39     opus_int32 *buf_ptr;
40     for( index_Q16 = 0; index_Q16 < max_index_Q16; index_Q16 += index_increment_Q16 ) {
41         /* Integer part gives pointer to buffered input */
42         buf_ptr = buf2 + silk_RSHIFT( index_Q16, 16 );
43
44         /* Inner product */
45         res_Q6 = silk_SMULWB(         silk_ADD32( buf_ptr[ 0 ], buf_ptr[ 15 ] ), FIR_Coefs[ 0 ] );
46         res_Q6 = silk_SMLAWB( res_Q6, silk_ADD32( buf_ptr[ 1 ], buf_ptr[ 14 ] ), FIR_Coefs[ 1 ] );
47         res_Q6 = silk_SMLAWB( res_Q6, silk_ADD32( buf_ptr[ 2 ], buf_ptr[ 13 ] ), FIR_Coefs[ 2 ] );
48         res_Q6 = silk_SMLAWB( res_Q6, silk_ADD32( buf_ptr[ 3 ], buf_ptr[ 12 ] ), FIR_Coefs[ 3 ] );
49         res_Q6 = silk_SMLAWB( res_Q6, silk_ADD32( buf_ptr[ 4 ], buf_ptr[ 11 ] ), FIR_Coefs[ 4 ] );
50         res_Q6 = silk_SMLAWB( res_Q6, silk_ADD32( buf_ptr[ 5 ], buf_ptr[ 10 ] ), FIR_Coefs[ 5 ] );
51         res_Q6 = silk_SMLAWB( res_Q6, silk_ADD32( buf_ptr[ 6 ], buf_ptr[  9 ] ), FIR_Coefs[ 6 ] );
52         res_Q6 = silk_SMLAWB( res_Q6, silk_ADD32( buf_ptr[ 7 ], buf_ptr[  8 ] ), FIR_Coefs[ 7 ] );
53
54                 /* Scale down, saturate and store in output array */
55         *out++ = (opus_int16)silk_SAT16( silk_RSHIFT_ROUND( res_Q6, 6 ) );
56     }
57     return out;
58 }
59
60 static inline opus_int16 *silk_resampler_private_down_FIR_INTERPOL1(
61     opus_int16 *out, opus_int32 *buf2, const opus_int16 *FIR_Coefs, opus_int32 max_index_Q16, opus_int32 index_increment_Q16, opus_int32 FIR_Fracs){
62
63     opus_int32 index_Q16, res_Q6;
64     opus_int32 *buf_ptr;
65     opus_int32 interpol_ind;
66     const opus_int16 *interpol_ptr;
67     for( index_Q16 = 0; index_Q16 < max_index_Q16; index_Q16 += index_increment_Q16 ) {
68         /* Integer part gives pointer to buffered input */
69         buf_ptr = buf2 + silk_RSHIFT( index_Q16, 16 );
70
71         /* Fractional part gives interpolation coefficients */
72         interpol_ind = silk_SMULWB( index_Q16 & 0xFFFF, FIR_Fracs );
73
74         /* Inner product */
75         interpol_ptr = &FIR_Coefs[ RESAMPLER_DOWN_ORDER_FIR / 2 * interpol_ind ];
76         res_Q6 = silk_SMULWB(         buf_ptr[ 0 ], interpol_ptr[ 0 ] );
77         res_Q6 = silk_SMLAWB( res_Q6, buf_ptr[ 1 ], interpol_ptr[ 1 ] );
78         res_Q6 = silk_SMLAWB( res_Q6, buf_ptr[ 2 ], interpol_ptr[ 2 ] );
79         res_Q6 = silk_SMLAWB( res_Q6, buf_ptr[ 3 ], interpol_ptr[ 3 ] );
80         res_Q6 = silk_SMLAWB( res_Q6, buf_ptr[ 4 ], interpol_ptr[ 4 ] );
81         res_Q6 = silk_SMLAWB( res_Q6, buf_ptr[ 5 ], interpol_ptr[ 5 ] );
82         res_Q6 = silk_SMLAWB( res_Q6, buf_ptr[ 6 ], interpol_ptr[ 6 ] );
83         res_Q6 = silk_SMLAWB( res_Q6, buf_ptr[ 7 ], interpol_ptr[ 7 ] );
84         interpol_ptr = &FIR_Coefs[ RESAMPLER_DOWN_ORDER_FIR / 2 * ( FIR_Fracs - 1 - interpol_ind ) ];
85         res_Q6 = silk_SMLAWB( res_Q6, buf_ptr[ 15 ], interpol_ptr[ 0 ] );
86         res_Q6 = silk_SMLAWB( res_Q6, buf_ptr[ 14 ], interpol_ptr[ 1 ] );
87         res_Q6 = silk_SMLAWB( res_Q6, buf_ptr[ 13 ], interpol_ptr[ 2 ] );
88         res_Q6 = silk_SMLAWB( res_Q6, buf_ptr[ 12 ], interpol_ptr[ 3 ] );
89         res_Q6 = silk_SMLAWB( res_Q6, buf_ptr[ 11 ], interpol_ptr[ 4 ] );
90         res_Q6 = silk_SMLAWB( res_Q6, buf_ptr[ 10 ], interpol_ptr[ 5 ] );
91         res_Q6 = silk_SMLAWB( res_Q6, buf_ptr[  9 ], interpol_ptr[ 6 ] );
92         res_Q6 = silk_SMLAWB( res_Q6, buf_ptr[  8 ], interpol_ptr[ 7 ] );
93
94         /* Scale down, saturate and store in output array */
95         *out++ = (opus_int16)silk_SAT16( silk_RSHIFT_ROUND( res_Q6, 6 ) );
96     }
97     return out;
98 }
99
100
101 /* Resample with a 2x downsampler (optional), a 2nd order AR filter followed by FIR interpolation */
102 void silk_resampler_private_down_FIR(
103     void                            *SS,            /* I/O: Resampler state                         */
104     opus_int16                        out[],            /* O:    Output signal                             */
105     const opus_int16                    in[],            /* I:    Input signal                            */
106     opus_int32                        inLen            /* I:    Number of input samples                    */
107 )
108 {
109     silk_resampler_state_struct *S = (silk_resampler_state_struct *)SS;
110     opus_int32 nSamplesIn;
111     opus_int32 max_index_Q16, index_increment_Q16;
112     opus_int16 buf1[ RESAMPLER_MAX_BATCH_SIZE_IN / 2 ];
113     opus_int32 buf2[ RESAMPLER_MAX_BATCH_SIZE_IN + RESAMPLER_DOWN_ORDER_FIR ];
114     const opus_int16 *FIR_Coefs;
115
116     /* Copy buffered samples to start of buffer */
117     silk_memcpy( buf2, S->sFIR, RESAMPLER_DOWN_ORDER_FIR * sizeof( opus_int32 ) );
118
119     FIR_Coefs = &S->Coefs[ 2 ];
120
121     /* Iterate over blocks of frameSizeIn input samples */
122     index_increment_Q16 = S->invRatio_Q16;
123     while( 1 ) {
124         nSamplesIn = silk_min( inLen, S->batchSize );
125
126         if( S->input2x == 1 ) {
127             /* Downsample 2x */
128             silk_resampler_down2( S->sDown2, buf1, in, nSamplesIn );
129
130             nSamplesIn = silk_RSHIFT32( nSamplesIn, 1 );
131
132             /* Second-order AR filter (output in Q8) */
133             silk_resampler_private_AR2( S->sIIR, &buf2[ RESAMPLER_DOWN_ORDER_FIR ], buf1, S->Coefs, nSamplesIn );
134         } else {
135             /* Second-order AR filter (output in Q8) */
136             silk_resampler_private_AR2( S->sIIR, &buf2[ RESAMPLER_DOWN_ORDER_FIR ], in, S->Coefs, nSamplesIn );
137         }
138
139         max_index_Q16 = silk_LSHIFT32( nSamplesIn, 16 );
140
141         /* Interpolate filtered signal */
142         if( S->FIR_Fracs == 1 ) {
143             out = silk_resampler_private_down_FIR_INTERPOL0(out, buf2, FIR_Coefs, max_index_Q16, index_increment_Q16);
144         } else {
145             out = silk_resampler_private_down_FIR_INTERPOL1(out, buf2, FIR_Coefs, max_index_Q16, index_increment_Q16, S->FIR_Fracs);
146         }
147
148         in += nSamplesIn << S->input2x;
149         inLen -= nSamplesIn << S->input2x;
150
151         if( inLen > S->input2x ) {
152             /* More iterations to do; copy last part of filtered signal to beginning of buffer */
153             silk_memcpy( buf2, &buf2[ nSamplesIn ], RESAMPLER_DOWN_ORDER_FIR * sizeof( opus_int32 ) );
154         } else {
155             break;
156         }
157     }
158
159     /* Copy last part of filtered signal to the state for the next call */
160     silk_memcpy( S->sFIR, &buf2[ nSamplesIn ], RESAMPLER_DOWN_ORDER_FIR * sizeof( opus_int32 ) );
161 }
162