Initial Skype commit taken from FreeSwitch, which got it from the IETF draft.
[opus.git] / src / SKP_Silk_find_pred_coefs_FIX.c
1 /***********************************************************************\r
2 Copyright (c) 2006-2010, 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 \r
30 \r
31 #define VARQ        1 // EXPERIMENTAL\r
32 #define Qx          0 // EXPERIMENTAL\r
33 \r
34 void SKP_Silk_find_pred_coefs_FIX(\r
35     SKP_Silk_encoder_state_FIX      *psEnc,         /* I/O  encoder state                               */\r
36     SKP_Silk_encoder_control_FIX    *psEncCtrl,     /* I/O  encoder control                             */\r
37     const SKP_int16                 res_pitch[]     /* I    Residual from pitch analysis                */\r
38 )\r
39 {\r
40     SKP_int         i;\r
41     SKP_int32       WLTP[ NB_SUBFR * LTP_ORDER * LTP_ORDER ];\r
42     SKP_int32       invGains_Q16[ NB_SUBFR ], local_gains_Qx[ NB_SUBFR ], Wght_Q15[ NB_SUBFR ];\r
43     SKP_int         NLSF_Q15[ MAX_LPC_ORDER ];\r
44     const SKP_int16 *x_ptr;\r
45     SKP_int16       *x_pre_ptr, LPC_in_pre[ NB_SUBFR * MAX_LPC_ORDER + MAX_FRAME_LENGTH ];\r
46 \r
47     SKP_int32       tmp, min_gain_Q16;\r
48 #if !VARQ\r
49     SKP_int         LZ;\r
50 #endif\r
51     SKP_int         LTP_corrs_rshift[ NB_SUBFR ];\r
52 \r
53 \r
54     /* weighting for weighted least squares */\r
55     min_gain_Q16 = SKP_int32_MAX >> 6;\r
56     for( i = 0; i < NB_SUBFR; i++ ) {\r
57         min_gain_Q16 = SKP_min( min_gain_Q16, psEncCtrl->Gains_Q16[ i ] );\r
58     }\r
59 #if !VARQ\r
60     LZ = SKP_Silk_CLZ32( min_gain_Q16 ) - 1;\r
61     LZ = SKP_LIMIT( LZ, 0, 16 );\r
62     min_gain_Q16 = SKP_RSHIFT( min_gain_Q16, 2 ); /* Ensure that maximum invGains_Q16 is within range of a 16 bit int */\r
63 #endif\r
64     for( i = 0; i < NB_SUBFR; i++ ) {\r
65         /* Divide to Q16 */\r
66         SKP_assert( psEncCtrl->Gains_Q16[ i ] > 0 );\r
67 #if VARQ\r
68         /* Invert and normalize gains, and ensure that maximum invGains_Q16 is within range of a 16 bit int */\r
69         invGains_Q16[ i ] = SKP_DIV32_varQ( min_gain_Q16, psEncCtrl->Gains_Q16[ i ], 16 - 2 );\r
70 #else\r
71         invGains_Q16[ i ] = SKP_DIV32( SKP_LSHIFT( min_gain_Q16, LZ ), SKP_RSHIFT( psEncCtrl->Gains_Q16[ i ], 16 - LZ ) );\r
72 #endif\r
73 \r
74         /* Ensure Wght_Q15 a minimum value 1 */\r
75         invGains_Q16[ i ] = SKP_max( invGains_Q16[ i ], 363 ); \r
76         \r
77         /* Square the inverted gains */\r
78         SKP_assert( invGains_Q16[ i ] == SKP_SAT16( invGains_Q16[ i ] ) );\r
79         tmp = SKP_SMULWB( invGains_Q16[ i ], invGains_Q16[ i ] );\r
80         Wght_Q15[ i ] = SKP_RSHIFT( tmp, 1 );\r
81 \r
82         /* Invert the inverted and normalized gains */\r
83         local_gains_Qx[ i ] = SKP_DIV32( ( 1 << ( 16 + Qx ) ), invGains_Q16[ i ] );\r
84     }\r
85 \r
86     if( psEncCtrl->sCmn.sigtype == SIG_TYPE_VOICED ) {\r
87         /**********/\r
88         /* VOICED */\r
89         /**********/\r
90         SKP_assert( psEnc->sCmn.frame_length - psEnc->sCmn.predictLPCOrder >= psEncCtrl->sCmn.pitchL[ 0 ] + LTP_ORDER / 2 );\r
91 \r
92         /* LTP analysis */\r
93         SKP_Silk_find_LTP_FIX( psEncCtrl->LTPCoef_Q14, WLTP, &psEncCtrl->LTPredCodGain_Q7, res_pitch, \r
94             res_pitch + SKP_RSHIFT( psEnc->sCmn.frame_length, 1 ), psEncCtrl->sCmn.pitchL, Wght_Q15, \r
95             psEnc->sCmn.subfr_length, psEnc->sCmn.frame_length, LTP_corrs_rshift );\r
96 \r
97 \r
98         /* Quantize LTP gain parameters */\r
99         SKP_Silk_quant_LTP_gains_FIX( psEncCtrl->LTPCoef_Q14, psEncCtrl->sCmn.LTPIndex, &psEncCtrl->sCmn.PERIndex, \r
100             WLTP, psEnc->mu_LTP_Q8, psEnc->sCmn.LTPQuantLowComplexity );\r
101 \r
102         /* Control LTP scaling */\r
103         SKP_Silk_LTP_scale_ctrl_FIX( psEnc, psEncCtrl );\r
104 \r
105         /* Create LTP residual */\r
106         SKP_Silk_LTP_analysis_filter_FIX( LPC_in_pre, psEnc->x_buf + psEnc->sCmn.frame_length - psEnc->sCmn.predictLPCOrder, \r
107             psEncCtrl->LTPCoef_Q14, psEncCtrl->sCmn.pitchL, invGains_Q16, 16, psEnc->sCmn.subfr_length, psEnc->sCmn.predictLPCOrder );\r
108 \r
109     } else {\r
110         /************/\r
111         /* UNVOICED */\r
112         /************/\r
113         /* Create signal with prepended subframes, scaled by inverse gains */\r
114         x_ptr     = psEnc->x_buf + psEnc->sCmn.frame_length - psEnc->sCmn.predictLPCOrder;\r
115         x_pre_ptr = LPC_in_pre;\r
116         for( i = 0; i < NB_SUBFR; i++ ) {\r
117             SKP_Silk_scale_copy_vector16( x_pre_ptr, x_ptr, invGains_Q16[ i ], \r
118                 psEnc->sCmn.subfr_length + psEnc->sCmn.predictLPCOrder );\r
119             x_pre_ptr += psEnc->sCmn.subfr_length + psEnc->sCmn.predictLPCOrder;\r
120             x_ptr     += psEnc->sCmn.subfr_length;\r
121         }\r
122 \r
123         SKP_memset( psEncCtrl->LTPCoef_Q14, 0, NB_SUBFR * LTP_ORDER * sizeof( SKP_int16 ) );\r
124         psEncCtrl->LTPredCodGain_Q7 = 0;\r
125     }\r
126 \r
127     /* LPC_in_pre contains the LTP-filtered input for voiced, and the unfiltered input for unvoiced */\r
128     TIC(FIND_LPC)\r
129     SKP_Silk_find_LPC_FIX( NLSF_Q15, &psEncCtrl->sCmn.NLSFInterpCoef_Q2, psEnc->sPred.prev_NLSFq_Q15, \r
130         psEnc->sCmn.useInterpolatedNLSFs * ( 1 - psEnc->sCmn.first_frame_after_reset ), psEnc->sCmn.predictLPCOrder, \r
131         LPC_in_pre, psEnc->sCmn.subfr_length + psEnc->sCmn.predictLPCOrder );\r
132     TOC(FIND_LPC)\r
133 \r
134 \r
135     /* Quantize LSFs */\r
136     TIC(PROCESS_LSFS)\r
137         SKP_Silk_process_NLSFs_FIX( psEnc, psEncCtrl, NLSF_Q15 );\r
138     TOC(PROCESS_LSFS)\r
139 \r
140     /* Calculate residual energy using quantized LPC coefficients */\r
141     SKP_Silk_residual_energy_FIX( psEncCtrl->ResNrg, psEncCtrl->ResNrgQ, LPC_in_pre, psEncCtrl->PredCoef_Q12, local_gains_Qx, Qx,\r
142         psEnc->sCmn.subfr_length, psEnc->sCmn.predictLPCOrder );\r
143 \r
144     /* Copy to prediction struct for use in next frame for fluctuation reduction */\r
145     SKP_memcpy( psEnc->sPred.prev_NLSFq_Q15, NLSF_Q15, psEnc->sCmn.predictLPCOrder * sizeof( SKP_int ) );\r
146 \r
147 }\r
148 \r