Update SILK code using the CELT range coder
[opus.git] / src_FLP / SKP_Silk_wrappers_FLP.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_FLP.h"\r
29 \r
30 /* Wrappers. Calls flp / fix code */\r
31 \r
32 /* Convert AR filter coefficients to NLSF parameters */\r
33 void SKP_Silk_A2NLSF_FLP( \r
34           SKP_float                 *pNLSF,             /* O    NLSF vector      [ LPC_order ]          */\r
35     const SKP_float                 *pAR,               /* I    LPC coefficients [ LPC_order ]          */\r
36     const SKP_int                   LPC_order           /* I    LPC order                               */\r
37 )\r
38 {\r
39     SKP_int   i;\r
40     SKP_int   NLSF_fix[  MAX_LPC_ORDER ];\r
41     SKP_int32 a_fix_Q16[ MAX_LPC_ORDER ];\r
42 \r
43     for( i = 0; i < LPC_order; i++ ) {\r
44         a_fix_Q16[ i ] = SKP_float2int( pAR[ i ] * 65536.0f );\r
45     }\r
46     SKP_Silk_A2NLSF( NLSF_fix, a_fix_Q16, LPC_order );\r
47 \r
48     for( i = 0; i < LPC_order; i++ ) {\r
49         pNLSF[ i ] = ( SKP_float )NLSF_fix[ i ] * ( 1.0f / 32768.0f );\r
50     }\r
51 }\r
52 \r
53 /* Convert LSF parameters to AR prediction filter coefficients */\r
54 void SKP_Silk_NLSF2A_stable_FLP( \r
55           SKP_float                 *pAR,               /* O    LPC coefficients [ LPC_order ]          */\r
56     const SKP_float                 *pNLSF,             /* I    NLSF vector      [ LPC_order ]          */\r
57     const SKP_int                   LPC_order           /* I    LPC order                               */\r
58 )\r
59 {\r
60     SKP_int   i;\r
61     SKP_int   NLSF_fix[  MAX_LPC_ORDER ];\r
62     SKP_int16 a_fix_Q12[ MAX_LPC_ORDER ];\r
63 \r
64     for( i = 0; i < LPC_order; i++ ) {\r
65         NLSF_fix[ i ] = ( SKP_int )SKP_CHECK_FIT16( SKP_float2int( pNLSF[ i ] * 32768.0f ) );\r
66     }\r
67 \r
68     SKP_Silk_NLSF2A_stable( a_fix_Q12, NLSF_fix, LPC_order );\r
69 \r
70     for( i = 0; i < LPC_order; i++ ) {\r
71         pAR[ i ] = ( SKP_float )a_fix_Q12[ i ] / 4096.0f;\r
72     }\r
73 }\r
74 \r
75 \r
76 /* LSF stabilizer, for a single input data vector */\r
77 void SKP_Silk_NLSF_stabilize_FLP(\r
78           SKP_float                 *pNLSF,             /* I/O  (Un)stable NLSF vector [ LPC_order ]    */\r
79     const SKP_float                 *pNDelta_min,       /* I    Normalized delta min vector[LPC_order+1]*/\r
80     const SKP_int                   LPC_order           /* I    LPC order                               */\r
81 )\r
82 {\r
83     SKP_int   i;\r
84     SKP_int   NLSF_Q15[ MAX_LPC_ORDER ], ndelta_min_Q15[ MAX_LPC_ORDER + 1 ];\r
85 \r
86     for( i = 0; i < LPC_order; i++ ) {\r
87         NLSF_Q15[       i ] = ( SKP_int )SKP_float2int( pNLSF[       i ] * 32768.0f );\r
88         ndelta_min_Q15[ i ] = ( SKP_int )SKP_float2int( pNDelta_min[ i ] * 32768.0f );\r
89     }\r
90     ndelta_min_Q15[ LPC_order ] = ( SKP_int )SKP_float2int( pNDelta_min[ LPC_order ] * 32768.0f );\r
91 \r
92     /* NLSF stabilizer, for a single input data vector */\r
93     SKP_Silk_NLSF_stabilize( NLSF_Q15, ndelta_min_Q15, LPC_order );\r
94 \r
95     for( i = 0; i < LPC_order; i++ ) {\r
96         pNLSF[ i ] = ( SKP_float )NLSF_Q15[ i ] * ( 1.0f / 32768.0f );\r
97     }\r
98 }\r
99 \r
100 /* Interpolation function with fixed point rounding */\r
101 void SKP_Silk_interpolate_wrapper_FLP(\r
102           SKP_float                 xi[],               /* O    Interpolated vector                     */\r
103     const SKP_float                 x0[],               /* I    First vector                            */\r
104     const SKP_float                 x1[],               /* I    Second vector                           */\r
105     const SKP_float                 ifact,              /* I    Interp. factor, weight on second vector */\r
106     const SKP_int                   d                   /* I    Number of parameters                    */\r
107 )\r
108 {\r
109     SKP_int x0_int[ MAX_LPC_ORDER ], x1_int[ MAX_LPC_ORDER ], xi_int[ MAX_LPC_ORDER ];\r
110     SKP_int ifact_Q2 = ( SKP_int )( ifact * 4.0f );\r
111     SKP_int i;\r
112 \r
113     /* Convert input from flp to fix */\r
114     for( i = 0; i < d; i++ ) {\r
115         x0_int[ i ] = SKP_float2int( x0[ i ] * 32768.0f );\r
116         x1_int[ i ] = SKP_float2int( x1[ i ] * 32768.0f );\r
117     }\r
118 \r
119     /* Interpolate two vectors */\r
120     SKP_Silk_interpolate( xi_int, x0_int, x1_int, ifact_Q2, d );\r
121     \r
122     /* Convert output from fix to flp */\r
123     for( i = 0; i < d; i++ ) {\r
124         xi[ i ] = ( SKP_float )xi_int[ i ] * ( 1.0f / 32768.0f );\r
125     }\r
126 }\r
127 \r
128 /****************************************/\r
129 /* Floating-point Silk VAD wrapper      */\r
130 /****************************************/\r
131 SKP_int SKP_Silk_VAD_FLP(\r
132     SKP_Silk_encoder_state_FLP      *psEnc,             /* I/O  Encoder state FLP                       */\r
133     SKP_Silk_encoder_control_FLP    *psEncCtrl,         /* I/O  Encoder control FLP                     */\r
134     const SKP_int16                 *pIn                /* I    Input signal                            */\r
135 )\r
136 {\r
137     SKP_int i, ret, SA_Q8, Tilt_Q15;\r
138     SKP_int Quality_Bands_Q15[ VAD_N_BANDS ];\r
139 \r
140     ret = SKP_Silk_VAD_GetSA_Q8( &psEnc->sCmn.sVAD, &SA_Q8, Quality_Bands_Q15, &Tilt_Q15,\r
141         pIn, psEnc->sCmn.frame_length, psEnc->sCmn.fs_kHz );\r
142 \r
143     psEnc->speech_activity = ( SKP_float )SA_Q8 / 256.0f;\r
144     for( i = 0; i < VAD_N_BANDS; i++ ) {\r
145         psEncCtrl->input_quality_bands[ i ] = ( SKP_float )Quality_Bands_Q15[ i ] / 32768.0f;\r
146     }\r
147     psEncCtrl->input_tilt = ( SKP_float )Tilt_Q15 / 32768.0f;\r
148 \r
149     return ret;\r
150 }\r
151 \r
152 /****************************************/\r
153 /* Floating-point Silk NSQ wrapper      */\r
154 /****************************************/\r
155 void SKP_Silk_NSQ_wrapper_FLP(\r
156     SKP_Silk_encoder_state_FLP      *psEnc,         /* I/O  Encoder state FLP                           */\r
157     SKP_Silk_encoder_control_FLP    *psEncCtrl,     /* I/O  Encoder control FLP                         */\r
158     const SKP_float                 x[],            /* I    Prefiltered input signal                    */\r
159           SKP_int8                  q[],            /* O    Quantized pulse signal                      */\r
160     const SKP_int                   useLBRR         /* I    LBRR flag                                   */\r
161 )\r
162 {\r
163     SKP_int     i, j;\r
164     SKP_float   tmp_float;\r
165     SKP_int16   x_16[ MAX_FRAME_LENGTH ];\r
166     /* Prediction and coding parameters */\r
167     SKP_int32   Gains_Q16[ MAX_NB_SUBFR ];\r
168     SKP_array_of_int16_4_byte_aligned( PredCoef_Q12[ 2 ], MAX_LPC_ORDER );\r
169     SKP_int16   LTPCoef_Q14[ LTP_ORDER * MAX_NB_SUBFR ];\r
170     SKP_int     LTP_scale_Q14;\r
171 \r
172     /* Noise shaping parameters */\r
173     /* Testing */\r
174     SKP_int16   AR2_Q13[ MAX_NB_SUBFR * MAX_SHAPE_LPC_ORDER ];\r
175     SKP_int32   LF_shp_Q14[ MAX_NB_SUBFR ];         /* Packs two int16 coefficients per int32 value             */\r
176     SKP_int     Lambda_Q10;\r
177     SKP_int     Tilt_Q14[ MAX_NB_SUBFR ];\r
178     SKP_int     HarmShapeGain_Q14[ MAX_NB_SUBFR ];\r
179 \r
180     /* Convert control struct to fix control struct */\r
181     /* Noise shape parameters */\r
182     for( i = 0; i < MAX_NB_SUBFR * MAX_SHAPE_LPC_ORDER; i++ ) {\r
183         AR2_Q13[ i ] = (SKP_int16)SKP_SAT16( SKP_float2int( psEncCtrl->AR2[ i ] * 8192.0f ) );\r
184     }\r
185 \r
186     for( i = 0; i < MAX_NB_SUBFR; i++ ) {\r
187         LF_shp_Q14[ i ] =   SKP_LSHIFT32( SKP_float2int( psEncCtrl->LF_AR_shp[ i ]     * 16384.0f ), 16 ) |\r
188                               (SKP_uint16)SKP_float2int( psEncCtrl->LF_MA_shp[ i ]     * 16384.0f );\r
189         Tilt_Q14[ i ]   =        (SKP_int)SKP_float2int( psEncCtrl->Tilt[ i ]          * 16384.0f );\r
190         HarmShapeGain_Q14[ i ] = (SKP_int)SKP_float2int( psEncCtrl->HarmShapeGain[ i ] * 16384.0f );    \r
191     }\r
192     Lambda_Q10 = ( SKP_int )SKP_float2int( psEncCtrl->Lambda * 1024.0f );\r
193 \r
194     /* prediction and coding parameters */\r
195     for( i = 0; i < MAX_NB_SUBFR * LTP_ORDER; i++ ) {\r
196         LTPCoef_Q14[ i ] = ( SKP_int16 )SKP_float2int( psEncCtrl->LTPCoef[ i ] * 16384.0f );\r
197     }\r
198 \r
199     for( j = 0; j < MAX_NB_SUBFR >> 1; j++ ) {\r
200         for( i = 0; i < MAX_LPC_ORDER; i++ ) {\r
201             PredCoef_Q12[ j ][ i ] = ( SKP_int16 )SKP_float2int( psEncCtrl->PredCoef[ j ][ i ] * 4096.0f );\r
202         }\r
203     }\r
204 \r
205     for( i = 0; i < MAX_NB_SUBFR; i++ ) {\r
206         tmp_float = SKP_LIMIT( ( psEncCtrl->Gains[ i ] * 65536.0f ), 2147483000.0f, -2147483000.0f );\r
207         Gains_Q16[ i ] = SKP_float2int( tmp_float );\r
208         if( psEncCtrl->Gains[ i ] > 0.0f ) {\r
209             SKP_assert( tmp_float >= 0.0f );\r
210             SKP_assert( Gains_Q16[ i ] >= 0 );\r
211         }\r
212     }\r
213 \r
214     if( psEncCtrl->sCmn.sigtype == SIG_TYPE_VOICED ) {\r
215         LTP_scale_Q14 = SKP_Silk_LTPScales_table_Q14[ psEncCtrl->sCmn.LTP_scaleIndex ];\r
216     } else {\r
217         LTP_scale_Q14 = 0;\r
218     }\r
219 \r
220     /* Convert input to fix */\r
221     SKP_float2short_array( x_16, x, psEnc->sCmn.frame_length );\r
222 \r
223     /* Call NSQ */\r
224     if( useLBRR ) {\r
225         if( psEnc->sCmn.nStatesDelayedDecision > 1 ) {\r
226             SKP_Silk_NSQ_del_dec( &psEnc->sCmn, &psEncCtrl->sCmn, &psEnc->sNSQ_LBRR, \r
227                 x_16, q, psEncCtrl->sCmn.NLSFInterpCoef_Q2, PredCoef_Q12[ 0 ], LTPCoef_Q14, AR2_Q13, \r
228                 HarmShapeGain_Q14, Tilt_Q14, LF_shp_Q14, Gains_Q16, Lambda_Q10, LTP_scale_Q14 );\r
229         } else {\r
230             SKP_Silk_NSQ( &psEnc->sCmn, &psEncCtrl->sCmn, &psEnc->sNSQ_LBRR, \r
231                 x_16, q, psEncCtrl->sCmn.NLSFInterpCoef_Q2, PredCoef_Q12[ 0 ], LTPCoef_Q14, AR2_Q13, \r
232                 HarmShapeGain_Q14, Tilt_Q14, LF_shp_Q14, Gains_Q16, Lambda_Q10, LTP_scale_Q14 );\r
233         }\r
234     } else {\r
235         if( psEnc->sCmn.nStatesDelayedDecision > 1 ) {\r
236             SKP_Silk_NSQ_del_dec( &psEnc->sCmn, &psEncCtrl->sCmn, &psEnc->sNSQ, \r
237                 x_16, q, psEncCtrl->sCmn.NLSFInterpCoef_Q2, PredCoef_Q12[ 0 ], LTPCoef_Q14, AR2_Q13, \r
238                 HarmShapeGain_Q14, Tilt_Q14, LF_shp_Q14, Gains_Q16, Lambda_Q10, LTP_scale_Q14 );\r
239         } else {\r
240             SKP_Silk_NSQ( &psEnc->sCmn, &psEncCtrl->sCmn, &psEnc->sNSQ, \r
241                 x_16, q, psEncCtrl->sCmn.NLSFInterpCoef_Q2, PredCoef_Q12[ 0 ], LTPCoef_Q14, AR2_Q13, \r
242                 HarmShapeGain_Q14, Tilt_Q14, LF_shp_Q14, Gains_Q16, Lambda_Q10, LTP_scale_Q14 );\r
243         }\r
244     }\r
245 }\r