Oops... now the LSPs are there. Also, lpcSize now represents the order
[speexdsp.git] / libspeex / lpc.c
1 /*
2   Copyright 1992, 1993, 1994 by Jutta Degener and Carsten Bormann,
3   Technische Universitaet Berlin
4
5   Any use of this software is permitted provided that this notice is not
6   removed and that neither the authors nor the Technische Universitaet Berlin
7   are deemed to have made any representations as to the suitability of this
8   software for any purpose nor are held responsible for any defects of
9   this software.  THERE IS ABSOLUTELY NO WARRANTY FOR THIS SOFTWARE.
10
11   As a matter of courtesy, the authors request to be informed about uses
12   this software has found, about bugs in this software, and about any
13   improvements that may be of general interest.
14
15   Berlin, 28.11.1994
16   Jutta Degener
17   Carsten Bormann
18 */
19
20
21 /* LPC- and Reflection Coefficients
22  *
23  * The next two functions calculate linear prediction coefficients
24  * and/or the related reflection coefficients from the first P_MAX+1
25  * values of the autocorrelation function.
26  */
27
28 /* Invented by N. Levinson in 1947, modified by J. Durbin in 1959.
29  */
30
31 #include "lpc.h"
32
33 float                      /* returns minimum mean square error    */
34 wld(
35     float       * lpc, /*      [0...p-1] LPC coefficients      */
36     const float * ac,  /*  in: [0...p] autocorrelation values  */
37     float       * ref, /* out: [0...p-1] reflection coef's     */
38     int p
39     )
40 {
41    int i, j;  float r, error = ac[0];
42
43    if (ac[0] == 0) {
44       for (i = 0; i < p; i++) ref[i] = 0; return 0; }
45
46    for (i = 0; i < p; i++) {
47
48       /* Sum up this iteration's reflection coefficient.
49        */
50       r = -ac[i + 1];
51       for (j = 0; j < i; j++) r -= lpc[j] * ac[i - j];
52       ref[i] = r /= error;
53
54       /*  Update LPC coefficients and total error.
55        */
56       lpc[i] = r;
57       for (j = 0; j < i/2; j++) {
58          float tmp  = lpc[j];
59          lpc[j]     += r * lpc[i-1-j];
60          lpc[i-1-j] += r * tmp;
61       }
62       if (i % 2) lpc[j] += lpc[j] * r;
63
64       error *= 1.0 - r * r;
65    }
66    return error;
67 }
68
69
70 /* Compute the autocorrelation
71  *                      ,--,
72  *              ac(i) = >  x(n) * x(n-i)  for all n
73  *                      `--'
74  * for lags between 0 and lag-1, and x == 0 outside 0...n-1
75  */
76 void autocorr(
77               const float * x,   /*  in: [0...n-1] samples x   */
78               float *ac,   /* out: [0...lag-1] ac values */
79               int lag, int   n)
80 {
81    float d; int i;
82    while (lag--) {
83       for (i = lag, d = 0; i < n; i++) d += x[i] * x[i-lag];
84       ac[lag] = d;
85    }
86 }