fixed-point version of the high-pass seems to work now.
[speexdsp.git] / libspeex / math_approx.c
1 /* Copyright (C) 2002 Jean-Marc Valin 
2    File: math_approx.c
3    Various math approximation functions for Speex
4
5    Redistribution and use in source and binary forms, with or without
6    modification, are permitted provided that the following conditions
7    are met:
8    
9    - Redistributions of source code must retain the above copyright
10    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
11    
12    - Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
13    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
14    documentation and/or other materials provided with the distribution.
15    
16    - Neither the name of the Xiph.org Foundation nor the names of its
17    contributors may be used to endorse or promote products derived from
18    this software without specific prior written permission.
19    
20    THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
21    ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
22    LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
23    A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE FOUNDATION OR
24    CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL,
25    EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO,
26    PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR
27    PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF
28    LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING
29    NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS
30    SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
31 */
32
33 #ifdef HAVE_CONFIG_H
34 #include "config.h"
35 #endif
36
37 #include "math_approx.h"
38 #include "misc.h"
39
40 #ifdef FIXED_POINT
41
42 /* sqrt(x) ~= 0.22178 + 1.29227*x - 0.77070*x^2 + 0.25723*x^3 (for .25 < x < 1) */
43 #define C0 3634
44 #define C1 21173
45 #define C2 -12627
46 #define C3 4215
47
48 spx_word16_t spx_sqrt(spx_word32_t x)
49 {
50    int k=0;
51    spx_word32_t rt;
52
53    if (x==0)
54       return 0;
55 #if 1
56    if (x>16777216)
57    {
58       x>>=10;
59       k+=5;
60    }
61    if (x>1048576)
62    {
63       x>>=6;
64       k+=3;
65    }
66    if (x>262144)
67    {
68       x>>=4;
69       k+=2;
70    }
71    if (x>32768)
72    {
73       x>>=2;
74       k+=1;
75    }
76    if (x>16384)
77    {
78       x>>=2;
79       k+=1;
80    }
81 #else
82    while (x>16384)
83    {
84       x>>=2;
85       k++;
86       }
87 #endif
88    while (x<4096)
89    {
90       x<<=2;
91       k--;
92    }
93    rt = ADD16(C0, MULT16_16_Q14(x, ADD16(C1, MULT16_16_Q14(x, ADD16(C2, MULT16_16_Q14(x, (C3)))))));
94    if (k>0)
95       rt <<= k;
96    else
97       rt >>= -k;
98    rt >>=7;
99    return rt;
100 }
101
102 /* log(x) ~= -2.18151 + 4.20592*x - 2.88938*x^2 + 0.86535*x^3 (for .5 < x < 1) */
103
104
105 #define A1 16469
106 #define A2 2242
107 #define A3 1486
108
109 spx_word16_t spx_acos(spx_word16_t x)
110 {
111    int s=0;
112    spx_word16_t ret;
113    spx_word16_t sq;
114    if (x<0)
115    {
116       s=1;
117       x = NEG16(x);
118    }
119    x = SUB16(16384,x);
120    
121    x = x >> 1;
122    sq = MULT16_16_Q13(x, ADD16(A1, MULT16_16_Q13(x, ADD16(A2, MULT16_16_Q13(x, (A3))))));
123    ret = spx_sqrt(SHL32(EXTEND32(sq),13));
124    
125    /*ret = spx_sqrt(67108864*(-1.6129e-04 + 2.0104e+00*f + 2.7373e-01*f*f + 1.8136e-01*f*f*f));*/
126    if (s)
127       ret = SUB16(25736,ret);
128    return ret;
129 }
130
131
132 #define K1 8192
133 #define K2 -4096
134 #define K3 340
135 #define K4 -10
136
137 spx_word16_t spx_cos(spx_word16_t x)
138 {
139    spx_word16_t x2;
140
141    if (x<12868)
142    {
143       x2 = MULT16_16_P13(x,x);
144       return ADD32(K1, MULT16_16_P13(x2, ADD32(K2, MULT16_16_P13(x2, ADD32(K3, MULT16_16_P13(K4, x2))))));
145    } else {
146       x = SUB16(25736,x);
147       x2 = MULT16_16_P13(x,x);
148       return SUB32(-K1, MULT16_16_P13(x2, ADD32(K2, MULT16_16_P13(x2, ADD32(K3, MULT16_16_P13(K4, x2))))));
149    }
150 }
151
152 #else
153
154 #ifndef M_PI
155 #define M_PI           3.14159265358979323846  /* pi */
156 #endif
157
158 #define C1 0.9999932946f
159 #define C2 -0.4999124376f
160 #define C3 0.0414877472f
161 #define C4 -0.0012712095f
162
163
164 #define SPX_PI_2 1.5707963268
165 spx_word16_t spx_cos(spx_word16_t x)
166 {
167    if (x<SPX_PI_2)
168    {
169       x *= x;
170       return C1 + x*(C2+x*(C3+C4*x));
171    } else {
172       x = M_PI-x;
173       x *= x;
174       return NEG16(C1 + x*(C2+x*(C3+C4*x)));
175    }
176 }
177
178
179 #endif