b2ed490db1b0487f3c56a0f75644d27b73e21383
[speexdsp.git] / libspeex / resample.c
1 /* Copyright (C) 2007 Jean-Marc Valin
2       
3    File: resample.c
4    Resampling code
5
6    Redistribution and use in source and binary forms, with or without
7    modification, are permitted provided that the following conditions are
8    met:
9
10    1. Redistributions of source code must retain the above copyright notice,
11    this list of conditions and the following disclaimer.
12
13    2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
14    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
15    documentation and/or other materials provided with the distribution.
16
17    3. The name of the author may not be used to endorse or promote products
18    derived from this software without specific prior written permission.
19
20    THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
21    IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
22    OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE
23    DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT,
24    INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES
25    (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR
26    SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
27    HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
28    STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN
29    ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
30    POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
31 */
32
33 #include "misc.h"
34 #include <math.h>
35 #include <stdio.h>
36             
37 //#define float double
38 #define FILTER_SIZE 64
39       
40 typedef struct {
41    int in_rate;
42    int out_rate;
43    int num_rate;
44    int den_rate;
45    int last_sample;
46    int samp_frac_num;
47    int filt_len;
48    float *mem;
49 } SpeexResamplerState;
50
51
52 SpeexResamplerState *speex_resampler_init(int in_rate, int out_rate, int in_rate_den, int out_rate_den)
53 {
54    SpeexResamplerState *st = (SpeexResamplerState *)speex_alloc(sizeof(SpeexResamplerState));
55    int fact, i;
56    st->in_rate = in_rate;
57    st->out_rate = out_rate;
58    st->num_rate = in_rate;
59    st->den_rate = out_rate;
60    /* FIXME: This is terribly inefficient, but who cares (at least for now)? */
61    for (fact=2;fact<=sqrt(MAX32(in_rate, out_rate));fact++)
62    {
63       while ((st->num_rate % fact == 0) && (st->den_rate % fact == 0))
64       {
65          st->num_rate /= fact;
66          st->den_rate /= fact;
67       }
68    }
69    st->last_sample = 0;
70    st->filt_len = FILTER_SIZE;
71    st->mem = speex_alloc((st->filt_len-1) * sizeof(float));
72    for (i=0;i<st->filt_len-1;i++)
73       st->mem[i] = 0;
74    return st;
75 }
76
77 void speex_resampler_destroy(SpeexResamplerState *st)
78 {
79    speex_free(st->mem);
80    speex_free(st);
81 }
82
83 static float sinc(float x, int N)
84 {
85    //fprintf (stderr, "%f ", x);
86    if (fabs(x)<1e-6)
87       return 1;
88    else if (fabs(x) > .5f*N)
89       return 0;
90    /*FIXME: Can it really be any slower than this? */
91    return sin(M_PI*x)/(M_PI*x) * (.5+.5*cos(2*x*M_PI/N));
92 }
93
94 int speex_resample_float(SpeexResamplerState *st, const float *in, int len, float *out)
95 {
96    int j=0;
97    int N = st->filt_len;
98    int out_sample = 0;
99    while (1)
100    {
101       int j;
102       float sum=0;
103       /* Do the memory part */
104       for (j=0;st->last_sample-N+1+j < 0;j++)
105       {
106          sum += st->mem[st->last_sample+j]*sinc((j-N/2+1)-((float)st->samp_frac_num)/st->den_rate, N);
107       }
108       /* Do the new part */
109       for (;j<N;j++)
110       {
111          sum += in[st->last_sample-N+1+j]*sinc((j-N/2+1)-((float)st->samp_frac_num)/st->den_rate, N);
112       }
113       out[out_sample++] = sum;
114       
115       st->last_sample += st->num_rate/st->den_rate;
116       st->samp_frac_num += st->num_rate%st->den_rate;
117       if (st->samp_frac_num >= st->den_rate)
118       {
119          st->samp_frac_num -= st->den_rate;
120          st->last_sample++;
121       }
122       //fprintf (stderr, "%d %d %d %d\n", st->last_sample, st->samp_frac_num, st->num_rate, st->den_rate);
123       if (st->last_sample >= len)
124       {
125          st->last_sample -= len;
126          break;
127       }      
128    }
129    for (j=0;j<st->filt_len-1;j++)
130       st->mem[j] = in[j+len-N+1];
131    return out_sample;
132 }
133
134 #define NN 256
135
136 int main(int argc, char **argv)
137 {
138    int i;
139    SpeexResamplerState *st = speex_resampler_init(8000, 12000, 1, 1);
140    short *in;
141    short *out;
142    float *fin, *fout;
143    in = speex_alloc(NN*sizeof(short));
144    out = speex_alloc(2*NN*sizeof(short));
145    fin = speex_alloc(NN*sizeof(float));
146    fout = speex_alloc(2*NN*sizeof(float));
147    while (1)
148    {
149       int out_num;
150       fread(in, sizeof(short), NN, stdin);
151       if (feof(stdin))
152          break;
153       for (i=0;i<NN;i++)
154          fin[i]=in[i];
155       out_num = speex_resample_float(st, fin, NN, fout);
156       //fprintf (stderr, "%d\n", out_num);
157       for (i=0;i<2*NN;i++)
158          out[i]=fout[i];
159       fwrite(out, sizeof(short), out_num, stdout);
160    }
161    speex_resampler_destroy(st);
162    speex_free(in);
163    speex_free(out);
164    speex_free(fin);
165    speex_free(fout);
166    return 0;
167 }
168