output looks almost (but not quite) correct.
[speexdsp.git] / libspeex / resample.c
1 /* Copyright (C) 2007 Jean-Marc Valin
2       
3    File: resample.c
4    Resample 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    if (fabs(x)<1e-6)
86       return 1;
87    else if (fabs(x) > .5f*N)
88       return 0;
89    return sin(M_PI*x)/(M_PI*x) * (.5+.5*cos(2*x*M_PI/N));
90 }
91
92 int speex_resample_float(SpeexResamplerState *st, const float *in, int len, float *out)
93 {
94    int j=0;
95    int N = st->filt_len;
96    int out_sample = 0;
97    while (1)
98    {
99       int j;
100       float sum=0;
101       for (j=0;j<N;j++)
102       {
103          if (st->last_sample-N+1+j < 0)
104             sum += st->mem[st->last_sample+j]*sinc((j-N/2)-((float)st->samp_frac_num)/st->den_rate, N);
105          else
106             sum += in[st->last_sample-N+1+j]*sinc((j-N/2)-((float)st->samp_frac_num)/st->den_rate, N);
107       }
108       out[out_sample++] = sum;
109       
110       st->last_sample += st->num_rate/st->den_rate;
111       st->samp_frac_num += st->num_rate%st->den_rate;
112       if (st->samp_frac_num >= st->den_rate)
113       {
114          st->samp_frac_num -= st->den_rate;
115          st->last_sample++;
116       }
117       //fprintf (stderr, "%d %d %d %d\n", st->last_sample, st->samp_frac_num, st->num_rate, st->den_rate);
118       if (st->last_sample >= len)
119       {
120          st->last_sample -= len;
121          break;
122       }      
123    }
124    for (j=0;j<st->filt_len-1;j++)
125       st->mem[j] = in[j+len-N+1];
126    return out_sample;
127 }
128
129 #define NN 256
130
131 int main(int argc, char **argv)
132 {
133    int i;
134    SpeexResamplerState *st = speex_resampler_init(8000, 16000, 1, 1);
135    short *in;
136    short *out;
137    float *fin, *fout;
138    in = speex_alloc(NN*sizeof(short));
139    out = speex_alloc(2*NN*sizeof(short));
140    fin = speex_alloc(NN*sizeof(float));
141    fout = speex_alloc(2*NN*sizeof(float));
142    while (1)
143    {
144       int out_num;
145       fread(in, sizeof(short), NN, stdin);
146       if (feof(stdin))
147          break;
148       for (i=0;i<NN;i++)
149          fin[i]=in[i];
150       out_num = speex_resample_float(st, fin, NN, fout);
151       //fprintf (stderr, "%d\n", out_num);
152       for (i=0;i<2*NN;i++)
153          out[i]=fout[i];
154       fwrite(out, sizeof(short), 2*NN, stdout);
155    }
156    free(in);
157    free(out);
158    free(fin);
159    free(fout);
160    return 0;
161 }
162