speex_encode/speex_decode are back to using floats, new speex_encode_int
[speexdsp.git] / libspeex / stereo.c
1 /* Copyright (C) 2002 Jean-Marc Valin 
2    File: stereo.c
3
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30 */
31
32 #include "speex_stereo.h"
33 #include "speex_callbacks.h"
34 #include "vq.h"
35 #include <math.h>
36
37 /*float e_ratio_quant[4] = {1, 1.26, 1.587, 2};*/
38 static const float e_ratio_quant[4] = {.25f, .315f, .397f, .5f};
39
40 void speex_encode_stereo(float *data, int frame_size, SpeexBits *bits)
41 {
42    int i, tmp;
43    float e_left=0, e_right=0, e_tot=0;
44    float balance, e_ratio;
45    for (i=0;i<frame_size;i++)
46    {
47       e_left  += ((float)data[2*i])*data[2*i];
48       e_right += ((float)data[2*i+1])*data[2*i+1];
49       data[i] =  .5*(((float)data[2*i])+data[2*i+1]);
50       e_tot   += ((float)data[i])*data[i];
51    }
52    balance=(e_left+1)/(e_right+1);
53    e_ratio = e_tot/(1+e_left+e_right);
54
55    /*Quantization*/
56    speex_bits_pack(bits, 14, 5);
57    speex_bits_pack(bits, SPEEX_INBAND_STEREO, 4);
58    
59    balance=4*log(balance);
60
61    /*Pack sign*/
62    if (balance>0)
63       speex_bits_pack(bits, 0, 1);
64    else
65       speex_bits_pack(bits, 1, 1);
66    balance=floor(.5+fabs(balance));
67    if (balance>30)
68       balance=31;
69    
70    speex_bits_pack(bits, (int)balance, 5);
71    
72    /*Quantize energy ratio*/
73    tmp=vq_index(&e_ratio, e_ratio_quant, 1, 4);
74    speex_bits_pack(bits, tmp, 2);
75 }
76
77 void speex_encode_stereo_int(short *data, int frame_size, SpeexBits *bits)
78 {
79    int i, tmp;
80    float e_left=0, e_right=0, e_tot=0;
81    float balance, e_ratio;
82    for (i=0;i<frame_size;i++)
83    {
84       e_left  += ((float)data[2*i])*data[2*i];
85       e_right += ((float)data[2*i+1])*data[2*i+1];
86       data[i] =  .5*(((float)data[2*i])+data[2*i+1]);
87       e_tot   += ((float)data[i])*data[i];
88    }
89    balance=(e_left+1)/(e_right+1);
90    e_ratio = e_tot/(1+e_left+e_right);
91
92    /*Quantization*/
93    speex_bits_pack(bits, 14, 5);
94    speex_bits_pack(bits, SPEEX_INBAND_STEREO, 4);
95    
96    balance=4*log(balance);
97
98    /*Pack sign*/
99    if (balance>0)
100       speex_bits_pack(bits, 0, 1);
101    else
102       speex_bits_pack(bits, 1, 1);
103    balance=floor(.5+fabs(balance));
104    if (balance>30)
105       balance=31;
106    
107    speex_bits_pack(bits, (int)balance, 5);
108    
109    /*Quantize energy ratio*/
110    tmp=vq_index(&e_ratio, e_ratio_quant, 1, 4);
111    speex_bits_pack(bits, tmp, 2);
112 }
113
114 void speex_decode_stereo(float *data, int frame_size, SpeexStereoState *stereo)
115 {
116    float balance, e_ratio;
117    int i;
118    float e_tot=0, e_left, e_right, e_sum;
119
120    balance=stereo->balance;
121    e_ratio=stereo->e_ratio;
122    for (i=frame_size-1;i>=0;i--)
123    {
124       e_tot += ((float)data[i])*data[i];
125    }
126    e_sum=e_tot/e_ratio;
127    e_left  = e_sum*balance / (1+balance);
128    e_right = e_sum-e_left;
129
130    e_left  = sqrt(e_left/(e_tot+.01));
131    e_right = sqrt(e_right/(e_tot+.01));
132
133    for (i=frame_size-1;i>=0;i--)
134    {
135       float ftmp=data[i];
136       stereo->smooth_left  = .98*stereo->smooth_left  + .02*e_left;
137       stereo->smooth_right = .98*stereo->smooth_right + .02*e_right;
138       data[2*i] = stereo->smooth_left*ftmp;
139       data[2*i+1] = stereo->smooth_right*ftmp;
140    }
141 }
142
143 void speex_decode_stereo_int(short *data, int frame_size, SpeexStereoState *stereo)
144 {
145    float balance, e_ratio;
146    int i;
147    float e_tot=0, e_left, e_right, e_sum;
148
149    balance=stereo->balance;
150    e_ratio=stereo->e_ratio;
151    for (i=frame_size-1;i>=0;i--)
152    {
153       e_tot += ((float)data[i])*data[i];
154    }
155    e_sum=e_tot/e_ratio;
156    e_left  = e_sum*balance / (1+balance);
157    e_right = e_sum-e_left;
158
159    e_left  = sqrt(e_left/(e_tot+.01));
160    e_right = sqrt(e_right/(e_tot+.01));
161
162    for (i=frame_size-1;i>=0;i--)
163    {
164       float ftmp=data[i];
165       stereo->smooth_left  = .98*stereo->smooth_left  + .02*e_left;
166       stereo->smooth_right = .98*stereo->smooth_right + .02*e_right;
167       data[2*i] = stereo->smooth_left*ftmp;
168       data[2*i+1] = stereo->smooth_right*ftmp;
169    }
170 }
171
172 int speex_std_stereo_request_handler(SpeexBits *bits, void *state, void *data)
173 {
174    SpeexStereoState *stereo;
175    float sign=1;
176    int tmp;
177
178    stereo = (SpeexStereoState*)data;
179    if (speex_bits_unpack_unsigned(bits, 1))
180       sign=-1;
181    tmp = speex_bits_unpack_unsigned(bits, 5);
182    stereo->balance = exp(sign*.25*tmp);
183
184    tmp = speex_bits_unpack_unsigned(bits, 2);
185    stereo->e_ratio = e_ratio_quant[tmp];
186
187    return 0;
188 }