Renamed the 'denoiser' to 'preprocessor', added options to enable/disable
authorjm <jm@0101bb08-14d6-0310-b084-bc0e0c8e3800>
Tue, 16 Sep 2003 17:50:45 +0000 (17:50 +0000)
committerjm <jm@0101bb08-14d6-0310-b084-bc0e0c8e3800>
Tue, 16 Sep 2003 17:50:45 +0000 (17:50 +0000)
the denoiser, the agc and the vad.

git-svn-id: http://svn.xiph.org/trunk/speex@5340 0101bb08-14d6-0310-b084-bc0e0c8e3800

libspeex/Makefile.am
libspeex/preprocess.c [moved from libspeex/denoise.c with 88% similarity]
libspeex/speex_preprocess.h [moved from libspeex/speex_denoise.h with 71% similarity]
libspeex/testdenoise.c

index 2f6168b..7f30091 100644 (file)
@@ -1,6 +1,6 @@
 ## Process this file with automake to produce Makefile.in. -*-Makefile-*-
 
-# $Id: Makefile.am,v 1.53 2003/08/19 06:07:44 jm Exp $
+# $Id: Makefile.am,v 1.54 2003/09/16 17:50:45 jm Exp $
 
 # Disable automatic dependency tracking if using other tools than gcc and gmake
 #AUTOMAKE_OPTIONS = no-dependencies
@@ -37,7 +37,7 @@ libspeex_la_SOURCES = nb_celp.c \
        speex_callbacks.c \
        math_approx.c \
        stereo.c \
-       denoise.c \
+       preprocess.c \
        smallft.c \
        lbr_48k_tables.c \
        jitter.c \
@@ -49,7 +49,7 @@ include_HEADERS =  speex.h \
        speex_header.h \
        speex_callbacks.h \
        speex_stereo.h \
-       speex_denoise.h \
+       speex_preprocess.h \
        speex_jitter.h \
        speex_echo.h
 
similarity index 88%
rename from libspeex/denoise.c
rename to libspeex/preprocess.c
index b01199d..7f2544e 100644 (file)
@@ -1,8 +1,8 @@
 /* Copyright (C) 2003 Epic Games 
    Written by Jean-Marc Valin
 
-   File: denoise.c
-   Denoiser based on the algorithm by Ephraim and Malah
+   File: preprocess.c
+   Preprocessor with denoising based on the algorithm by Ephraim and Malah
 
    Redistribution and use in source and binary forms, with or without
    modification, are permitted provided that the following conditions are
@@ -32,7 +32,7 @@
 */
 
 #include <math.h>
-#include "speex_denoise.h"
+#include "speex_preprocess.h"
 #include <stdio.h>
 #include "misc.h"
 
@@ -79,12 +79,12 @@ static void conj_window(float *w, int len)
    }
 }
 
-SpeexDenoiseState *speex_denoise_state_init(int frame_size)
+SpeexPreprocessState *speex_preprocess_state_init(int frame_size)
 {
    int i;
    int N, N3, N4;
 
-   SpeexDenoiseState *st = (SpeexDenoiseState *)speex_alloc(sizeof(SpeexDenoiseState));
+   SpeexPreprocessState *st = (SpeexPreprocessState *)speex_alloc(sizeof(SpeexPreprocessState));
    st->frame_size = frame_size;
 
    /* Round ps_size down to the nearest power of two */
@@ -113,6 +113,11 @@ SpeexDenoiseState *speex_denoise_state_init(int frame_size)
    N3 = 2*N - st->frame_size;
    N4 = st->frame_size - N3;
 
+   st->denoise_enabled = 1;
+   st->agc_enabled = 0;
+   st->agc_level = 8000;
+   st->vad_enabled = 0;
+
    st->frame = (float*)speex_alloc(2*N*sizeof(float));
    st->ps = (float*)speex_alloc(N*sizeof(float));
    st->gain2 = (float*)speex_alloc(N*sizeof(float));
@@ -180,14 +185,14 @@ SpeexDenoiseState *speex_denoise_state_init(int frame_size)
 
    st->nb_adapt=0;
    st->consec_noise=0;
-   st->nb_denoise=0;
+   st->nb_preprocess=0;
    st->nb_min_estimate=0;
    st->last_update=0;
    st->last_id=0;
    return st;
 }
 
-void speex_denoise_state_destroy(SpeexDenoiseState *st)
+void speex_preprocess_state_destroy(SpeexPreprocessState *st)
 {
    speex_free(st->frame);
    speex_free(st->ps);
@@ -217,7 +222,7 @@ void speex_denoise_state_destroy(SpeexDenoiseState *st)
    speex_free(st);
 }
 
-static void update_noise(SpeexDenoiseState *st, float *ps, float *echo)
+static void update_noise(SpeexPreprocessState *st, float *ps, float *echo)
 {
    int i;
    float beta;
@@ -240,7 +245,7 @@ static void update_noise(SpeexDenoiseState *st, float *ps, float *echo)
    }
 }
 
-static int speex_compute_vad(SpeexDenoiseState *st, float *ps, float mean_prior, float mean_post)
+static int speex_compute_vad(SpeexPreprocessState *st, float *ps, float mean_prior, float mean_post)
 {
    int i, is_speech=0;
    int N = st->ps_size;
@@ -436,14 +441,13 @@ static int speex_compute_vad(SpeexDenoiseState *st, float *ps, float mean_prior,
    return is_speech;
 }
 
-static void speex_compute_agc(SpeexDenoiseState *st, float mean_prior)
+static void speex_compute_agc(SpeexPreprocessState *st, float mean_prior)
 {
    int i;
    int N = st->ps_size;
    float scale=.5/N;
    float agc_gain;
 
-   /** BEGIN AGC */
    if ((mean_prior>3&&mean_prior>3))
    {
       float loudness=0;
@@ -473,20 +477,17 @@ static void speex_compute_agc(SpeexDenoiseState *st, float mean_prior)
       /*fprintf (stderr, "%f %f %f\n", loudness, st->loudness2, rate);*/
    }
    
-   agc_gain = 6000.0/st->loudness2;
+   agc_gain = st->agc_level/st->loudness2;
 
    for (i=0;i<N;i++)
       st->gain2[i] *= agc_gain;
    
-
-   /** END AGC */
-
 }
 
-int speex_denoise(SpeexDenoiseState *st, float *x, float *echo)
+int speex_preprocess(SpeexPreprocessState *st, float *x, float *echo)
 {
    int i;
-   int is_speech=0;
+   int is_speech=1;
    float mean_post=0;
    float mean_prior=0;
    float energy;
@@ -526,9 +527,9 @@ int speex_denoise(SpeexDenoiseState *st, float *x, float *echo)
    for (i=1;i<N;i++)
       energy += log(100+ps[i]);
    energy /= 160;
-   st->last_energy[st->nb_denoise%STABILITY_TIME]=energy;
+   st->last_energy[st->nb_preprocess%STABILITY_TIME]=energy;
 
-   if (st->nb_denoise>=STABILITY_TIME)
+   if (st->nb_preprocess>=STABILITY_TIME)
    {
       float E=0, E2=0;
       float std;
@@ -547,7 +548,7 @@ int speex_denoise(SpeexDenoiseState *st, float *x, float *echo)
       /*fprintf (stderr, "%f\n", std);*/
    }
 
-   st->nb_denoise++;
+   st->nb_preprocess++;
 
    /* Noise estimation always updated for the 20 first times */
    if (st->nb_adapt<15)
@@ -586,7 +587,7 @@ int speex_denoise(SpeexDenoiseState *st, float *x, float *echo)
       /* A priori update rate */
       float gamma;
       float min_gamma=0.12;
-      gamma = 1.0/st->nb_denoise;
+      gamma = 1.0/st->nb_preprocess;
 
       /*Make update rate smaller when there's no speech*/
 #if 0
@@ -630,7 +631,7 @@ int speex_denoise(SpeexDenoiseState *st, float *x, float *echo)
 #endif
    /*fprintf (stderr, "%f %f\n", mean_prior,mean_post);*/
 
-   if (st->nb_denoise>=20)
+   if (st->nb_preprocess>=20)
    {
       int do_update = 0;
       float noise_ener=0, sig_ener=0;
@@ -654,8 +655,8 @@ int speex_denoise(SpeexDenoiseState *st, float *x, float *echo)
       }
    }
 
-
-   is_speech = speex_compute_vad(st, ps, mean_prior, mean_post);
+   if (st->vad_enabled)
+      is_speech = speex_compute_vad(st, ps, mean_prior, mean_post);
 
 
    if (st->consec_noise>=3)
@@ -708,18 +709,23 @@ int speex_denoise(SpeexDenoiseState *st, float *x, float *echo)
    st->gain[0]=0;
    st->gain[N-1]=0;
 
-   for (i=1;i<N-1;i++)
+   if (st->denoise_enabled)
    {
-      st->gain2[i]=st->gain[i];
-      /* Limits noise reduction to -26 dB, put prevents some musical noise */
-      if (st->gain2[i]<.05)
-        st->gain2[i]=.05;
+      for (i=1;i<N-1;i++)
+      {
+         st->gain2[i]=st->gain[i];
+         /* Limits noise reduction to -26 dB, put prevents some musical noise */
+         if (st->gain2[i]<.05)
+            st->gain2[i]=.05;
+      }
+      st->gain2[N-1]=0;
+   } else {
+      for (i=0;i<N;i++)
+         st->gain2[i] = 1;
    }
-   st->gain2[N-1]=0;
-
 
-   /* FIXME: Add an option to enable/disable AGC */
-   speex_compute_agc(st, mean_prior);
+   if (st->agc_enabled)
+      speex_compute_agc(st, mean_prior);
 
 #if 0
    if (!is_speech)
@@ -760,9 +766,9 @@ int speex_denoise(SpeexDenoiseState *st, float *x, float *echo)
       for (i=0;i<2*N;i++)
          if (fabs(st->frame[i])>max_sample)
             max_sample = fabs(st->frame[i]);
-      if (max_sample>30000)
+      if (max_sample>28000)
       {
-         float damp = 30000./max_sample;
+         float damp = 28000./max_sample;
          for (i=0;i<2*N;i++)
             st->frame[i] *= damp;
       }
@@ -793,3 +799,48 @@ int speex_denoise(SpeexDenoiseState *st, float *x, float *echo)
 
    return is_speech;
 }
+
+
+int speex_preprocess_ctl(SpeexPreprocessState *state, int request, void *ptr)
+{
+   SpeexPreprocessState *st;
+   st=(SpeexPreprocessState*)state;
+   switch(request)
+   {
+   case SPEEX_PREPROCESS_SET_DENOISE:
+      st->denoise_enabled = (*(int*)ptr);
+      break;
+   case SPEEX_PREPROCESS_GET_DENOISE:
+      (*(int*)ptr) = st->denoise_enabled;
+      break;
+
+   case SPEEX_PREPROCESS_SET_AGC:
+      st->agc_enabled = (*(int*)ptr);
+      break;
+   case SPEEX_PREPROCESS_GET_AGC:
+      (*(int*)ptr) = st->agc_enabled;
+      break;
+
+   case SPEEX_PREPROCESS_SET_AGC_LEVEL:
+      st->agc_level = (*(float*)ptr);
+      if (st->agc_level<1)
+         st->agc_level=1;
+      if (st->agc_level>32768)
+         st->agc_level=32768;
+      break;
+   case SPEEX_PREPROCESS_GET_AGC_LEVEL:
+      (*(float*)ptr) = st->agc_level;
+      break;
+
+   case SPEEX_PREPROCESS_SET_VAD:
+      st->vad_enabled = (*(int*)ptr);
+      break;
+   case SPEEX_PREPROCESS_GET_VAD:
+      (*(int*)ptr) = st->vad_enabled;
+      break;
+   default:
+      speex_warning_int("Unknown speex_preprocess_ctl request: ", request);
+      return -1;
+   }
+   return 0;
+}
similarity index 71%
rename from libspeex/speex_denoise.h
rename to libspeex/speex_preprocess.h
index d353d35..a076e65 100644 (file)
@@ -1,7 +1,7 @@
 /* Copyright (C) 2003 Epic Games 
    Written by Jean-Marc Valin
 
-   File: speex_denoise.h
+   File: speex_preprocess.h
 
 
    Redistribution and use in source and binary forms, with or without
 extern "C" {
 #endif
 
-typedef struct SpeexDenoiseState {
-   int frame_size;           /**< Number of samples processed each time */
-   int ps_size;              /**< Number of points in the power spectrum */
+typedef struct SpeexPreprocessState {
+   int    frame_size;        /**< Number of samples processed each time */
+   int    ps_size;           /**< Number of points in the power spectrum */
+   
+   /* parameters */
+   int    denoise_enabled;
+   int    agc_enabled;
+   float  agc_level;
+   int    vad_enabled;
 
    float *frame;             /**< Processing frame (2*ps_size) */
    float *ps;                /**< Current power spectrum */
@@ -73,26 +79,43 @@ typedef struct SpeexDenoiseState {
    float  speech_prob;
    int    last_speech;
    float  loudness;          /**< loudness estimate */
-   float  loudness2;          /**< loudness estimate */
+   float  loudness2;         /**< loudness estimate */
    int    nb_adapt;          /**< Number of frames used for adaptation so far */
    int    nb_loudness_adapt; /**< Number of frames used for loudness adaptation so far */
    int    consec_noise;      /**< Number of consecutive noise frames */
-   int    nb_denoise;        /**< Number of frames processed so far */
+   int    nb_preprocess;     /**< Number of frames processed so far */
    int    nb_min_estimate;   /**< */
    int    last_update;       /**< */
    float  min_ener;          /**< */
-   drft_lookup fft_lookup;   /**< */
+   drft_lookup fft_lookup;   /**< Lookup table for the FFT */
 
-} SpeexDenoiseState;
+} SpeexPreprocessState;
 
-/** Creates a new denoising state */
-SpeexDenoiseState *speex_denoise_state_init(int frame_size);
+/** Creates a new preprocessing state */
+SpeexPreprocessState *speex_preprocess_state_init(int frame_size);
 
 /** Destroys a denoising state */
-void speex_denoise_state_destroy(SpeexDenoiseState *st);
+void speex_preprocess_state_destroy(SpeexPreprocessState *st);
 
-/** Denoise a frame */
-int speex_denoise(SpeexDenoiseState *st, float *x, float *noise);
+/** Preprocess a frame */
+int speex_preprocess(SpeexPreprocessState *st, float *x, float *noise);
+
+/** Used like the ioctl function to control the preprocessor parameters */
+int speex_preprocess_ctl(SpeexPreprocessState *st, int request, void *ptr);
+
+
+
+#define SPEEX_PREPROCESS_SET_DENOISE 0
+#define SPEEX_PREPROCESS_GET_DENOISE 1
+
+#define SPEEX_PREPROCESS_SET_AGC 2
+#define SPEEX_PREPROCESS_GET_AGC 3
+
+#define SPEEX_PREPROCESS_SET_VAD 4
+#define SPEEX_PREPROCESS_GET_VAD 5
+
+#define SPEEX_PREPROCESS_SET_AGC_LEVEL 6
+#define SPEEX_PREPROCESS_GET_AGC_LEVEL 7
 
 #ifdef __cplusplus
 }
index dcbbb7c..7486edc 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-#include "speex_denoise.h"
+#include "speex_preprocess.h"
 #include <stdio.h>
 
 #define NN 160
@@ -9,9 +9,11 @@ int main()
    short out[NN];
    float x[NN];
    int i;
-   SpeexDenoiseState *st;
+   SpeexPreprocessState *st;
 
-   st = speex_denoise_state_init(NN);
+   st = speex_preprocess_state_init(NN);
+   i=1;
+   speex_preprocess_ctl(st, SPEEX_PREPROCESS_SET_DENOISE, &i);
    while (1)
    {
       int vad;
@@ -21,12 +23,12 @@ int main()
       for (i=0;i<NN;i++)
          x[i]=in[i];
       
-      vad = speex_denoise(st, x, NULL);
+      vad = speex_preprocess(st, x, NULL);
       for (i=0;i<NN;i++)
          out[i]=x[i];
       fprintf (stderr, "%d\n", vad);
       fwrite(out, sizeof(short), NN, stdout);
    }
-   speex_denoise_state_destroy(st);
+   speex_preprocess_state_destroy(st);
    return 0;
 }