Adds 3rd clause to CELT license
[opus.git] / celt / celt_lpc.c
1 /* Copyright (c) 2009-2010 Xiph.Org Foundation
2    Written by Jean-Marc Valin */
3 /*
4    Redistribution and use in source and binary forms, with or without
5    modification, are permitted provided that the following conditions
6    are met:
7
8    - Redistributions of source code must retain the above copyright
9    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
10
11    - Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
12    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
13    documentation and/or other materials provided with the distribution.
14
15    - Neither the name of Internet Society, IETF or IETF Trust, nor the
16    names of specific contributors, may be used to endorse or promote
17    products derived from this software without specific prior written
18    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 COPYRIGHT OWNER
24    OR 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 "celt_lpc.h"
38 #include "stack_alloc.h"
39 #include "mathops.h"
40
41 void _celt_lpc(
42       opus_val16       *_lpc, /* out: [0...p-1] LPC coefficients      */
43 const opus_val32 *ac,  /* in:  [0...p] autocorrelation values  */
44 int          p
45 )
46 {
47    int i, j;
48    opus_val32 r;
49    opus_val32 error = ac[0];
50 #ifdef FIXED_POINT
51    opus_val32 lpc[LPC_ORDER];
52 #else
53    float *lpc = _lpc;
54 #endif
55
56    for (i = 0; i < p; i++)
57       lpc[i] = 0;
58    if (ac[0] != 0)
59    {
60       for (i = 0; i < p; i++) {
61          /* Sum up this iteration's reflection coefficient */
62          opus_val32 rr = 0;
63          for (j = 0; j < i; j++)
64             rr += MULT32_32_Q31(lpc[j],ac[i - j]);
65          rr += SHR32(ac[i + 1],3);
66          r = -frac_div32(SHL32(rr,3), error);
67          /*  Update LPC coefficients and total error */
68          lpc[i] = SHR32(r,3);
69          for (j = 0; j < (i+1)>>1; j++)
70          {
71             opus_val32 tmp1, tmp2;
72             tmp1 = lpc[j];
73             tmp2 = lpc[i-1-j];
74             lpc[j]     = tmp1 + MULT32_32_Q31(r,tmp2);
75             lpc[i-1-j] = tmp2 + MULT32_32_Q31(r,tmp1);
76          }
77
78          error = error - MULT32_32_Q31(MULT32_32_Q31(r,r),error);
79          /* Bail out once we get 30 dB gain */
80 #ifdef FIXED_POINT
81          if (error<SHR32(ac[0],10))
82             break;
83 #else
84          if (error<.001f*ac[0])
85             break;
86 #endif
87       }
88    }
89 #ifdef FIXED_POINT
90    for (i=0;i<p;i++)
91       _lpc[i] = ROUND16(lpc[i],16);
92 #endif
93 }
94
95 void celt_fir(const opus_val16 *x,
96          const opus_val16 *num,
97          opus_val16 *y,
98          int N,
99          int ord,
100          opus_val16 *mem)
101 {
102    int i,j;
103
104    for (i=0;i<N;i++)
105    {
106       opus_val32 sum = SHL32(EXTEND32(x[i]), SIG_SHIFT);
107       for (j=0;j<ord;j++)
108       {
109          sum += MULT16_16(num[j],mem[j]);
110       }
111       for (j=ord-1;j>=1;j--)
112       {
113          mem[j]=mem[j-1];
114       }
115       mem[0] = x[i];
116       y[i] = ROUND16(sum, SIG_SHIFT);
117    }
118 }
119
120 void celt_iir(const opus_val32 *x,
121          const opus_val16 *den,
122          opus_val32 *y,
123          int N,
124          int ord,
125          opus_val16 *mem)
126 {
127    int i,j;
128    for (i=0;i<N;i++)
129    {
130       opus_val32 sum = x[i];
131       for (j=0;j<ord;j++)
132       {
133          sum -= MULT16_16(den[j],mem[j]);
134       }
135       for (j=ord-1;j>=1;j--)
136       {
137          mem[j]=mem[j-1];
138       }
139       mem[0] = ROUND16(sum,SIG_SHIFT);
140       y[i] = sum;
141    }
142 }
143
144 void _celt_autocorr(
145                    const opus_val16 *x,   /*  in: [0...n-1] samples x   */
146                    opus_val32       *ac,  /* out: [0...lag-1] ac values */
147                    const opus_val16       *window,
148                    int          overlap,
149                    int          lag,
150                    int          n
151                   )
152 {
153    opus_val32 d;
154    int i;
155    VARDECL(opus_val16, xx);
156    SAVE_STACK;
157    ALLOC(xx, n, opus_val16);
158    celt_assert(n>0);
159    celt_assert(overlap>=0);
160    for (i=0;i<n;i++)
161       xx[i] = x[i];
162    for (i=0;i<overlap;i++)
163    {
164       xx[i] = MULT16_16_Q15(x[i],window[i]);
165       xx[n-i-1] = MULT16_16_Q15(x[n-i-1],window[i]);
166    }
167 #ifdef FIXED_POINT
168    {
169       opus_val32 ac0=0;
170       int shift;
171       for(i=0;i<n;i++)
172          ac0 += SHR32(MULT16_16(xx[i],xx[i]),9);
173       ac0 += 1+n;
174
175       shift = celt_ilog2(ac0)-30+10;
176       shift = (shift+1)/2;
177       for(i=0;i<n;i++)
178          xx[i] = VSHR32(xx[i], shift);
179    }
180 #endif
181    while (lag>=0)
182    {
183       for (i = lag, d = 0; i < n; i++)
184          d += xx[i] * xx[i-lag];
185       ac[lag] = d;
186       /*printf ("%f ", ac[lag]);*/
187       lag--;
188    }
189    /*printf ("\n");*/
190    ac[0] += 10;
191
192    RESTORE_STACK;
193 }