Code for computing band energies and normalising: adapted from CEFT.
[opus.git] / libcelt / bands.c
1 /* (C) 2007 Jean-Marc Valin, CSIRO
2 */
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 the Xiph.org Foundation nor the names of its
16    contributors may be used to endorse or promote products derived from
17    this software without specific prior written permission.
18    
19    THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
20    ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
21    LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
22    A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE FOUNDATION OR
23    CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL,
24    EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO,
25    PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR
26    PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF
27    LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING
28    NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS
29    SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
30 */
31
32 #include <math.h>
33 #include "bands.h"
34
35 const int qbank[NBANDS+2] =   {0, 2, 4, 6, 8, 12, 16, 20, 24, 28, 36, 44, 52, 68, 84, 116, 128};
36
37
38 /* Compute the energy in each of the bands */
39 void compute_bands(float *X, int B, float *bank)
40 {
41    int i;
42    for (i=0;i<NBANDS;i++)
43    {
44       int j;
45       bank[i] = 1e-10;
46       for (j=B*qbank[i];j<B*qbank[i+1];j++)
47          bank[i] += X[j]*X[j];
48       bank[i] = sqrt(bank[i]);
49    }
50 }
51
52 /* Normalise each band such that the energy is one. */
53 void normalise_bands(float *X, int B, float *bank)
54 {
55    int i;
56    for (i=0;i<NBANDS;i++)
57    {
58       int j;
59       float x = 1.f/bank[i];
60       for (j=B*qbank[i];j<B*qbank[i+1];j++)
61          X[j] *= x;
62    }
63    for (i=B*qbank[NBANDS];i<B*qbank[NBANDS+1];i++)
64       X[i] = 0;
65 }
66
67 /* De-normalise the energy to produce the synthesis from the unit-energy bands */
68 void denormalise_bands(float *X, int B, float *bank)
69 {
70    int i;
71    for (i=0;i<NBANDS;i++)
72    {
73       int j;
74       float x = bank[i];
75       for (j=B*qbank[i];j<B*qbank[i+1];j++)
76          X[j] *= x;
77    }
78    for (i=B*qbank[NBANDS];i<B*qbank[NBANDS+1];i++)
79       X[i] = 0;
80 }
81
82
83 /* Scales the pulse-codebook entry in each band such that unit-energy is conserved when 
84    adding the pitch */
85 void pitch_renormalise_bands(float *X, int B, float *P)
86 {
87    int i;
88    for (i=0;i<NBANDS;i++)
89    {
90       int j;
91       float Rpp=0;
92       float Rxp=0;
93       float Rxx=0;
94       float gain1;
95       for (j=B*qbank[i];j<B*qbank[i+1];j++)
96       {
97          Rxp += X[j]*P[j];
98          Rpp += P[j]*P[j];
99          Rxx += X[j]*X[j];
100       }
101       float arg = Rxp*Rxp + 1 - Rpp;
102       gain1 = sqrt(arg)-Rxp;
103       if (Rpp>.9999)
104          Rpp = .9999;
105       Rxx = 0;
106       for (j=B*qbank[i];j<B*qbank[i+1];j++)
107       {
108          X[j*2-1] = P[j]+gain1*X[j];
109          Rxx += X[j]*X[j];
110       }
111    }
112    for (i=B*qbank[NBANDS];i<B*qbank[NBANDS+1];i++)
113       X[i] = 0;
114 }
115