Fix stereo support; correctly deallocate bits_stereo.
[opus.git] / libcelt / quant_pitch.c
1 /* (C) 2007-2008 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 #ifdef HAVE_CONFIG_H
33 #include "config.h"
34 #endif
35
36 #include "quant_pitch.h"
37 #include <math.h>
38 #include "pgain_table.h"
39 #include "arch.h"
40 #include "mathops.h"
41
42 #ifdef FIXED_POINT
43 #define PGAIN_ODD(codebook, i) ((celt_word16_t)(((codebook)[(i)]&0x00ffU)<<7))
44 #define PGAIN_EVEN(codebook, i) ((celt_word16_t)(((codebook)[(i)]&0xff00U)>>1))
45 #define PGAIN_ODD14(codebook, i) ((celt_word16_t)(((codebook)[(i)]&0x00ffU)<<6))
46 #define PGAIN_EVEN14(codebook, i) ((celt_word16_t)(((codebook)[(i)]&0xff00U)>>2))
47
48 #else
49 #define PGAIN_ODD(codebook, i) ((1.f/32768.f)*(celt_word16_t)(((codebook)[(i)]&0x00ffU)<<7))
50 #define PGAIN_EVEN(codebook, i) ((1.f/32768.f)*(celt_word16_t)(((codebook)[(i)]&0xff00U)>>1) )
51 #define PGAIN_ODD14(codebook, i) PGAIN_ODD(codebook, i)
52 #define PGAIN_EVEN14(codebook, i) PGAIN_EVEN(codebook, i)
53 #endif
54
55 #define PGAIN(codebook, i) ((i)&1 ? PGAIN_ODD(codebook, (i)>>1) : PGAIN_EVEN(codebook, (i)>>1))
56
57
58 #define Q1515ONE MULT16_16(Q15ONE,Q15ONE)
59
60 /** Taken from Speex.Finds the index of the entry in a codebook that best matches the input*/
61 int vq_index(const celt_pgain_t *in, const celt_uint16_t *codebook, int len, int entries)
62 {
63    int i,j;
64    int ind = 0;
65    celt_word32_t min_dist=VERY_LARGE32;
66    int best_index=0;
67    for (i=0;i<entries;i++)
68    {
69       celt_word32_t dist=0;
70       const celt_pgain_t *inp = in;
71       j=0; do {
72          celt_pgain_t tmp1 = SUB16(*inp++,PGAIN_EVEN14(codebook, ind));
73          celt_pgain_t tmp2 = SUB16(*inp++,PGAIN_ODD14(codebook, ind));
74          ind++;
75          dist = MAC16_16(dist, tmp1, tmp1);
76          dist = MAC16_16(dist, tmp2, tmp2);
77       } while (++j<len>>1);
78       if (dist<min_dist)
79       {
80          min_dist=dist;
81          best_index=i;
82       }
83    }
84    return best_index;
85 }
86
87 /** Returns the pitch gain vector corresponding to a certain id */
88 static void id2gains(int id, celt_pgain_t *gains, int len)
89 {
90    int i;
91    for (i=0;i<len;i++)
92       gains[i] = celt_sqrt(Q1515ONE-MULT16_16(Q15ONE-PGAIN(pgain_table,id*len+i),Q15ONE-PGAIN(pgain_table,id*len+i)));
93 }
94
95 int quant_pitch(celt_pgain_t *gains, int len, ec_enc *enc)
96 {
97    int i, id;
98    celt_word32_t gain_sum = 0;
99    /*for (i=0;i<len;i++) printf ("%f ", gains[i]);printf ("\n");*/
100    /* Convert to a representation where the MSE criterion should be near-optimal */
101    for (i=0;i<len;i++)
102    {
103       gains[i] = SHR16(Q15ONE-celt_sqrt(Q1515ONE-MULT16_16(gains[i],gains[i])),1);
104       gain_sum = ADD32(gain_sum, EXTEND32(gains[i]));
105    }
106    /* Is it worth encoding the pitch? */
107    if (gain_sum > QCONST32(.3f,15))
108    {
109       id = vq_index(gains, pgain_table, len, 128);
110    } else {
111       id = 0;
112    }
113    if (id == 0)
114    {
115       ec_enc_bits(enc, 0, 1); //Pitch off
116    } else {
117       ec_enc_bits(enc, 1, 1); //Pitch on
118       ec_enc_bits(enc, 1, 1); //Folding on
119       ec_enc_bits(enc, id, 7);
120    }
121    /*for (i=0;i<len;i++) printf ("%f ", pgain_table[id*len+i]);printf ("\n");*/
122    id2gains(id, gains, len);
123    return id!=0;
124 }
125
126 int unquant_pitch(celt_pgain_t *gains, int len, ec_dec *dec)
127 {
128    int id;
129    id = ec_dec_bits(dec, 7);
130    id2gains(id, gains, len);
131    return id!=0;
132 }