Renamed SKP_[u]int* to opus_[u]int*
[opus.git] / silk / float / silk_burg_modified_FLP.c
1 /***********************************************************************\r
2 Copyright (c) 2006-2011, Skype Limited. All rights reserved. \r
3 Redistribution and use in source and binary forms, with or without \r
4 modification, (subject to the limitations in the disclaimer below) \r
5 are permitted provided that the following conditions are met:\r
6 - Redistributions of source code must retain the above copyright notice,\r
7 this list of conditions and the following disclaimer.\r
8 - Redistributions in binary form must reproduce the above copyright \r
9 notice, this list of conditions and the following disclaimer in the \r
10 documentation and/or other materials provided with the distribution.\r
11 - Neither the name of Skype Limited, nor the names of specific \r
12 contributors, may be used to endorse or promote products derived from \r
13 this software without specific prior written permission.\r
14 NO EXPRESS OR IMPLIED LICENSES TO ANY PARTY'S PATENT RIGHTS ARE GRANTED \r
15 BY THIS LICENSE. THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND \r
16 CONTRIBUTORS ''AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING,\r
17 BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND \r
18 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE \r
19 COPYRIGHT OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, \r
20 INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT\r
21 NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF \r
22 USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON \r
23 ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT \r
24 (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE \r
25 OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.\r
26 ***********************************************************************/\r
27 \r
28 #include "silk_SigProc_FLP.h"\r
29 \r
30 #define MAX_FRAME_SIZE              384 // subfr_length * nb_subfr = ( 0.005 * 16000 + 16 ) * 4 = 384\r
31 #define MAX_NB_SUBFR                4\r
32 \r
33 /* Compute reflection coefficients from input signal */\r
34 SKP_float silk_burg_modified_FLP(   /* O    returns residual energy                                         */\r
35     SKP_float       A[],                /* O    prediction coefficients (length order)                          */\r
36     const SKP_float x[],                /* I    input signal, length: nb_subfr*(D+L_sub)                        */\r
37     const opus_int   subfr_length,       /* I    input signal subframe length (including D preceeding samples)   */\r
38     const opus_int   nb_subfr,           /* I    number of subframes stacked in x                                */\r
39     const SKP_float WhiteNoiseFrac,     /* I    fraction added to zero-lag autocorrelation                      */\r
40     const opus_int   D                   /* I    order                                                           */\r
41 )\r
42 {\r
43     opus_int         k, n, s;\r
44     double          C0, num, nrg_f, nrg_b, rc, Atmp, tmp1, tmp2;\r
45     const SKP_float *x_ptr;\r
46     double          C_first_row[ SILK_MAX_ORDER_LPC ], C_last_row[ SILK_MAX_ORDER_LPC ];\r
47     double          CAf[ SILK_MAX_ORDER_LPC + 1 ], CAb[ SILK_MAX_ORDER_LPC + 1 ];\r
48     double          Af[ SILK_MAX_ORDER_LPC ];\r
49 \r
50     SKP_assert( subfr_length * nb_subfr <= MAX_FRAME_SIZE );\r
51     SKP_assert( nb_subfr <= MAX_NB_SUBFR );\r
52 \r
53     /* Compute autocorrelations, added over subframes */\r
54     C0 = silk_energy_FLP( x, nb_subfr * subfr_length );\r
55     SKP_memset( C_first_row, 0, SILK_MAX_ORDER_LPC * sizeof( double ) );\r
56     for( s = 0; s < nb_subfr; s++ ) {\r
57         x_ptr = x + s * subfr_length;\r
58         for( n = 1; n < D + 1; n++ ) {\r
59             C_first_row[ n - 1 ] += silk_inner_product_FLP( x_ptr, x_ptr + n, subfr_length - n );\r
60         }\r
61     }\r
62     SKP_memcpy( C_last_row, C_first_row, SILK_MAX_ORDER_LPC * sizeof( double ) );\r
63 \r
64     /* Initialize */\r
65     CAb[ 0 ] = CAf[ 0 ] = C0 + WhiteNoiseFrac * C0 + 1e-9f;\r
66 \r
67     for( n = 0; n < D; n++ ) {\r
68         /* Update first row of correlation matrix (without first element) */\r
69         /* Update last row of correlation matrix (without last element, stored in reversed order) */\r
70         /* Update C * Af */\r
71         /* Update C * flipud(Af) (stored in reversed order) */\r
72         for( s = 0; s < nb_subfr; s++ ) {\r
73             x_ptr = x + s * subfr_length;\r
74             tmp1 = x_ptr[ n ];\r
75             tmp2 = x_ptr[ subfr_length - n - 1 ];\r
76             for( k = 0; k < n; k++ ) {\r
77                 C_first_row[ k ] -= x_ptr[ n ] * x_ptr[ n - k - 1 ];\r
78                 C_last_row[ k ]  -= x_ptr[ subfr_length - n - 1 ] * x_ptr[ subfr_length - n + k ];\r
79                 Atmp = Af[ k ];\r
80                 tmp1 += x_ptr[ n - k - 1 ] * Atmp;\r
81                 tmp2 += x_ptr[ subfr_length - n + k ] * Atmp;\r
82             }\r
83             for( k = 0; k <= n; k++ ) {\r
84                 CAf[ k ] -= tmp1 * x_ptr[ n - k ];\r
85                 CAb[ k ] -= tmp2 * x_ptr[ subfr_length - n + k - 1 ];\r
86             }\r
87         }\r
88         tmp1 = C_first_row[ n ];\r
89         tmp2 = C_last_row[ n ];\r
90         for( k = 0; k < n; k++ ) {\r
91             Atmp = Af[ k ];\r
92             tmp1 += C_last_row[ n - k - 1 ]  * Atmp;\r
93             tmp2 += C_first_row[ n - k - 1 ] * Atmp;\r
94         }\r
95         CAf[ n + 1 ] = tmp1;\r
96         CAb[ n + 1 ] = tmp2;\r
97 \r
98         /* Calculate nominator and denominator for the next order reflection (parcor) coefficient */\r
99         num = CAb[ n + 1 ];\r
100         nrg_b = CAb[ 0 ];\r
101         nrg_f = CAf[ 0 ];\r
102         for( k = 0; k < n; k++ ) {\r
103             Atmp = Af[ k ];\r
104             num   += CAb[ n - k ] * Atmp;\r
105             nrg_b += CAb[ k + 1 ] * Atmp;\r
106             nrg_f += CAf[ k + 1 ] * Atmp;\r
107         }\r
108         SKP_assert( nrg_f > 0.0 );\r
109         SKP_assert( nrg_b > 0.0 );\r
110 \r
111         /* Calculate the next order reflection (parcor) coefficient */\r
112         rc = -2.0 * num / ( nrg_f + nrg_b );\r
113         SKP_assert( rc > -1.0 && rc < 1.0 );\r
114 \r
115         /* Update the AR coefficients */\r
116         for( k = 0; k < (n + 1) >> 1; k++ ) {\r
117             tmp1 = Af[ k ];\r
118             tmp2 = Af[ n - k - 1 ];\r
119             Af[ k ]         = tmp1 + rc * tmp2;\r
120             Af[ n - k - 1 ] = tmp2 + rc * tmp1;\r
121         }\r
122         Af[ n ] = rc;\r
123 \r
124         /* Update C * Af and C * Ab */\r
125         for( k = 0; k <= n + 1; k++ ) {\r
126             tmp1 = CAf[ k ];\r
127             CAf[ k ]          += rc * CAb[ n - k + 1 ];\r
128             CAb[ n - k + 1  ] += rc * tmp1;\r
129         }\r
130     }\r
131 \r
132     /* Return residual energy */\r
133     nrg_f = CAf[ 0 ];\r
134     tmp1 = 1.0;\r
135     for( k = 0; k < D; k++ ) {\r
136         Atmp = Af[ k ];\r
137         nrg_f += CAf[ k + 1 ] * Atmp;\r
138         tmp1  += Atmp * Atmp;\r
139         A[ k ] = (SKP_float)(-Atmp);\r
140     }\r
141     nrg_f -= WhiteNoiseFrac * C0 * tmp1;\r
142 \r
143     return (SKP_float)nrg_f;\r
144 }\r