Revisit surround rate allocation
[opus.git] / src / mlp.c
1 /* Copyright (c) 2008-2011 Octasic Inc.
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    THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
16    ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
17    LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
18    A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE FOUNDATION OR
19    CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL,
20    EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO,
21    PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR
22    PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF
23    LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING
24    NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS
25    SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
26 */
27
28 #ifdef HAVE_CONFIG_H
29 #include "config.h"
30 #endif
31
32 #include <math.h>
33 #include "mlp.h"
34 #include "arch.h"
35 #include "tansig_table.h"
36 #define MAX_NEURONS 100
37
38 #ifdef FIXED_POINT
39 static inline opus_val16 tansig_approx(opus_val32 _x) /* Q19 */
40 {
41         int i;
42         opus_val16 xx; /* Q11 */
43         /*double x, y;*/
44         opus_val16 dy, yy; /* Q14 */
45         /*x = 1.9073e-06*_x;*/
46         if (_x>=QCONST32(10,19))
47                 return QCONST32(1.,14);
48         if (_x<=-QCONST32(10,19))
49                 return -QCONST32(1.,14);
50         xx = EXTRACT16(SHR32(_x, 8));
51         /*i = lrint(25*x);*/
52         i = SHR32(ADD32(1024,MULT16_16(25, xx)),11);
53         /*x -= .04*i;*/
54         xx -= EXTRACT16(SHR32(MULT16_16(20972,i),8));
55         /*x = xx*(1./2048);*/
56         /*y = tansig_table[250+i];*/
57         yy = tansig_table[250+i];
58         /*y = yy*(1./16384);*/
59         dy = 16384-MULT16_16_Q14(yy,yy);
60         yy = yy + MULT16_16_Q14(MULT16_16_Q11(xx,dy),(16384 - MULT16_16_Q11(yy,xx)));
61         return yy;
62 }
63 #else
64 /*extern const float tansig_table[501];*/
65 static inline opus_val16 tansig_approx(opus_val16 x)
66 {
67         int i;
68         opus_val16 y, dy;
69         opus_val16 sign=1;
70     if (x>=8)
71         return 1;
72     if (x<=-8)
73         return -1;
74         if (x<0)
75         {
76            x=-x;
77            sign=-1;
78         }
79         i = (int)floor(.5f+25*x);
80         x -= .04f*i;
81         y = tansig_table[i];
82         dy = 1-y*y;
83         y = y + x*dy*(1 - y*x);
84         return sign*y;
85 }
86 #endif
87
88 void mlp_process(const MLP *m, const opus_val16 *in, opus_val16 *out)
89 {
90         int j;
91         opus_val16 hidden[MAX_NEURONS];
92         const opus_val16 *W = m->weights;
93         /* Copy to tmp_in */
94         for (j=0;j<m->topo[1];j++)
95         {
96                 int k;
97                 opus_val32 sum = SHL32(EXTEND32(*W++),8);
98                 for (k=0;k<m->topo[0];k++)
99                         sum = MAC16_16(sum, in[k],*W++);
100                 hidden[j] = tansig_approx(sum);
101         }
102         for (j=0;j<m->topo[2];j++)
103         {
104                 int k;
105                 opus_val32 sum = SHL32(EXTEND32(*W++),14);
106                 for (k=0;k<m->topo[1];k++)
107                         sum = MAC16_16(sum, hidden[k], *W++);
108                 out[j] = tansig_approx(EXTRACT16(PSHR32(sum,17)));
109         }
110 }
111