SILK update with LBRR and some bugfixes
[opus.git] / src_FLP / SKP_Silk_wrappers_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 "SKP_Silk_main_FLP.h"\r
29 \r
30 /* Wrappers. Calls flp / fix code */\r
31 \r
32 /* Convert AR filter coefficients to NLSF parameters */\r
33 void SKP_Silk_A2NLSF_FLP( \r
34           SKP_float                 *pNLSF,             /* O    NLSF vector      [ LPC_order ]          */\r
35     const SKP_float                 *pAR,               /* I    LPC coefficients [ LPC_order ]          */\r
36     const SKP_int                   LPC_order           /* I    LPC order                               */\r
37 )\r
38 {\r
39     SKP_int   i;\r
40     SKP_int   NLSF_fix[  MAX_LPC_ORDER ];\r
41     SKP_int32 a_fix_Q16[ MAX_LPC_ORDER ];\r
42 \r
43     for( i = 0; i < LPC_order; i++ ) {\r
44         a_fix_Q16[ i ] = SKP_float2int( pAR[ i ] * 65536.0f );\r
45     }\r
46     SKP_Silk_A2NLSF( NLSF_fix, a_fix_Q16, LPC_order );\r
47 \r
48     for( i = 0; i < LPC_order; i++ ) {\r
49         pNLSF[ i ] = ( SKP_float )NLSF_fix[ i ] * ( 1.0f / 32768.0f );\r
50     }\r
51 }\r
52 \r
53 /* Convert LSF parameters to AR prediction filter coefficients */\r
54 void SKP_Silk_NLSF2A_stable_FLP( \r
55           SKP_float                 *pAR,               /* O    LPC coefficients [ LPC_order ]          */\r
56     const SKP_float                 *pNLSF,             /* I    NLSF vector      [ LPC_order ]          */\r
57     const SKP_int                   LPC_order           /* I    LPC order                               */\r
58 )\r
59 {\r
60     SKP_int   i;\r
61     SKP_int   NLSF_fix[  MAX_LPC_ORDER ];\r
62     SKP_int16 a_fix_Q12[ MAX_LPC_ORDER ];\r
63 \r
64     for( i = 0; i < LPC_order; i++ ) {\r
65         NLSF_fix[ i ] = ( SKP_int )SKP_CHECK_FIT16( SKP_float2int( pNLSF[ i ] * 32768.0f ) );\r
66     }\r
67 \r
68     SKP_Silk_NLSF2A_stable( a_fix_Q12, NLSF_fix, LPC_order );\r
69 \r
70     for( i = 0; i < LPC_order; i++ ) {\r
71         pAR[ i ] = ( SKP_float )a_fix_Q12[ i ] / 4096.0f;\r
72     }\r
73 }\r
74 \r
75 \r
76 /* LSF stabilizer, for a single input data vector */\r
77 void SKP_Silk_NLSF_stabilize_FLP(\r
78           SKP_float                 *pNLSF,             /* I/O  (Un)stable NLSF vector [ LPC_order ]    */\r
79     const SKP_int                   *pNDelta_min_Q15,   /* I    Normalized delta min vector[LPC_order+1]*/\r
80     const SKP_int                   LPC_order           /* I    LPC order                               */\r
81 )\r
82 {\r
83     SKP_int   i;\r
84     SKP_int   NLSF_Q15[ MAX_LPC_ORDER ], ndelta_min_Q15[ MAX_LPC_ORDER + 1 ];\r
85 \r
86     for( i = 0; i < LPC_order; i++ ) {\r
87         NLSF_Q15[       i ] = ( SKP_int )SKP_float2int( pNLSF[ i ] * 32768.0f );\r
88         ndelta_min_Q15[ i ] = ( SKP_int )SKP_float2int( pNDelta_min_Q15[ i ] );\r
89     }\r
90     ndelta_min_Q15[ LPC_order ] = ( SKP_int )SKP_float2int( pNDelta_min_Q15[ LPC_order ] );\r
91 \r
92     /* NLSF stabilizer, for a single input data vector */\r
93     SKP_Silk_NLSF_stabilize( NLSF_Q15, ndelta_min_Q15, LPC_order );\r
94 \r
95     for( i = 0; i < LPC_order; i++ ) {\r
96         pNLSF[ i ] = ( SKP_float )NLSF_Q15[ i ] * ( 1.0f / 32768.0f );\r
97     }\r
98 }\r
99 \r
100 /* Interpolation function with fixed point rounding */\r
101 void SKP_Silk_interpolate_wrapper_FLP(\r
102           SKP_float                 xi[],               /* O    Interpolated vector                     */\r
103     const SKP_float                 x0[],               /* I    First vector                            */\r
104     const SKP_float                 x1[],               /* I    Second vector                           */\r
105     const SKP_float                 ifact,              /* I    Interp. factor, weight on second vector */\r
106     const SKP_int                   d                   /* I    Number of parameters                    */\r
107 )\r
108 {\r
109     SKP_int x0_int[ MAX_LPC_ORDER ], x1_int[ MAX_LPC_ORDER ], xi_int[ MAX_LPC_ORDER ];\r
110     SKP_int ifact_Q2 = ( SKP_int )( ifact * 4.0f );\r
111     SKP_int i;\r
112 \r
113     /* Convert input from flp to fix */\r
114     for( i = 0; i < d; i++ ) {\r
115         x0_int[ i ] = SKP_float2int( x0[ i ] * 32768.0f );\r
116         x1_int[ i ] = SKP_float2int( x1[ i ] * 32768.0f );\r
117     }\r
118 \r
119     /* Interpolate two vectors */\r
120     SKP_Silk_interpolate( xi_int, x0_int, x1_int, ifact_Q2, d );\r
121     \r
122     /* Convert output from fix to flp */\r
123     for( i = 0; i < d; i++ ) {\r
124         xi[ i ] = ( SKP_float )xi_int[ i ] * ( 1.0f / 32768.0f );\r
125     }\r
126 }\r
127 \r
128 /****************************************/\r
129 /* Floating-point Silk VAD wrapper      */\r
130 /****************************************/\r
131 SKP_int SKP_Silk_VAD_FLP(\r
132     SKP_Silk_encoder_state_FLP      *psEnc,             /* I/O  Encoder state FLP                       */\r
133     SKP_Silk_encoder_control_FLP    *psEncCtrl,         /* I/O  Encoder control FLP                     */\r
134     const SKP_int16                 *pIn                /* I    Input signal                            */\r
135 )\r
136 {\r
137     SKP_int i, ret, SA_Q8, SNR_dB_Q7, Tilt_Q15;\r
138     SKP_int Quality_Bands_Q15[ VAD_N_BANDS ];\r
139 \r
140     ret = SKP_Silk_VAD_GetSA_Q8( &psEnc->sCmn.sVAD, &SA_Q8, &SNR_dB_Q7, Quality_Bands_Q15, &Tilt_Q15,\r
141         pIn, psEnc->sCmn.frame_length, psEnc->sCmn.fs_kHz );\r
142 \r
143     psEnc->speech_activity = ( SKP_float )SA_Q8 / 256.0f;\r
144     for( i = 0; i < VAD_N_BANDS; i++ ) {\r
145         psEncCtrl->input_quality_bands[ i ] = ( SKP_float )Quality_Bands_Q15[ i ] / 32768.0f;\r
146     }\r
147     psEncCtrl->input_tilt = ( SKP_float )Tilt_Q15 / 32768.0f;\r
148 \r
149     return ret;\r
150 }\r
151 \r
152 /****************************************/\r
153 /* Floating-point Silk NSQ wrapper      */\r
154 /****************************************/\r
155 void SKP_Silk_NSQ_wrapper_FLP(\r
156     SKP_Silk_encoder_state_FLP      *psEnc,         /* I/O  Encoder state FLP                           */\r
157     SKP_Silk_encoder_control_FLP    *psEncCtrl,     /* I/O  Encoder control FLP                         */\r
158     SideInfoIndices                 *psIndices,     /* I/O  Quantization indices                        */\r
159     SKP_Silk_nsq_state              *psNSQ,         /* I/O  Noise Shaping Quantzation state             */\r
160           SKP_int8                  pulses[],       /* O    Quantized pulse signal                      */\r
161     const SKP_float                 x[]             /* I    Prefiltered input signal                    */\r
162 )\r
163 {\r
164     SKP_int     i, j;\r
165     SKP_int16   x_16[ MAX_FRAME_LENGTH ];\r
166     SKP_int32   Gains_Q16[ MAX_NB_SUBFR ];\r
167     SKP_DWORD_ALIGN SKP_int16 PredCoef_Q12[ 2 ][ MAX_LPC_ORDER ];\r
168     SKP_int16   LTPCoef_Q14[ LTP_ORDER * MAX_NB_SUBFR ];\r
169     SKP_int     LTP_scale_Q14;\r
170 \r
171     /* Noise shaping parameters */\r
172     SKP_int16   AR2_Q13[ MAX_NB_SUBFR * MAX_SHAPE_LPC_ORDER ];\r
173     SKP_int32   LF_shp_Q14[ MAX_NB_SUBFR ];         /* Packs two int16 coefficients per int32 value             */\r
174     SKP_int     Lambda_Q10;\r
175     SKP_int     Tilt_Q14[ MAX_NB_SUBFR ];\r
176     SKP_int     HarmShapeGain_Q14[ MAX_NB_SUBFR ];\r
177 \r
178     /* Convert control struct to fix control struct */\r
179     /* Noise shape parameters */\r
180     for( i = 0; i < psEnc->sCmn.nb_subfr; i++ ) {\r
181         for( j = 0; j < psEnc->sCmn.shapingLPCOrder; j++ ) {\r
182             AR2_Q13[ i * MAX_SHAPE_LPC_ORDER + j ] = SKP_float2int( psEncCtrl->AR2[ i * MAX_SHAPE_LPC_ORDER + j ] * 8192.0f );\r
183         }\r
184     }\r
185 \r
186     for( i = 0; i < psEnc->sCmn.nb_subfr; i++ ) {\r
187         LF_shp_Q14[ i ] =   SKP_LSHIFT32( SKP_float2int( psEncCtrl->LF_AR_shp[ i ]     * 16384.0f ), 16 ) |\r
188                               (SKP_uint16)SKP_float2int( psEncCtrl->LF_MA_shp[ i ]     * 16384.0f );\r
189         Tilt_Q14[ i ]   =        (SKP_int)SKP_float2int( psEncCtrl->Tilt[ i ]          * 16384.0f );\r
190         HarmShapeGain_Q14[ i ] = (SKP_int)SKP_float2int( psEncCtrl->HarmShapeGain[ i ] * 16384.0f );    \r
191     }\r
192     Lambda_Q10 = ( SKP_int )SKP_float2int( psEncCtrl->Lambda * 1024.0f );\r
193 \r
194     /* prediction and coding parameters */\r
195     for( i = 0; i < psEnc->sCmn.nb_subfr * LTP_ORDER; i++ ) {\r
196         LTPCoef_Q14[ i ] = ( SKP_int16 )SKP_float2int( psEncCtrl->LTPCoef[ i ] * 16384.0f );\r
197     }\r
198 \r
199     for( j = 0; j < 2; j++ ) {\r
200         for( i = 0; i < psEnc->sCmn.predictLPCOrder; i++ ) {\r
201             PredCoef_Q12[ j ][ i ] = ( SKP_int16 )SKP_float2int( psEncCtrl->PredCoef[ j ][ i ] * 4096.0f );\r
202         }\r
203     }\r
204 \r
205     for( i = 0; i < psEnc->sCmn.nb_subfr; i++ ) {\r
206         Gains_Q16[ i ] = SKP_float2int( psEncCtrl->Gains[ i ] * 65536.0f );\r
207         SKP_assert( Gains_Q16[ i ] > 0 );\r
208     }\r
209 \r
210     if( psIndices->signalType == TYPE_VOICED ) {\r
211         LTP_scale_Q14 = SKP_Silk_LTPScales_table_Q14[ psIndices->LTP_scaleIndex ];\r
212     } else {\r
213         LTP_scale_Q14 = 0;\r
214     }\r
215 \r
216     /* Convert input to fix */\r
217     SKP_float2short_array( x_16, x, psEnc->sCmn.frame_length );\r
218 \r
219     /* Call NSQ */\r
220     if( psEnc->sCmn.nStatesDelayedDecision > 1 || psEnc->sCmn.warping_Q16 > 0 ) {\r
221         SKP_Silk_NSQ_del_dec( &psEnc->sCmn, psNSQ, psIndices, x_16, pulses, PredCoef_Q12[ 0 ], LTPCoef_Q14, \r
222             AR2_Q13, HarmShapeGain_Q14, Tilt_Q14, LF_shp_Q14, Gains_Q16, psEncCtrl->pitchL, Lambda_Q10, LTP_scale_Q14 );\r
223     } else {\r
224         SKP_Silk_NSQ( &psEnc->sCmn, psNSQ, psIndices, x_16, pulses, PredCoef_Q12[ 0 ], LTPCoef_Q14, \r
225             AR2_Q13, HarmShapeGain_Q14, Tilt_Q14, LF_shp_Q14, Gains_Q16, psEncCtrl->pitchL, Lambda_Q10, LTP_scale_Q14 );\r
226     }\r
227 }\r
228 \r
229 /***********************************************/\r
230 /* Floating-point Silk LTP quantiation wrapper */\r
231 /***********************************************/\r
232 void SKP_Silk_quant_LTP_gains_FLP(\r
233           SKP_float B[ MAX_NB_SUBFR * LTP_ORDER ],              /* I/O  (Un-)quantized LTP gains                */\r
234           SKP_int8  cbk_index[ MAX_NB_SUBFR ],                  /* O    Codebook index                          */\r
235           SKP_int8  *periodicity_index,                         /* O    Periodicity index                       */\r
236     const SKP_float W[ MAX_NB_SUBFR * LTP_ORDER * LTP_ORDER ],  /* I    Error weights                           */\r
237     const SKP_int   mu_Q10,                                     /* I    Mu value (R/D tradeoff)                 */\r
238     const SKP_int   lowComplexity,                              /* I    Flag for low complexity                 */\r
239     const SKP_int   nb_subfr                                    /* I    number of subframes                     */\r
240 )\r
241 {\r
242     SKP_int   i;\r
243     SKP_int16 B_Q14[ MAX_NB_SUBFR * LTP_ORDER ];\r
244     SKP_int32 W_Q18[ MAX_NB_SUBFR*LTP_ORDER*LTP_ORDER ];\r
245 \r
246     for( i = 0; i < nb_subfr * LTP_ORDER; i++ ) {\r
247         B_Q14[ i ] = (SKP_int16)SKP_float2int( B[ i ] * 16384.0f );\r
248     }\r
249     for( i = 0; i < nb_subfr * LTP_ORDER * LTP_ORDER; i++ ) {\r
250         W_Q18[ i ] = (SKP_int32)SKP_float2int( W[ i ] * 262144.0f );\r
251     }\r
252 \r
253     SKP_Silk_quant_LTP_gains( B_Q14, cbk_index, periodicity_index, W_Q18, mu_Q10, lowComplexity, nb_subfr );\r
254 \r
255     for( i = 0; i < nb_subfr * LTP_ORDER; i++ ) {\r
256         B[ i ] = ( (SKP_float)B_Q14[ i ] ) / 16384.0f;\r
257     }\r
258 }\r