83ac58cd02d4dd57c1b70f9242960ea70759d439
[opus.git] / src_FLP / SKP_Silk_wrappers_FLP.c
1 /***********************************************************************\r
2 Copyright (c) 2006-2010, 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     const SKP_float                 x[],            /* I    Prefiltered input signal                    */\r
159           SKP_int8                  q[],            /* O    Quantized pulse signal                      */\r
160     const SKP_int                   useLBRR         /* I    LBRR flag                                   */\r
161 )\r
162 {\r
163     SKP_int     i, j;\r
164     SKP_float   tmp_float;\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     /* Testing */\r
173     SKP_int16   AR2_Q13[ MAX_NB_SUBFR * MAX_SHAPE_LPC_ORDER ];\r
174     SKP_int32   LF_shp_Q14[ MAX_NB_SUBFR ];         /* Packs two int16 coefficients per int32 value             */\r
175     SKP_int     Lambda_Q10;\r
176     SKP_int     Tilt_Q14[ MAX_NB_SUBFR ];\r
177     SKP_int     HarmShapeGain_Q14[ MAX_NB_SUBFR ];\r
178 \r
179     /* Convert control struct to fix control struct */\r
180     /* Noise shape parameters */\r
181     for( i = 0; i < psEnc->sCmn.nb_subfr; i++ ) {\r
182         for( j = 0; j < psEnc->sCmn.shapingLPCOrder; j++ ) {\r
183             AR2_Q13[ i * MAX_SHAPE_LPC_ORDER + j ] = SKP_float2int( psEncCtrl->AR2[ i * MAX_SHAPE_LPC_ORDER + j ] * 8192.0f );\r
184         }\r
185     }\r
186 \r
187     for( i = 0; i < psEnc->sCmn.nb_subfr; i++ ) {\r
188         LF_shp_Q14[ i ] =   SKP_LSHIFT32( SKP_float2int( psEncCtrl->LF_AR_shp[ i ]     * 16384.0f ), 16 ) |\r
189                               (SKP_uint16)SKP_float2int( psEncCtrl->LF_MA_shp[ i ]     * 16384.0f );\r
190         Tilt_Q14[ i ]   =        (SKP_int)SKP_float2int( psEncCtrl->Tilt[ i ]          * 16384.0f );\r
191         HarmShapeGain_Q14[ i ] = (SKP_int)SKP_float2int( psEncCtrl->HarmShapeGain[ i ] * 16384.0f );    \r
192     }\r
193     Lambda_Q10 = ( SKP_int )SKP_float2int( psEncCtrl->Lambda * 1024.0f );\r
194 \r
195     /* prediction and coding parameters */\r
196     for( i = 0; i < psEnc->sCmn.nb_subfr * LTP_ORDER; i++ ) {\r
197         LTPCoef_Q14[ i ] = ( SKP_int16 )SKP_float2int( psEncCtrl->LTPCoef[ i ] * 16384.0f );\r
198     }\r
199 \r
200     for( j = 0; j < 2; j++ ) {\r
201         for( i = 0; i < psEnc->sCmn.predictLPCOrder; i++ ) {\r
202             PredCoef_Q12[ j ][ i ] = ( SKP_int16 )SKP_float2int( psEncCtrl->PredCoef[ j ][ i ] * 4096.0f );\r
203         }\r
204     }\r
205 \r
206     for( i = 0; i < psEnc->sCmn.nb_subfr; i++ ) {\r
207         tmp_float = SKP_LIMIT( ( psEncCtrl->Gains[ i ] * 65536.0f ), 2147483000.0f, -2147483000.0f );\r
208         Gains_Q16[ i ] = SKP_float2int( tmp_float );\r
209         if( psEncCtrl->Gains[ i ] > 0.0f ) {\r
210             SKP_assert( tmp_float >= 0.0f );\r
211             SKP_assert( Gains_Q16[ i ] >= 0 );\r
212         }\r
213     }\r
214 \r
215     if( psEncCtrl->sCmn.signalType == TYPE_VOICED ) {\r
216         LTP_scale_Q14 = SKP_Silk_LTPScales_table_Q14[ psEncCtrl->sCmn.LTP_scaleIndex ];\r
217     } else {\r
218         LTP_scale_Q14 = 0;\r
219     }\r
220 \r
221     /* Convert input to fix */\r
222     SKP_float2short_array( x_16, x, psEnc->sCmn.frame_length );\r
223 \r
224     /* Call NSQ */\r
225     if( useLBRR ) {\r
226         if( psEnc->sCmn.nStatesDelayedDecision > 1 || psEnc->sCmn.warping_Q16 > 0 ) {\r
227             SKP_Silk_NSQ_del_dec( &psEnc->sCmn, &psEncCtrl->sCmn, &psEnc->sNSQ_LBRR, \r
228                 x_16, q, psEncCtrl->sCmn.NLSFInterpCoef_Q2, PredCoef_Q12[ 0 ], LTPCoef_Q14, AR2_Q13, \r
229                 HarmShapeGain_Q14, Tilt_Q14, LF_shp_Q14, Gains_Q16, Lambda_Q10, LTP_scale_Q14 );\r
230         } else {\r
231             SKP_Silk_NSQ( &psEnc->sCmn, &psEncCtrl->sCmn, &psEnc->sNSQ_LBRR, \r
232                 x_16, q, psEncCtrl->sCmn.NLSFInterpCoef_Q2, PredCoef_Q12[ 0 ], LTPCoef_Q14, AR2_Q13, \r
233                 HarmShapeGain_Q14, Tilt_Q14, LF_shp_Q14, Gains_Q16, Lambda_Q10, LTP_scale_Q14 );\r
234         }\r
235     } else {\r
236         if( psEnc->sCmn.nStatesDelayedDecision > 1 || psEnc->sCmn.warping_Q16 > 0 ) {\r
237             SKP_Silk_NSQ_del_dec( &psEnc->sCmn, &psEncCtrl->sCmn, &psEnc->sNSQ, \r
238                 x_16, q, psEncCtrl->sCmn.NLSFInterpCoef_Q2, PredCoef_Q12[ 0 ], LTPCoef_Q14, AR2_Q13, \r
239                 HarmShapeGain_Q14, Tilt_Q14, LF_shp_Q14, Gains_Q16, Lambda_Q10, LTP_scale_Q14 );\r
240         } else {\r
241             SKP_Silk_NSQ( &psEnc->sCmn, &psEncCtrl->sCmn, &psEnc->sNSQ, \r
242                 x_16, q, psEncCtrl->sCmn.NLSFInterpCoef_Q2, PredCoef_Q12[ 0 ], LTPCoef_Q14, AR2_Q13, \r
243                 HarmShapeGain_Q14, Tilt_Q14, LF_shp_Q14, Gains_Q16, Lambda_Q10, LTP_scale_Q14 );\r
244         }\r
245     }\r
246 }\r
247 \r
248 /***********************************************/\r
249 /* Floating-point Silk LTP quantiation wrapper */\r
250 /***********************************************/\r
251 void SKP_Silk_quant_LTP_gains_FLP(\r
252           SKP_float B[ MAX_NB_SUBFR * LTP_ORDER ],              /* I/O  (Un-)quantized LTP gains                */\r
253           SKP_int   cbk_index[ MAX_NB_SUBFR ],                  /* O    Codebook index                          */\r
254           SKP_int   *periodicity_index,                         /* O    Periodicity index                       */\r
255     const SKP_float W[ MAX_NB_SUBFR * LTP_ORDER * LTP_ORDER ],  /* I    Error weights                           */\r
256     const SKP_int   mu_Q10,                                     /* I    Mu value (R/D tradeoff)     */\r
257     const SKP_int   lowComplexity,                              /* I    Flag for low complexity                 */\r
258     const SKP_int   nb_subfr                                    /* I    number of subframes                     */\r
259 )\r
260 {\r
261     SKP_int   i;\r
262     SKP_int16 B_Q14[ MAX_NB_SUBFR * LTP_ORDER ];\r
263     SKP_int32 W_Q18[ MAX_NB_SUBFR*LTP_ORDER*LTP_ORDER ];\r
264 \r
265     for( i = 0; i < nb_subfr * LTP_ORDER; i++ ) {\r
266         B_Q14[ i ] = (SKP_int16)SKP_float2int( B[ i ] * 16384.0f );\r
267     }\r
268     for( i = 0; i < nb_subfr * LTP_ORDER * LTP_ORDER; i++ ) {\r
269         W_Q18[ i ] = (SKP_int32)SKP_float2int( W[ i ] * 262144.0f );\r
270     }\r
271 \r
272     SKP_Silk_quant_LTP_gains( B_Q14, cbk_index, periodicity_index, W_Q18, mu_Q10, lowComplexity, nb_subfr );\r
273 \r
274     for( i = 0; i < nb_subfr * LTP_ORDER; i++ ) {\r
275         B[ i ] = ( (SKP_float)B_Q14[ i ] ) / 16384.0f;\r
276     }\r
277 }\r