Removed all hard-coded modes
[opus.git] / libcelt / modes.c
index bb74cef..ca75b75 100644 (file)
    SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
 */
 
+#include "celt.h"
 #include "modes.h"
-
-#define NBANDS 18
-#define PBANDS 8
-#define PITCH_END 74
-
-#define NBANDS128 15
-#define PBANDS128 8
-#define PITCH_END128 45
-
-static const float means[15] = {
-   14.8621, 12.6918, 10.2978, 9.5862, 10.3784, 
-   10.4555, 9.1594, 9.0280, 8.3291, 8.3410,
-   8.5737, 8.5614, 9.0107, 7.6809, 7.0665};
-
-static const float means18[18] = {
-   9.9067, 8.4524, 6.8577, 6.3804, 6.1786, 5.9815,
-   6.2068, 6.1076, 5.7711, 5.7734, 5.7935, 5.3981,
-   5.1992, 5.7214, 5.9656, 5.7548, 5.0802, 4.2626};
-
-static const int decay[15] = {
-   14800, 13800, 12600, 12000, 11000, 10000, 9800, 8400, 8000, 7500, 7000, 7000, 7000, 6000, 6000
-};
-
-static const int decay18[18] = {
-   14800, 13800, 12600, 12000, 11000, 11000, 10000, 10000, 9800, 8400, 8400, 8000, 7500, 7000, 7000, 7000, 6000, 6000
-};
-
-const int qbank0[NBANDS   +2] = {0,  4,  8, 12, 16, 20, 24, 28, 32, 38, 44, 52, 62, 74, 90,112,142,182, 232,256};
-const int pbank0[PBANDS   +2] = {0,  4,  8, 12, 16,     24,         38,         62, PITCH_END, 256};
-//const int pbank0[PBANDS   +2] = {0, 4, 8, 12, 19, PITCH_END, 128};
-const int qpulses0[NBANDS   ] = {7,  6,  6,  5,  5,  5,  5,  4,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  -3,  -2,  0,  0};
-//const int qpulses0[NBANDS   ] = {7, 5, 5, 5, 4,  4,  3,  3,  3,  3,  4,  3,  3, -2,  0,  0,  0,  0};
-
-
-const int qbank1[NBANDS128+2] = {0, 2, 4, 6, 8, 12, 16, 20, 24, 28, 36, 44, 52, 68, 84, 116, 128};
-
-const int qpulses1[NBANDS128] = {7, 5, 5, 5, 4,  5,  4,  5,  5,  4,  2, 0, 0, 0,  0};
-const int qpulses2[NBANDS] = {28,25,23,20,18,15, 13, 11, 10,  8,8, 7, 7, -6,  -5, -4, -1, -1};
-//const int qpulses2[NBANDS128] = {28,24,20,16,24,20, 18, 12, 10,  10,-7, -4, 1, 1,  1, 1, 1, 1};
-const int qpulses2s[NBANDS128] ={38,30,24,20,24,20, 18, 16, 14, 20,-20,-14, -8, -8,  -5};
-
-const int qpulses4s[NBANDS] ={38,31,25,21,18,16, 14, 12, 14, 12,14,15, 14, 15, 16, 12, 10, 6};
-
-//const int qpulses4s[NBANDS128] ={38,35,30,27,24,22, 21, 20, 22, 20,20,20, 20, 20, 14, 12, 12, 12};
-
-const int pbank1[PBANDS128+2] = {0, 2, 4, 6, 8, 12, 20, 28, PITCH_END128, 128};
-//const int pbank1[PBANDS128+2] = {0, 4, 8, 12, 20, PITCH_END128, 128};
-
-#define NALLOCS 7
-int bitalloc0[NBANDS*NALLOCS] = 
-   { 5,  4,  4,  4,  3,  3,  2,  2,  2,  2,  1,  1,  1,  1,  0,  0,  0,  0,
-     8,  7,  7,  6,  6,  6,  5,  4,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,
-    10,  9,  9,  8,  8,  8,  8,  8,  8,  8,  9, 10, 11, 12, 17, 15,  6,  7,
-    16, 15, 14, 14, 14, 13, 13, 13, 13, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 18, 11, 12,
-    26, 25, 24, 22, 20, 18, 19, 19, 25, 22, 25, 30, 30, 35, 35, 35, 35, 25,
-    32, 30, 28, 27, 25, 24, 23, 21, 29, 27, 35, 40, 42, 50, 59, 54, 51, 36,
-    42, 40, 38, 37, 35, 34, 33, 31, 39, 37, 45, 50, 52, 60, 60, 60, 60, 46,
-};
-
-
-#define NBANDS256 15
-#define PBANDS256 8
-#define PITCH_END256 88
-const int qbank3[NBANDS256+2] = {0, 4, 8, 12, 16, 24, 32, 40, 48, 56, 72, 88, 104, 136, 168, 232, 256};
-//const int pbank3[PBANDS256+2] = {0, 8, 16, 24, 40, PITCH_END256, 256};
-const int pbank3[PBANDS256+2] = {0, 4, 8, 12, 16, 24, 40, 56, PITCH_END256, 256};
-
-static const CELTMode mono_mode = {
-   128,         /**< overlap */
-   256,         /**< mdctSize */
-   1,           /**< nbMdctBlocks */
-   1,           /**< channels */
-   
-   NBANDS,      /**< nbEBands */
-   PBANDS,      /**< nbPBands */
-   PITCH_END,   /**< pitchEnd */
-   
-   qbank0,      /**< eBands */
-   pbank0,      /**< pBands*/
-   qpulses0,    /**< nbPulses */
-   
-   0.8,         /**< ePredCoef */
-   means18,     /**< eMeans */
-   decay18,     /**< eDecay */
-   
-   NALLOCS,     /**< nbAllocVectors */
-   bitalloc0,   /**< allocVectors */
-};
-
-
-/* Stereo mode around 120 kbps */
-static const CELTMode stereo_mode = {
-   128,         /**< overlap */
-   256,         /**< mdctSize */
-   1,           /**< nbMdctBlocks */
-   2,           /**< channels */
-   
-   NBANDS,      /**< nbEBands */
-   PBANDS,      /**< nbPBands */
-   PITCH_END,   /**< pitchEnd */
-   
-   qbank0,      /**< eBands */
-   pbank0,      /**< pBands*/
-   qpulses4s,   /**< nbPulses */
-   
-   0.8,         /**< ePredCoef */
-   means18,     /**< eMeans */
-   decay18,     /**< eDecay */
-   
-   NALLOCS,     /**< nbAllocVectors */
-   bitalloc0,   /**< allocVectors */
-};
-
-const CELTMode const *celt_mono = &mono_mode;
-const CELTMode const *celt_stereo = &stereo_mode;
-
-
-#define NBANDS51 17
-#define PBANDS51 8
-#define PITCH_END51 64
-const int qbank51[NBANDS51 +2] = {0,  4,  8, 12, 16, 20, 24, 28, 32, 38, 44, 52, 64, 78, 96,122,156,204, 256};
-const int qbank51b[NBANDS +2] = {0,  3,  6, 9, 12, 16, 20, 24, 28, 32, 38, 44, 52, 64, 78, 96,122,156,204, 256};
-
-const int pbank51[PBANDS51 +2] = {0,  4,  8, 12, 16,     24,     32,     44,     PITCH_END51, 256};
-const int pbank51b[PBANDS +2] = {0,  3,  6, 9, 12,     20,     38,     52,     PITCH_END51, 256};
-#define NALLOCS51 10
-int bitalloc51[NBANDS51*NALLOCS51] = 
-   { 6,   5,  3,  2,  1,  1,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
-     7,   6,  5,  4,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
-     8,   7,  6,  5,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  0,  0,  0,  0,  0,
-     9,   8,  7,  7,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  0,  0,  0,
-     10,  9,  8,  8,  7,  7,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  0,  0,
-     10,  9,  9,  8,  8,  8,  8,  8,  8,  8,  9, 10, 11, 10, 10,  5,  5,
-     16, 15, 14, 14, 14, 13, 13, 13, 13, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 18, 11,
-     26, 25, 24, 22, 20, 18, 19, 19, 25, 22, 25, 30, 30, 35, 35, 35, 35,
-     32, 30, 28, 27, 25, 24, 23, 21, 29, 27, 35, 40, 42, 50, 59, 54, 51,
-     42, 40, 38, 37, 35, 34, 33, 31, 39, 37, 45, 50, 52, 60, 60, 60, 60,
-   };
-
-static const CELTMode ld51 = {
-   128,         /**< overlap */
-   256,         /**< mdctSize */
-   1,           /**< nbMdctBlocks */
-   1,           /**< channels */
-   
-   NBANDS51,    /**< nbEBands */
-   PBANDS51,    /**< nbPBands */
-   PITCH_END51, /**< pitchEnd */
-   
-   qbank51,     /**< eBands */
-   pbank51,     /**< pBands*/
-   0,           /**< nbPulses */
-   
-   0.8,         /**< ePredCoef */
-   means18,     /**< eMeans */
-   decay18,     /**< eDecay */
-   
-   NALLOCS51,   /**< nbAllocVectors */
-   bitalloc51,  /**< allocVectors */
-};
-const CELTMode const *celt_ld51 = &ld51;
+#include "os_support.h"
 
 int celt_mode_info(const CELTMode *mode, int request, celt_int32_t *value)
 {
@@ -211,3 +52,174 @@ int celt_mode_info(const CELTMode *mode, int request, celt_int32_t *value)
    return CELT_OK;
 }
 
+#define PBANDS 8
+#define MIN_BINS 4
+#define BARK_BANDS 25
+const celt_int16_t bark_freq[BARK_BANDS+1] = {
+      0,   101,   200,   301,   405,
+    516,   635,   766,   912,  1077,
+   1263,  1476,  1720,  2003,  2333,
+   2721,  3184,  3742,  4428,  5285,
+   6376,  7791,  9662, 12181, 15624,
+   20397};
+   
+const celt_int16_t pitch_freq[PBANDS+1] ={0, 345, 689, 1034, 1378, 2067, 3273, 5340, 6374};
+
+#define BITALLOC_SIZE 10
+int band_allocation[BARK_BANDS*BITALLOC_SIZE] = 
+   {  2,  2,  1,  1,  2,  2,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
+      2,  2,  2,  1,  2,  2,  2,  2,  2,  1,  2,  2,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
+      2,  2,  2,  2,  3,  2,  2,  2,  2,  2,  3,  2,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  0,  0,  0,  0,  0,
+      3,  2,  2,  2,  3,  3,  2,  3,  2,  2,  4,  3,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  0,  0,  0,
+      3,  3,  2,  2,  3,  3,  3,  3,  3,  2,  4,  4,  7,  7,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  0,  0,
+      3,  3,  2,  2,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  4,  4,  8,  8,  8,  8,  8,  8,  9, 10, 11, 10, 10,  5,  5,
+      4,  4,  4,  4,  5,  5,  5,  5,  5,  4,  7,  7, 14, 13, 13, 13, 13, 13, 15, 16, 17, 18, 20, 18, 11,
+      7,  7,  6,  6,  9,  8,  8,  8,  8,  8, 11, 11, 20, 18, 19, 19, 25, 22, 25, 30, 30, 35, 35, 35, 35,
+      8,  8,  8,  8, 10, 10, 10, 10,  9,  9, 19, 18, 25, 24, 23, 21, 29, 27, 35, 40, 42, 50, 59, 54, 51,
+     11, 11, 10, 10, 14, 13, 13, 13, 13, 12, 19, 18, 35, 34, 33, 31, 39, 37, 45, 50, 52, 60, 60, 60, 60,
+   };
+
+
+static int *compute_ebands(int Fs, int frame_size, int *nbEBands)
+{
+   int *eBands;
+   int i, res, min_width, lin, low, high;
+   res = (Fs+frame_size)/(2*frame_size);
+   min_width = MIN_BINS*res;
+   //printf ("min_width = %d\n", min_width);
+
+   /* Find where the linear part ends (i.e. where the spacing is more than min_width */
+   for (lin=0;lin<BARK_BANDS;lin++)
+      if (bark_freq[lin+1]-bark_freq[lin] >= min_width)
+         break;
+   
+   //printf ("lin = %d (%d Hz)\n", lin, bark_freq[lin]);
+   low = ((bark_freq[lin]/res)+(MIN_BINS-1))/MIN_BINS;
+   high = BARK_BANDS-lin;
+   *nbEBands = low+high;
+   eBands = celt_alloc(sizeof(int)*(*nbEBands+2));
+   
+   /* Linear spacing (min_width) */
+   for (i=0;i<low;i++)
+      eBands[i] = MIN_BINS*i;
+   /* Spacing follows critical bands */
+   for (i=0;i<high;i++)
+      eBands[i+low] = (bark_freq[lin+i]+res/2)/res;
+   /* Enforce the minimum spacing at the boundary */
+   for (i=0;i<*nbEBands;i++)
+      if (eBands[i] < MIN_BINS*i)
+         eBands[i] = MIN_BINS*i;
+   eBands[*nbEBands] = (bark_freq[BARK_BANDS]+res/2)/res;
+   eBands[*nbEBands+1] = frame_size;
+   if (eBands[*nbEBands] > eBands[*nbEBands+1])
+      eBands[*nbEBands] = eBands[*nbEBands+1];
+   
+   /* FIXME: Remove last band if too small */
+   /*for (i=0;i<*nbEBands+2;i++)
+      printf("%d ", eBands[i]);
+   printf ("\n");*/
+   return eBands;
+}
+
+static void compute_pbands(CELTMode *mode, int res)
+{
+   int i;
+   int *pBands;
+   pBands=celt_alloc(sizeof(int)*(PBANDS+2));
+   mode->nbPBands = PBANDS;
+   for (i=0;i<PBANDS+1;i++)
+   {
+      pBands[i] = (pitch_freq[i]+res/2)/res;
+      if (pBands[i] < mode->eBands[i])
+         pBands[i] = mode->eBands[i];
+   }
+   pBands[PBANDS+1] = mode->eBands[mode->nbEBands+1];
+   for (i=1;i<mode->nbPBands+1;i++)
+   {
+      int j;
+      for (j=0;j<mode->nbEBands;j++)
+         if (mode->eBands[j] <= pBands[i] && mode->eBands[j+1] > pBands[i])
+            break;
+      //printf ("%d %d\n", i, j);
+      if (mode->eBands[j] != pBands[i])
+      {
+         if (pBands[i]-mode->eBands[j] < mode->eBands[j+1]-pBands[i] && 
+             mode->eBands[j] != pBands[i-1])
+            pBands[i] = mode->eBands[j];
+         else
+            pBands[i] = mode->eBands[j+1];
+      }
+   }
+   /*for (i=0;i<mode->nbPBands+2;i++)
+      printf("%d ", pBands[i]);
+   printf ("\n");*/
+   mode->pBands = pBands;
+   mode->pitchEnd = pBands[PBANDS];
+}
+
+static void compute_allocation_table(CELTMode *mode, int res)
+{
+   int i, j, eband;
+   int *allocVectors;
+   
+   mode->nbAllocVectors = BITALLOC_SIZE;
+   allocVectors = celt_alloc(sizeof(int)*(BITALLOC_SIZE*mode->nbEBands));
+   for (i=0;i<BITALLOC_SIZE;i++)
+   {
+      eband = 0;
+      for (j=0;j<BARK_BANDS;j++)
+      {
+         int edge, low;
+         edge = mode->eBands[eband+1]*res;
+         if (edge < bark_freq[j+1])
+         {
+            int num, den;
+            num = band_allocation[i*BARK_BANDS+j] * (edge-bark_freq[j]);
+            den = bark_freq[j+1]-bark_freq[j];
+            //low = band_allocation[i*BARK_BANDS+j] * (edge-bark_freq[j])/(bark_freq[j+1]-bark_freq[j]);
+            low = (num+den/2)/den;
+            allocVectors[i*mode->nbEBands+eband] += low;
+            eband++;
+            allocVectors[i*mode->nbEBands+eband] += band_allocation[i*BARK_BANDS+j]-low;
+         } else {
+            allocVectors[i*mode->nbEBands+eband] += band_allocation[i*BARK_BANDS+j];
+         }
+      }
+   }
+   /*for (i=0;i<BITALLOC_SIZE;i++)
+   {
+      for (j=0;j<mode->nbEBands;j++)
+         printf ("%2d ", allocVectors[i*mode->nbEBands+j]);
+      printf ("\n");
+   }*/
+   mode->allocVectors = allocVectors;
+}
+
+CELTMode *celt_mode_create(int Fs, int channels, int frame_size, int overlap)
+{
+   int res;
+   CELTMode *mode;
+   
+   res = (Fs+frame_size)/(2*frame_size);
+   
+   mode = celt_alloc(sizeof(CELTMode));
+   mode->overlap = overlap;
+   mode->mdctSize = frame_size;
+   mode->nbMdctBlocks = 1;
+   mode->nbChannels = channels;
+   mode->eBands = compute_ebands(Fs, frame_size, &mode->nbEBands);
+   compute_pbands(mode, res);
+   mode->ePredCoef = .8;
+   
+   compute_allocation_table(mode, res);
+   
+   //printf ("%d bands\n", mode->nbEBands);
+   return mode;
+}
+
+void celt_mode_destroy(CELTMode *mode)
+{
+   celt_free((int*)mode->eBands);
+   celt_free((int*)mode->pBands);
+   celt_free((int*)mode->allocVectors);
+}