Removed all hard-coded modes
[opus.git] / libcelt / modes.c
index d38e912..ca75b75 100644 (file)
    SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
 */
 
+#include "celt.h"
 #include "modes.h"
+#include "os_support.h"
+
+int celt_mode_info(const CELTMode *mode, int request, celt_int32_t *value)
+{
+   switch (request)
+   {
+      case CELT_GET_FRAME_SIZE:
+         *value = mode->mdctSize;
+         break;
+      case CELT_GET_LOOKAHEAD:
+         *value = mode->overlap;
+         break;
+      case CELT_GET_NB_CHANNELS:
+         *value = mode->nbChannels;
+         break;
+      default:
+         return CELT_BAD_ARG;
+   }
+   return CELT_OK;
+}
 
-#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,  5,  5,  4,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  2,  2,  1,  0,  0,  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[NBANDS128] = {28,24,20,16,24,20, 18, 12, 10,  10,-7, -4, 0, 0,  0};
-const int qpulses2s[NBANDS128] ={38,30,24,20,24,20, 18, 16, 14, 20,-20,-14, -8, -8,  -5};
-
-const int qpulses4s[NBANDS128] ={38,35,32,28,25,23, 21, 19, 20, 18,19,20, 20, 22, 16, 12, 10, 8};
-
-//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 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};
-
-const CELTMode mode0 = {
-   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 */
-};
-
-
-/* Approx 38 kbps @ 44.1 kHz */
-const CELTMode mode1 = {
-   128,         /**< overlap */
-   128,         /**< mdctSize */
-   2,           /**< nbMdctBlocks */
-   1,           /**< channels */
-   
-   NBANDS128,   /**< nbEBands */
-   PBANDS128,   /**< nbPBands */
-   PITCH_END128,/**< pitchEnd */
-   
-   qbank1,      /**< eBands */
-   pbank1,      /**< pBands*/
-   qpulses1,    /**< nbPulses */
-   
-   0.7,         /**< ePredCoef */
-   means,       /**< eMeans */
-   decay,       /**< eDecay */
-};
-
-/* Approx 58 kbps @ 44.1 kHz */
-const CELTMode mode2 = {
-   128,         /**< overlap */
-   128,         /**< mdctSize */
-   2,           /**< nbMdctBlocks */
-   1,           /**< channels */
-   
-   NBANDS128,   /**< nbEBands */
-   PBANDS128,   /**< nbPBands */
-   PITCH_END128,/**< pitchEnd */
-   
-   qbank1,      /**< eBands */
-   pbank1,      /**< pBands*/
-   qpulses2,    /**< nbPulses */
-   
-   0.7,         /**< ePredCoef */
-   means,       /**< eMeans */
-   decay,       /**< eDecay */
-};
-
-const CELTMode mode3 = {
-   128,         /**< overlap */
-   256,         /**< mdctSize */
-   1,           /**< nbMdctBlocks */
-   1,           /**< channels */
-   
-   NBANDS256,   /**< nbEBands */
-   PBANDS256,   /**< nbPBands */
-   PITCH_END256,/**< pitchEnd */
-   
-   qbank3,      /**< eBands */
-   pbank3,      /**< pBands*/
-   qpulses1,    /**< nbPulses */
-   
-   0.7,         /**< ePredCoef */
-   means,       /**< eMeans */
-   decay,       /**< eDecay */
-};
-
-/* Stereo mode around 120 kbps */
-const CELTMode mode4 = {
-   256,         /**< 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 */
-};
-
-const CELTMode const *celt_mode0 = &mode0;
-const CELTMode const *celt_mode1 = &mode1;
-const CELTMode const *celt_mode2 = &mode2;
-const CELTMode const *celt_mode3 = &mode3;
-const CELTMode const *celt_mode4 = &mode4;
+#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);
+}