git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/qcelp_lsp.c

   1 /*
   2  * QCELP decoder
   3  * Copyright (c) 2007 Reynaldo H. Verdejo Pinochet
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 /**
  23  * @file qcelp_lsp.c
  24  * QCELP decoder
  25  * @author Reynaldo H. Verdejo Pinochet
  26  * @remark FFmpeg merging spearheaded by Kenan Gillet
  27  * @remark Development mentored by Benjamin Larson
  28  */
  29
  30 #include "libavutil/mathematics.h"
  31
  32 /**
  33  * initial coefficient to perform bandwidth expansion on LPC
  34  *
  35  * @note: 0.9883 looks like an approximation of 253/256.
  36  *
  37  * TIA/EIA/IS-733 2.4.3.3.6 6
  38  */
  39 #define QCELP_BANDWITH_EXPANSION_COEFF 0.9883
  40
  41 /**
  42  * Computes the Pa / (1 + z(-1)) or Qa / (1 - z(-1)) coefficients
  43  * needed for LSP to LPC conversion.
  44  * We only need to calculate the 6 first elements of the polynomial.
  45  *
  46  * @param lspf line spectral pair frequencies
  47  * @param f [out] polynomial input/output as a vector
  48  *
  49  * TIA/EIA/IS-733 2.4.3.3.5-1/2
  50  */
  51 static void lsp2polyf(const float *lspf, double *f, int lp_half_order)
  52 {
  53     int i, j;
  54
  55     f[0] = 1.0;
  56     f[1] = -2 * cos(M_PI * lspf[0]);
  57     lspf -= 2;
  58     for(i=2; i<=lp_half_order; i++)
  59     {
  60         double val = -2 * cos(M_PI * lspf[2*i]);
  61         f[i] = val * f[i-1] + 2*f[i-2];
  62         for(j=i-1; j>1; j--)
  63             f[j] += f[j-1] * val + f[j-2];
  64         f[1] += val;
  65     }
  66 }
  67
  68 /**
  69  * Reconstructs LPC coefficients from the line spectral pair frequencies
  70  * and performs bandwidth expansion.
  71  *
  72  * @param lspf line spectral pair frequencies
  73  * @param lpc linear predictive coding coefficients
  74  *
  75  * @note: bandwith_expansion_coeff could be precalculated into a table
  76  *        but it seems to be slower on x86
  77  *
  78  * TIA/EIA/IS-733 2.4.3.3.5
  79  */
  80 void ff_qcelp_lspf2lpc(const float *lspf, float *lpc)
  81 {
  82     double pa[6], qa[6];
  83     int   i;
  84     double bandwith_expansion_coeff = -QCELP_BANDWITH_EXPANSION_COEFF * 0.5;
  85
  86     lsp2polyf(lspf,     pa, 5);
  87     lsp2polyf(lspf + 1, qa, 5);
  88
  89     for (i=4; i>=0; i--)
  90     {
  91         double paf = pa[i+1] + pa[i];
  92         double qaf = qa[i+1] - qa[i];
  93
  94         lpc[i  ] = paf + qaf;
  95         lpc[9-i] = paf - qaf;
  96     }
  97     for (i=0; i<10; i++)
  98     {
  99         lpc[i] *= bandwith_expansion_coeff;
 100         bandwith_expansion_coeff *= QCELP_BANDWITH_EXPANSION_COEFF;
 101     }
 102 }