]> git.sesse.net Git - nageru/blobdiff - nageru/ebu_r128_proc.cc
Move everything into a separate futatabi/ subdir, for the upcoming merge with Futatabi.
[nageru] / nageru / ebu_r128_proc.cc
diff --git a/nageru/ebu_r128_proc.cc b/nageru/ebu_r128_proc.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..f062eaf
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,338 @@
+// ------------------------------------------------------------------------
+//
+//  Copyright (C) 2010-2011 Fons Adriaensen <fons@linuxaudio.org>
+//    
+//  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
+//  it under the terms of the GNU General Public License as published by
+//  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
+//  (at your option) any later version.
+//
+//  This program is distributed in the hope that it will be useful,
+//  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+//  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+//  GNU General Public License for more details.
+//
+//  You should have received a copy of the GNU General Public License
+//  along with this program; if not, write to the Free Software
+//  Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
+//
+// ------------------------------------------------------------------------
+
+
+#include "ebu_r128_proc.h"
+
+#include <string.h>
+#include <cmath>
+
+
+float Ebu_r128_hist::_bin_power [100] = { 0.0f };
+float Ebu_r128_proc::_chan_gain [5] = { 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.41f, 1.41f };
+
+
+Ebu_r128_hist::Ebu_r128_hist (void)
+{
+    _histc = new int [751];
+    initstat ();
+    reset ();
+}
+
+
+Ebu_r128_hist::~Ebu_r128_hist (void)
+{
+    delete[] _histc;
+}
+
+
+void Ebu_r128_hist::reset (void)
+{
+    memset (_histc, 0, 751 * sizeof (float));
+    _count = 0;
+    _error = 0;
+}
+
+
+void Ebu_r128_hist::initstat (void)
+{
+    int i;
+
+    if (_bin_power [0]) return;
+    for (i = 0; i < 100; i++)
+    {
+       _bin_power [i] = powf (10.0f, i / 100.0f);
+    }
+}
+
+
+void Ebu_r128_hist::addpoint (float v)
+{
+    int k;
+
+    k = (int) floorf (10 * v + 700.5f);
+    if (k < 0) return;
+    if (k > 750)
+    {
+       k = 750;
+       _error++;
+    }
+    _histc [k]++;
+    _count++;
+}
+
+
+float Ebu_r128_hist::integrate (int i)
+{
+    int   j, k, n;
+    float s;
+
+    j = i % 100;
+    n = 0;
+    s = 0;
+    while (i <= 750)
+    {
+       k = _histc [i++];
+       n += k;
+       s += k * _bin_power [j++];
+       if (j == 100)
+       {
+           j = 0;
+           s /= 10.0f;
+       }
+    }  
+    return s / n;
+}
+
+
+void Ebu_r128_hist::calc_integ (float *vi, float *th)
+{
+    int   k;
+    float s;
+
+    if (_count < 50)
+    {
+        *vi = -200.0f;
+       return;
+    }
+    s = integrate (0);
+//  Original threshold was -8 dB below result of first integration
+//    if (th) *th = 10 * log10f (s) - 8.0f;
+//    k = (int)(floorf (100 * log10f (s) + 0.5f)) + 620;
+//  Threshold redefined to -10 dB below result of first integration
+    if (th) *th = 10 * log10f (s) - 10.0f;
+    k = (int)(floorf (100 * log10f (s) + 0.5f)) + 600;
+    if (k < 0) k = 0;
+    s = integrate (k);
+    *vi = 10 * log10f (s);
+}
+
+
+void Ebu_r128_hist::calc_range (float *v0, float *v1, float *th)
+{
+    int   i, j, k, n;
+    float a, b, s;
+
+    if (_count < 20)
+    {
+       *v0 = -200.0f;
+       *v1 = -200.0f;
+        return;
+    }
+    s = integrate (0);
+    if (th) *th = 10 * log10f (s) - 20.0f;
+    k = (int)(floorf (100 * log10f (s) + 0.5)) + 500;
+    if (k < 0) k = 0;
+    for (i = k, n = 0; i <= 750; i++) n += _histc [i]; 
+    a = 0.10f * n;
+    b = 0.95f * n;
+    for (i =   k, s = 0; s < a; i++) s += _histc [i];
+    for (j = 750, s = n; s > b; j--) s -= _histc [j];
+    *v0 = (i - 701) / 10.0f;
+    *v1 = (j - 699) / 10.0f;
+}
+
+
+
+
+Ebu_r128_proc::Ebu_r128_proc (void)
+{
+    reset ();
+}
+
+
+Ebu_r128_proc::~Ebu_r128_proc (void)
+{
+}
+
+
+void Ebu_r128_proc::init (int nchan, float fsamp)
+{
+    _nchan = nchan;
+    _fsamp = fsamp;
+    _fragm = (int) fsamp / 20;
+    detect_init (_fsamp);
+    reset ();
+}
+
+
+void Ebu_r128_proc::reset (void)
+{
+    _integr = false;
+    _frcnt = _fragm;
+    _frpwr = 1e-30f;
+    _wrind  = 0;
+    _div1 = 0;
+    _div2 = 0;
+    _loudness_M = -200.0f;
+    _loudness_S = -200.0f;
+    memset (_power, 0, 64 * sizeof (float));
+    integr_reset ();
+    detect_reset ();
+}
+
+
+void Ebu_r128_proc::integr_reset (void)
+{
+    _hist_M.reset ();
+    _hist_S.reset ();
+    _maxloudn_M = -200.0f;
+    _maxloudn_S = -200.0f;
+    _integrated = -200.0f;
+    _integ_thr  = -200.0f;
+    _range_min  = -200.0f;
+    _range_max  = -200.0f;
+    _range_thr  = -200.0f;
+    _div1 = _div2 = 0;
+}
+
+
+void Ebu_r128_proc::process (int nfram, float *input [])
+{
+    int  i, k;
+    
+    for (i = 0; i < _nchan; i++) _ipp [i] = input [i];
+    while (nfram)
+    {
+       k = (_frcnt < nfram) ? _frcnt : nfram;
+       _frpwr += detect_process (k);
+        _frcnt -= k;
+       if (_frcnt == 0)
+       {
+           _power [_wrind++] = _frpwr / _fragm;
+           _frcnt = _fragm;
+           _frpwr = 1e-30f;
+           _wrind &= 63;
+           _loudness_M = addfrags (8);
+           _loudness_S = addfrags (60);
+            if (_loudness_M > _maxloudn_M) _maxloudn_M = _loudness_M;
+            if (_loudness_S > _maxloudn_S) _maxloudn_S = _loudness_S;
+           if (_integr)
+           {
+               if (++_div1 == 2)
+               {
+                   _hist_M.addpoint (_loudness_M);
+                   _div1 = 0;
+               }
+               if (++_div2 == 10)
+               {
+                   _hist_S.addpoint (_loudness_S);
+                   _div2 = 0;
+                   _hist_M.calc_integ (&_integrated, &_integ_thr);
+                   _hist_S.calc_range (&_range_min, &_range_max, &_range_thr);
+               }
+           }
+       }
+       for (i = 0; i < _nchan; i++) _ipp [i] += k;
+       nfram -= k;
+    }
+}
+
+
+float Ebu_r128_proc::addfrags (int nfrag)
+{
+    int    i, k;
+    float  s;
+
+    s = 0;
+    k = (_wrind - nfrag) & 63;
+    for (i = 0; i < nfrag; i++) s += _power [(i + k) & 63];
+    return -0.6976f + 10 * log10f (s / nfrag);
+}
+
+
+void Ebu_r128_proc::detect_init (float fsamp)
+{
+    float a, b, c, d, r, u1, u2, w1, w2;
+
+    r = 1 / tan (4712.3890f / fsamp);
+    w1 = r / 1.12201f; 
+    w2 = r * 1.12201f;
+    u1 = u2 = 1.4085f + 210.0f / fsamp;
+    a = u1 * w1;
+    b = w1 * w1;
+    c = u2 * w2;
+    d = w2 * w2;
+    r = 1 + a + b;
+    _a0 = (1 + c + d) / r;
+    _a1 = (2 - 2 * d) / r;
+    _a2 = (1 - c + d) / r;
+    _b1 = (2 - 2 * b) / r;
+    _b2 = (1 - a + b) / r;
+    r = 48.0f / fsamp;
+    a = 4.9886075f * r;
+    b = 6.2298014f * r * r;
+    r = 1 + a + b;
+    a *= 2 / r;
+    b *= 4 / r;
+    _c3 = a + b;
+    _c4 = b;
+    r = 1.004995f / r;
+    _a0 *= r;
+    _a1 *= r;
+    _a2 *= r;
+}
+
+
+void Ebu_r128_proc::detect_reset (void)
+{
+    for (int i = 0; i < MAXCH; i++) _fst [i].reset ();
+}
+
+
+float Ebu_r128_proc::detect_process (int nfram)
+{
+    int   i, j;
+    float si, sj;
+    float x, y, z1, z2, z3, z4;
+    float *p;
+    Ebu_r128_fst *S;
+
+    si = 0;
+    for (i = 0, S = _fst; i < _nchan; i++, S++)
+    {
+       z1 = S->_z1;
+       z2 = S->_z2;
+       z3 = S->_z3;
+       z4 = S->_z4;
+       p = _ipp [i];
+       sj = 0;
+       for (j = 0; j < nfram; j++)
+       {
+           x = p [j] - _b1 * z1 - _b2 * z2 + 1e-15f;
+           y = _a0 * x + _a1 * z1 + _a2 * z2 - _c3 * z3 - _c4 * z4;
+           z2 = z1;
+           z1 = x;
+           z4 += z3;
+           z3 += y;
+           sj += y * y;
+       }
+       if (_nchan == 1) si = 2 * sj;
+       else si += _chan_gain [i] * sj;
+       S->_z1 = z1;
+       S->_z2 = z2;
+       S->_z3 = z3;
+       S->_z4 = z4;
+    }
+    return si;
+}
+
+
+