Line data Source code
1 : /********************************************************************
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9 : * by the Xiph.Org Foundation http://www.xiph.org/ *
10 : * *
11 : ********************************************************************
12 :
13 : function: PCM data envelope analysis
14 : last mod: $Id$
15 :
16 : ********************************************************************/
17 :
18 : #include <stdlib.h>
19 : #include <string.h>
20 : #include <stdio.h>
21 : #include <math.h>
22 : #include <ogg/ogg.h>
23 : #include "vorbis/codec.h"
24 : #include "codec_internal.h"
25 :
26 : #include "os.h"
27 : #include "scales.h"
28 : #include "envelope.h"
29 : #include "mdct.h"
30 : #include "misc.h"
31 :
32 0 : void _ve_envelope_init(envelope_lookup *e,vorbis_info *vi){
33 0 : codec_setup_info *ci=vi->codec_setup;
34 0 : vorbis_info_psy_global *gi=&ci->psy_g_param;
35 0 : int ch=vi->channels;
36 : int i,j;
37 0 : int n=e->winlength=128;
38 0 : e->searchstep=64; /* not random */
39 :
40 0 : e->minenergy=gi->preecho_minenergy;
41 0 : e->ch=ch;
42 0 : e->storage=128;
43 0 : e->cursor=ci->blocksizes[1]/2;
44 0 : e->mdct_win=_ogg_calloc(n,sizeof(*e->mdct_win));
45 0 : mdct_init(&e->mdct,n);
46 :
47 0 : for(i=0;i<n;i++){
48 0 : e->mdct_win[i]=sin(i/(n-1.)*M_PI);
49 0 : e->mdct_win[i]*=e->mdct_win[i];
50 : }
51 :
52 : /* magic follows */
53 0 : e->band[0].begin=2; e->band[0].end=4;
54 0 : e->band[1].begin=4; e->band[1].end=5;
55 0 : e->band[2].begin=6; e->band[2].end=6;
56 0 : e->band[3].begin=9; e->band[3].end=8;
57 0 : e->band[4].begin=13; e->band[4].end=8;
58 0 : e->band[5].begin=17; e->band[5].end=8;
59 0 : e->band[6].begin=22; e->band[6].end=8;
60 :
61 0 : for(j=0;j<VE_BANDS;j++){
62 0 : n=e->band[j].end;
63 0 : e->band[j].window=_ogg_malloc(n*sizeof(*e->band[0].window));
64 0 : for(i=0;i<n;i++){
65 0 : e->band[j].window[i]=sin((i+.5)/n*M_PI);
66 0 : e->band[j].total+=e->band[j].window[i];
67 : }
68 0 : e->band[j].total=1./e->band[j].total;
69 : }
70 :
71 0 : e->filter=_ogg_calloc(VE_BANDS*ch,sizeof(*e->filter));
72 0 : e->mark=_ogg_calloc(e->storage,sizeof(*e->mark));
73 :
74 0 : }
75 :
76 0 : void _ve_envelope_clear(envelope_lookup *e){
77 : int i;
78 0 : mdct_clear(&e->mdct);
79 0 : for(i=0;i<VE_BANDS;i++)
80 0 : _ogg_free(e->band[i].window);
81 0 : _ogg_free(e->mdct_win);
82 0 : _ogg_free(e->filter);
83 0 : _ogg_free(e->mark);
84 0 : memset(e,0,sizeof(*e));
85 0 : }
86 :
87 : /* fairly straight threshhold-by-band based until we find something
88 : that works better and isn't patented. */
89 :
90 0 : static int _ve_amp(envelope_lookup *ve,
91 : vorbis_info_psy_global *gi,
92 : float *data,
93 : envelope_band *bands,
94 : envelope_filter_state *filters){
95 0 : long n=ve->winlength;
96 0 : int ret=0;
97 : long i,j;
98 : float decay;
99 :
100 : /* we want to have a 'minimum bar' for energy, else we're just
101 : basing blocks on quantization noise that outweighs the signal
102 : itself (for low power signals) */
103 :
104 0 : float minV=ve->minenergy;
105 0 : float *vec=alloca(n*sizeof(*vec));
106 :
107 : /* stretch is used to gradually lengthen the number of windows
108 : considered prevoius-to-potential-trigger */
109 0 : int stretch=max(VE_MINSTRETCH,ve->stretch/2);
110 0 : float penalty=gi->stretch_penalty-(ve->stretch/2-VE_MINSTRETCH);
111 0 : if(penalty<0.f)penalty=0.f;
112 0 : if(penalty>gi->stretch_penalty)penalty=gi->stretch_penalty;
113 :
114 : /*_analysis_output_always("lpcm",seq2,data,n,0,0,
115 : totalshift+pos*ve->searchstep);*/
116 :
117 : /* window and transform */
118 0 : for(i=0;i<n;i++)
119 0 : vec[i]=data[i]*ve->mdct_win[i];
120 0 : mdct_forward(&ve->mdct,vec,vec);
121 :
122 : /*_analysis_output_always("mdct",seq2,vec,n/2,0,1,0); */
123 :
124 : /* near-DC spreading function; this has nothing to do with
125 : psychoacoustics, just sidelobe leakage and window size */
126 : {
127 0 : float temp=vec[0]*vec[0]+.7*vec[1]*vec[1]+.2*vec[2]*vec[2];
128 0 : int ptr=filters->nearptr;
129 :
130 : /* the accumulation is regularly refreshed from scratch to avoid
131 : floating point creep */
132 0 : if(ptr==0){
133 0 : decay=filters->nearDC_acc=filters->nearDC_partialacc+temp;
134 0 : filters->nearDC_partialacc=temp;
135 : }else{
136 0 : decay=filters->nearDC_acc+=temp;
137 0 : filters->nearDC_partialacc+=temp;
138 : }
139 0 : filters->nearDC_acc-=filters->nearDC[ptr];
140 0 : filters->nearDC[ptr]=temp;
141 :
142 0 : decay*=(1./(VE_NEARDC+1));
143 0 : filters->nearptr++;
144 0 : if(filters->nearptr>=VE_NEARDC)filters->nearptr=0;
145 0 : decay=todB(&decay)*.5-15.f;
146 : }
147 :
148 : /* perform spreading and limiting, also smooth the spectrum. yes,
149 : the MDCT results in all real coefficients, but it still *behaves*
150 : like real/imaginary pairs */
151 0 : for(i=0;i<n/2;i+=2){
152 0 : float val=vec[i]*vec[i]+vec[i+1]*vec[i+1];
153 0 : val=todB(&val)*.5f;
154 0 : if(val<decay)val=decay;
155 0 : if(val<minV)val=minV;
156 0 : vec[i>>1]=val;
157 0 : decay-=8.;
158 : }
159 :
160 : /*_analysis_output_always("spread",seq2++,vec,n/4,0,0,0);*/
161 :
162 : /* perform preecho/postecho triggering by band */
163 0 : for(j=0;j<VE_BANDS;j++){
164 0 : float acc=0.;
165 : float valmax,valmin;
166 :
167 : /* accumulate amplitude */
168 0 : for(i=0;i<bands[j].end;i++)
169 0 : acc+=vec[i+bands[j].begin]*bands[j].window[i];
170 :
171 0 : acc*=bands[j].total;
172 :
173 : /* convert amplitude to delta */
174 : {
175 0 : int p,this=filters[j].ampptr;
176 0 : float postmax,postmin,premax=-99999.f,premin=99999.f;
177 :
178 0 : p=this;
179 0 : p--;
180 0 : if(p<0)p+=VE_AMP;
181 0 : postmax=max(acc,filters[j].ampbuf[p]);
182 0 : postmin=min(acc,filters[j].ampbuf[p]);
183 :
184 0 : for(i=0;i<stretch;i++){
185 0 : p--;
186 0 : if(p<0)p+=VE_AMP;
187 0 : premax=max(premax,filters[j].ampbuf[p]);
188 0 : premin=min(premin,filters[j].ampbuf[p]);
189 : }
190 :
191 0 : valmin=postmin-premin;
192 0 : valmax=postmax-premax;
193 :
194 : /*filters[j].markers[pos]=valmax;*/
195 0 : filters[j].ampbuf[this]=acc;
196 0 : filters[j].ampptr++;
197 0 : if(filters[j].ampptr>=VE_AMP)filters[j].ampptr=0;
198 : }
199 :
200 : /* look at min/max, decide trigger */
201 0 : if(valmax>gi->preecho_thresh[j]+penalty){
202 0 : ret|=1;
203 0 : ret|=4;
204 : }
205 0 : if(valmin<gi->postecho_thresh[j]-penalty)ret|=2;
206 : }
207 :
208 0 : return(ret);
209 : }
210 :
211 : #if 0
212 : static int seq=0;
213 : static ogg_int64_t totalshift=-1024;
214 : #endif
215 :
216 0 : long _ve_envelope_search(vorbis_dsp_state *v){
217 0 : vorbis_info *vi=v->vi;
218 0 : codec_setup_info *ci=vi->codec_setup;
219 0 : vorbis_info_psy_global *gi=&ci->psy_g_param;
220 0 : envelope_lookup *ve=((private_state *)(v->backend_state))->ve;
221 : long i,j;
222 :
223 0 : int first=ve->current/ve->searchstep;
224 0 : int last=v->pcm_current/ve->searchstep-VE_WIN;
225 0 : if(first<0)first=0;
226 :
227 : /* make sure we have enough storage to match the PCM */
228 0 : if(last+VE_WIN+VE_POST>ve->storage){
229 0 : ve->storage=last+VE_WIN+VE_POST; /* be sure */
230 0 : ve->mark=_ogg_realloc(ve->mark,ve->storage*sizeof(*ve->mark));
231 : }
232 :
233 0 : for(j=first;j<last;j++){
234 0 : int ret=0;
235 :
236 0 : ve->stretch++;
237 0 : if(ve->stretch>VE_MAXSTRETCH*2)
238 0 : ve->stretch=VE_MAXSTRETCH*2;
239 :
240 0 : for(i=0;i<ve->ch;i++){
241 0 : float *pcm=v->pcm[i]+ve->searchstep*(j);
242 0 : ret|=_ve_amp(ve,gi,pcm,ve->band,ve->filter+i*VE_BANDS);
243 : }
244 :
245 0 : ve->mark[j+VE_POST]=0;
246 0 : if(ret&1){
247 0 : ve->mark[j]=1;
248 0 : ve->mark[j+1]=1;
249 : }
250 :
251 0 : if(ret&2){
252 0 : ve->mark[j]=1;
253 0 : if(j>0)ve->mark[j-1]=1;
254 : }
255 :
256 0 : if(ret&4)ve->stretch=-1;
257 : }
258 :
259 0 : ve->current=last*ve->searchstep;
260 :
261 : {
262 0 : long centerW=v->centerW;
263 0 : long testW=
264 0 : centerW+
265 0 : ci->blocksizes[v->W]/4+
266 0 : ci->blocksizes[1]/2+
267 0 : ci->blocksizes[0]/4;
268 :
269 0 : j=ve->cursor;
270 :
271 0 : while(j<ve->current-(ve->searchstep)){/* account for postecho
272 : working back one window */
273 0 : if(j>=testW)return(1);
274 :
275 0 : ve->cursor=j;
276 :
277 0 : if(ve->mark[j/ve->searchstep]){
278 0 : if(j>centerW){
279 :
280 : #if 0
281 : if(j>ve->curmark){
282 : float *marker=alloca(v->pcm_current*sizeof(*marker));
283 : int l,m;
284 : memset(marker,0,sizeof(*marker)*v->pcm_current);
285 : fprintf(stderr,"mark! seq=%d, cursor:%fs time:%fs\n",
286 : seq,
287 : (totalshift+ve->cursor)/44100.,
288 : (totalshift+j)/44100.);
289 : _analysis_output_always("pcmL",seq,v->pcm[0],v->pcm_current,0,0,totalshift);
290 : _analysis_output_always("pcmR",seq,v->pcm[1],v->pcm_current,0,0,totalshift);
291 :
292 : _analysis_output_always("markL",seq,v->pcm[0],j,0,0,totalshift);
293 : _analysis_output_always("markR",seq,v->pcm[1],j,0,0,totalshift);
294 :
295 : for(m=0;m<VE_BANDS;m++){
296 : char buf[80];
297 : sprintf(buf,"delL%d",m);
298 : for(l=0;l<last;l++)marker[l*ve->searchstep]=ve->filter[m].markers[l]*.1;
299 : _analysis_output_always(buf,seq,marker,v->pcm_current,0,0,totalshift);
300 : }
301 :
302 : for(m=0;m<VE_BANDS;m++){
303 : char buf[80];
304 : sprintf(buf,"delR%d",m);
305 : for(l=0;l<last;l++)marker[l*ve->searchstep]=ve->filter[m+VE_BANDS].markers[l]*.1;
306 : _analysis_output_always(buf,seq,marker,v->pcm_current,0,0,totalshift);
307 : }
308 :
309 : for(l=0;l<last;l++)marker[l*ve->searchstep]=ve->mark[l]*.4;
310 : _analysis_output_always("mark",seq,marker,v->pcm_current,0,0,totalshift);
311 :
312 :
313 : seq++;
314 :
315 : }
316 : #endif
317 :
318 0 : ve->curmark=j;
319 0 : if(j>=testW)return(1);
320 0 : return(0);
321 : }
322 : }
323 0 : j+=ve->searchstep;
324 : }
325 : }
326 :
327 0 : return(-1);
328 : }
329 :
330 0 : int _ve_envelope_mark(vorbis_dsp_state *v){
331 0 : envelope_lookup *ve=((private_state *)(v->backend_state))->ve;
332 0 : vorbis_info *vi=v->vi;
333 0 : codec_setup_info *ci=vi->codec_setup;
334 0 : long centerW=v->centerW;
335 0 : long beginW=centerW-ci->blocksizes[v->W]/4;
336 0 : long endW=centerW+ci->blocksizes[v->W]/4;
337 0 : if(v->W){
338 0 : beginW-=ci->blocksizes[v->lW]/4;
339 0 : endW+=ci->blocksizes[v->nW]/4;
340 : }else{
341 0 : beginW-=ci->blocksizes[0]/4;
342 0 : endW+=ci->blocksizes[0]/4;
343 : }
344 :
345 0 : if(ve->curmark>=beginW && ve->curmark<endW)return(1);
346 : {
347 0 : long first=beginW/ve->searchstep;
348 0 : long last=endW/ve->searchstep;
349 : long i;
350 0 : for(i=first;i<last;i++)
351 0 : if(ve->mark[i])return(1);
352 : }
353 0 : return(0);
354 : }
355 :
356 0 : void _ve_envelope_shift(envelope_lookup *e,long shift){
357 0 : int smallsize=e->current/e->searchstep+VE_POST; /* adjust for placing marks
358 : ahead of ve->current */
359 0 : int smallshift=shift/e->searchstep;
360 :
361 0 : memmove(e->mark,e->mark+smallshift,(smallsize-smallshift)*sizeof(*e->mark));
362 :
363 : #if 0
364 : for(i=0;i<VE_BANDS*e->ch;i++)
365 : memmove(e->filter[i].markers,
366 : e->filter[i].markers+smallshift,
367 : (1024-smallshift)*sizeof(*(*e->filter).markers));
368 : totalshift+=shift;
369 : #endif
370 :
371 0 : e->current-=shift;
372 0 : if(e->curmark>=0)
373 0 : e->curmark-=shift;
374 0 : e->cursor-=shift;
375 0 : }
|
