src/peakpick.c

   1 /*
   2    Copyright (C) 2003 Paul Brossier
   3
   4    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5    it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6    the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   7    (at your option) any later version.
   8
   9    This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12    GNU General Public License for more details.
  13
  14    You should have received a copy of the GNU General Public License
  15    along with this program; if not, write to the Free Software
  16    Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  17
  18 */
  19
  20 #include "aubio_priv.h"
  21 #include "sample.h"
  22 #include "mathutils.h"
  23 #include "biquad.h"
  24 #include "peakpick.h"
  25
  26 /* peak picking parameters, default values in brackets
  27  *
  28  *         [<----post----|--pre-->]
  29  *      .................|.............
  30  *      time->           ^now
  31  */
  32 struct _aubio_pickpeak_t {
  33         /** thresh: offset threshold [0.033 or 0.01] */
  34         smpl_t threshold;
  35         /** win_post: median filter window length (causal part) [8] */
  36         uint_t  win_post;
  37         /** pre: median filter window (anti-causal part) [post-1] */
  38         uint_t  win_pre;
  39         /**     threshfn: name or handle of fn for computing adaptive threshold [@median]  */
  40         //aubio_thresholdfn_t thresholdfn;
  41         /**     picker:   name or handle of fn for picking event times [@peakpick] */
  42         aubio_pickerfn_t pickerfn;
  43
  44         /** biquad lowpass filter */
  45         aubio_biquad_t * biquad;
  46         /** original onsets */
  47         fvec_t * onset_keep;
  48         /** modified onsets */
  49         fvec_t * onset_proc;
  50         /* peak picked window [3] */
  51         fvec_t * onset_peek;
  52         /** scratch pad for biquad and median */
  53         fvec_t * scratch;
  54
  55         /** \bug should be used to calculate filter coefficients */
  56         /* cutoff: low-pass filter cutoff [0.34, 1] */
  57         /* smpl_t cutoff; */
  58
  59         /* not used anymore */
  60         /* time precision [512/44100  winlength/samplerate, fs/buffer_size */
  61         /* smpl_t tau; */
  62         /* alpha: normalisation exponent [9] */
  63         /* smpl_t alpha; */
  64 };
  65
  66
  67 /** modified version for real time, moving mean adaptive threshold this method
  68  * is slightly more permissive than the offline one, and yelds to an increase
  69  * of false positives. best  */
  70 uint_t aubio_peakpick_pimrt(fvec_t * onset,  aubio_pickpeak_t * p) {
  71         fvec_t * onset_keep = (fvec_t *)p->onset_keep;
  72         fvec_t * onset_proc = (fvec_t *)p->onset_proc;
  73         fvec_t * onset_peek = (fvec_t *)p->onset_peek;
  74         fvec_t * scratch    = (fvec_t *)p->scratch;
  75         smpl_t mean = 0., median = 0.;
  76         uint_t length = p->win_post + p->win_pre + 1;
  77         uint_t i = 0, j;
  78
  79         /* store onset in onset_keep */
  80         /* shift all elements but last, then write last */
  81         /* for (i=0;i<channels;i++) { */
  82         for (j=0;j<length-1;j++) {
  83                 onset_keep->data[i][j] = onset_keep->data[i][j+1];
  84                 onset_proc->data[i][j] = onset_keep->data[i][j];
  85         }
  86         onset_keep->data[i][length-1] = onset->data[i][0];
  87         onset_proc->data[i][length-1] = onset->data[i][0];
  88         /* } */
  89
  90         /* filter onset_proc */
  91         /** \bug filtfilt calculated post+pre times, should be only once !? */
  92         aubio_biquad_do_filtfilt(p->biquad,onset_proc,scratch);
  93
  94         /* calculate mean and median for onset_proc */
  95         /* for (i=0;i<onset_proc->channels;i++) { */
  96         mean = vec_mean(onset_proc);
  97         /* copy to scratch */
  98         for (j = 0; j < length; j++)
  99                 scratch->data[i][j] = onset_proc->data[i][j];
 100         median = vec_median(scratch);
 101         /* } */
 102
 103         /* for (i=0;i<onset->channels;i++) { */
 104         /* shift peek array */
 105         for (j=0;j<3-1;j++)
 106                 onset_peek->data[i][j] = onset_peek->data[i][j+1];
 107         /* calculate new peek value */
 108         onset_peek->data[i][2] =
 109                 onset_proc->data[i][p->win_post] - median - mean * p->threshold;
 110         /* } */
 111         //AUBIO_DBG("%f\n", onset_peek->data[0][2]);
 112         return (p->pickerfn)(onset_peek,1);
 113 }
 114
 115 /** function added by Miguel Ramirez to return the onset detection amplitude in peakval */
 116 uint_t aubio_peakpick_pimrt_wt(fvec_t * onset,  pickparams_t * p, smpl_t* peakval)
 117 {
 118         fvec_t * onset_keep = (fvec_t *)p->onset_keep;
 119         fvec_t * onset_proc = (fvec_t *)p->onset_proc;
 120         fvec_t * onset_peek = (fvec_t *)p->onset_peek;
 121         fvec_t * scratch    = (fvec_t *)p->scratch;
 122         smpl_t mean = 0., median = 0.;
 123         uint_t length = p->win_post + p->win_pre + 1;
 124         uint_t i = 0, j;
 125
 126         /* store onset in onset_keep */
 127         /* shift all elements but last, then write last */
 128         for (j=0;j<length-1;j++)
 129         {
 130                 onset_keep->data[i][j] = onset_keep->data[i][j+1];
 131                 onset_proc->data[i][j] = onset_keep->data[i][j];
 132         }
 133         onset_keep->data[i][length-1] = onset->data[i][0];
 134         onset_proc->data[i][length-1] = onset->data[i][0];
 135
 136
 137         /* filter onset_proc */
 138         /** \bug filtfilt calculated post+pre times should be only once !? */
 139
 140         aubio_biquad_do_filtfilt(p->biquad,onset_proc,scratch);
 141
 142         /* calculate mean and median for onset_proc */
 143
 144         mean = vec_mean(onset_proc);
 145         /* copy to scratch */
 146         for (j = 0; j < length; j++)
 147                 scratch->data[i][j] = onset_proc->data[i][j];
 148         median = vec_median(scratch);
 149
 150         /* shift peek array */
 151         for (j=0;j<3-1;j++)
 152                 onset_peek->data[i][j] = onset_peek->data[i][j+1];
 153         /* calculate new peek value */
 154
 155         onset_peek->data[i][2] =
 156                 onset_proc->data[i][p->win_post] - median - mean * p->threshold;
 157
 158         uint_t isonset = (p->pickerfn)(onset_peek,1);
 159
 160         if ( isonset && peakval != NULL )
 161                 *peakval = onset_peek->data[i][1];
 162
 163         return isonset;
 164 }
 165
 166
 167
 168 aubio_pickpeak_t * new_aubio_peakpicker(smpl_t threshold) {
 169         aubio_pickpeak_t * t = AUBIO_NEW(aubio_pickpeak_t);
 170         t->threshold = 0.1; /* 0.0668; 0.33; 0.082; 0.033; */
 171         if (threshold > 0. && threshold < 10.)
 172                 t->threshold = threshold;
 173         t->win_post  = 5;
 174         t->win_pre   = 1;
 175
 176         //t->thresholdfn = (aubio_thresholdfn_t)(vec_median); /* (vec_mean); */
 177         t->pickerfn = (aubio_pickerfn_t)(vec_peakpick);
 178
 179         t->scratch = new_fvec(t->win_post+t->win_pre+1,1);
 180         t->onset_keep = new_fvec(t->win_post+t->win_pre+1,1);
 181         t->onset_proc = new_fvec(t->win_post+t->win_pre+1,1);
 182         t->onset_peek = new_fvec(3,1);
 183
 184         /* cutoff: low-pass filter cutoff [0.34, 1] */
 185         /* t->cutoff=0.34; */
 186         t->biquad = new_aubio_biquad(0.1600,0.3200,0.1600,-0.5949,0.2348);
 187         return t;
 188 }
 189
 190 void del_aubio_peakpicker(aubio_pickpeak_t * p) {
 191         //del_aubio_biquad(p->biquad);
 192         del_fvec(p->onset_keep);
 193         del_fvec(p->onset_proc);
 194         del_fvec(p->onset_peek);
 195         del_fvec(p->scratch);
 196 }