src/pitch/pitchfcomb.c

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  20 */
  21
  22 #include "aubio_priv.h"
  23 #include "fvec.h"
  24 #include "cvec.h"
  25 #include "mathutils.h"
  26 #include "musicutils.h"
  27 #include "spectral/fft.h"
  28 #include "pitch/pitchfcomb.h"
  29
  30 #define MAX_PEAKS 8
  31
  32 typedef struct
  33 {
  34   smpl_t bin;
  35   smpl_t db;
  36 } aubio_fpeak_t;
  37
  38 struct _aubio_pitchfcomb_t
  39 {
  40   uint_t fftSize;
  41   uint_t stepSize;
  42   uint_t rate;
  43   fvec_t *winput;
  44   fvec_t *win;
  45   cvec_t *fftOut;
  46   fvec_t *fftLastPhase;
  47   aubio_fft_t *fft;
  48 };
  49
  50 aubio_pitchfcomb_t *
  51 new_aubio_pitchfcomb (uint_t bufsize, uint_t hopsize)
  52 {
  53   aubio_pitchfcomb_t *p = AUBIO_NEW (aubio_pitchfcomb_t);
  54   p->fftSize = bufsize;
  55   p->stepSize = hopsize;
  56   p->winput = new_fvec (bufsize);
  57   p->fftOut = new_cvec (bufsize);
  58   p->fftLastPhase = new_fvec (bufsize);
  59   p->fft = new_aubio_fft (bufsize);
  60   p->win = new_aubio_window ("hanning", bufsize);
  61   return p;
  62 }
  63
  64 /* input must be stepsize long */
  65 void
  66 aubio_pitchfcomb_do (aubio_pitchfcomb_t * p, const fvec_t * input, fvec_t * output)
  67 {
  68   uint_t k, l, maxharm = 0;
  69   smpl_t phaseDifference = TWO_PI * (smpl_t) p->stepSize / (smpl_t) p->fftSize;
  70   aubio_fpeak_t peaks[MAX_PEAKS];
  71
  72   for (k = 0; k < MAX_PEAKS; k++) {
  73     peaks[k].db = -200.;
  74     peaks[k].bin = 0.;
  75   }
  76
  77   for (k = 0; k < input->length; k++) {
  78     p->winput->data[k] = p->win->data[k] * input->data[k];
  79   }
  80   aubio_fft_do (p->fft, p->winput, p->fftOut);
  81
  82   for (k = 0; k <= p->fftSize / 2; k++) {
  83     smpl_t
  84         magnitude =
  85         20. * LOG10 (2. * p->fftOut->norm[k] / (smpl_t) p->fftSize),
  86         phase = p->fftOut->phas[k], tmp, bin;
  87
  88     /* compute phase difference */
  89     tmp = phase - p->fftLastPhase->data[k];
  90     p->fftLastPhase->data[k] = phase;
  91
  92     /* subtract expected phase difference */
  93     tmp -= (smpl_t) k *phaseDifference;
  94
  95     /* map delta phase into +/- Pi interval */
  96     tmp = aubio_unwrap2pi (tmp);
  97
  98     /* get deviation from bin frequency from the +/- Pi interval */
  99     tmp = p->fftSize / (smpl_t) p->stepSize * tmp / (TWO_PI);
 100
 101     /* compute the k-th partials' true bin */
 102     bin = (smpl_t) k + tmp;
 103
 104     if (bin > 0.0 && magnitude > peaks[0].db) {       // && magnitude < 0) {
 105       memmove (peaks + 1, peaks, sizeof (aubio_fpeak_t) * (MAX_PEAKS - 1));
 106       peaks[0].bin = bin;
 107       peaks[0].db = magnitude;
 108     }
 109   }
 110
 111   k = 0;
 112   for (l = 1; l < MAX_PEAKS && peaks[l].bin > 0.0; l++) {
 113     sint_t harmonic;
 114     for (harmonic = 5; harmonic > 1; harmonic--) {
 115       if (peaks[0].bin / peaks[l].bin < harmonic + .02 &&
 116           peaks[0].bin / peaks[l].bin > harmonic - .02) {
 117         if (harmonic > (sint_t) maxharm && peaks[0].db < peaks[l].db / 2) {
 118           maxharm = harmonic;
 119           k = l;
 120         }
 121       }
 122     }
 123   }
 124   output->data[0] = peaks[k].bin;
 125   /* quick hack to clean output a bit */
 126   if (peaks[k].bin > 5000.)
 127     output->data[0] = 0.;
 128 }
 129
 130 void
 131 del_aubio_pitchfcomb (aubio_pitchfcomb_t * p)
 132 {
 133   del_cvec (p->fftOut);
 134   del_fvec (p->fftLastPhase);
 135   del_fvec (p->win);
 136   del_fvec (p->winput);
 137   del_aubio_fft (p->fft);
 138   AUBIO_FREE (p);
 139 }