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->fft = new_aubio_fft (bufsize);
  57   if (!p->fft) goto beach;
  58   p->winput = new_fvec (bufsize);
  59   p->fftOut = new_cvec (bufsize);
  60   p->fftLastPhase = new_fvec (bufsize);
  61   p->win = new_aubio_window ("hanning", bufsize);
  62   return p;
  63
  64 beach:
  65   AUBIO_FREE(p);
  66   return NULL;
  67 }
  68
  69 /* input must be stepsize long */
  70 void
  71 aubio_pitchfcomb_do (aubio_pitchfcomb_t * p, const fvec_t * input, fvec_t * output)
  72 {
  73   uint_t k, l, maxharm = 0;
  74   smpl_t phaseDifference = TWO_PI * (smpl_t) p->stepSize / (smpl_t) p->fftSize;
  75   aubio_fpeak_t peaks[MAX_PEAKS];
  76
  77   for (k = 0; k < MAX_PEAKS; k++) {
  78     peaks[k].db = -200.;
  79     peaks[k].bin = 0.;
  80   }
  81
  82   for (k = 0; k < input->length; k++) {
  83     p->winput->data[k] = p->win->data[k] * input->data[k];
  84   }
  85   aubio_fft_do (p->fft, p->winput, p->fftOut);
  86
  87   for (k = 0; k <= p->fftSize / 2; k++) {
  88     smpl_t
  89         magnitude =
  90         20. * LOG10 (2. * p->fftOut->norm[k] / (smpl_t) p->fftSize),
  91         phase = p->fftOut->phas[k], tmp, bin;
  92
  93     /* compute phase difference */
  94     tmp = phase - p->fftLastPhase->data[k];
  95     p->fftLastPhase->data[k] = phase;
  96
  97     /* subtract expected phase difference */
  98     tmp -= (smpl_t) k *phaseDifference;
  99
 100     /* map delta phase into +/- Pi interval */
 101     tmp = aubio_unwrap2pi (tmp);
 102
 103     /* get deviation from bin frequency from the +/- Pi interval */
 104     tmp = p->fftSize / (smpl_t) p->stepSize * tmp / (TWO_PI);
 105
 106     /* compute the k-th partials' true bin */
 107     bin = (smpl_t) k + tmp;
 108
 109     if (bin > 0.0 && magnitude > peaks[0].db) {       // && magnitude < 0) {
 110       memmove (peaks + 1, peaks, sizeof (aubio_fpeak_t) * (MAX_PEAKS - 1));
 111       peaks[0].bin = bin;
 112       peaks[0].db = magnitude;
 113     }
 114   }
 115
 116   k = 0;
 117   for (l = 1; l < MAX_PEAKS && peaks[l].bin > 0.0; l++) {
 118     sint_t harmonic;
 119     for (harmonic = 5; harmonic > 1; harmonic--) {
 120       if (peaks[0].bin / peaks[l].bin < harmonic + .02 &&
 121           peaks[0].bin / peaks[l].bin > harmonic - .02) {
 122         if (harmonic > (sint_t) maxharm && peaks[0].db < peaks[l].db / 2) {
 123           maxharm = harmonic;
 124           k = l;
 125         }
 126       }
 127     }
 128   }
 129   output->data[0] = peaks[k].bin;
 130   /* quick hack to clean output a bit */
 131   if (peaks[k].bin > 5000.)
 132     output->data[0] = 0.;
 133 }
 134
 135 void
 136 del_aubio_pitchfcomb (aubio_pitchfcomb_t * p)
 137 {
 138   del_cvec (p->fftOut);
 139   del_fvec (p->fftLastPhase);
 140   del_fvec (p->win);
 141   del_fvec (p->winput);
 142   del_aubio_fft (p->fft);
 143   AUBIO_FREE (p);
 144 }