src/spectral/dct.c

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  19 */
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  21 /** \file
  22
  23   Discrete Cosine Transform
  24
  25   Functions aubio_dct_do() and aubio_dct_rdo() are equivalent to MATLAB/Octave
  26   dct() and idct() functions, as well as scipy.fftpack.dct(x, norm='ortho') and
  27   scipy.fftpack.idct(x, norm='ortho')
  28
  29   \example spectral/test-dct.c
  30
  31 */
  32
  33 #include "aubio_priv.h"
  34 #include "fvec.h"
  35 #include "spectral/dct.h"
  36
  37 // function pointers prototypes
  38 typedef void (*aubio_dct_do_t)(aubio_dct_t * s, const fvec_t * input, fvec_t * output);
  39 typedef void (*aubio_dct_rdo_t)(aubio_dct_t * s, const fvec_t * input, fvec_t * output);
  40 typedef void (*del_aubio_dct_t)(aubio_dct_t * s);
  41
  42 #if defined(HAVE_ACCELERATE)
  43 typedef struct _aubio_dct_opt_t aubio_dct_accelerate_t;
  44 extern aubio_dct_accelerate_t * new_aubio_dct_accelerate (uint_t size);
  45 extern void aubio_dct_accelerate_do(aubio_dct_accelerate_t *s, const fvec_t *input, fvec_t *output);
  46 extern void aubio_dct_accelerate_rdo(aubio_dct_accelerate_t *s, const fvec_t *input, fvec_t *output);
  47 extern void del_aubio_dct_accelerate (aubio_dct_accelerate_t *s);
  48 #elif defined(HAVE_FFTW3)
  49 typedef struct _aubio_dct_opt_t aubio_dct_fftw_t;
  50 extern aubio_dct_fftw_t * new_aubio_dct_fftw (uint_t size);
  51 extern void aubio_dct_fftw_do(aubio_dct_fftw_t *s, const fvec_t *input, fvec_t *output);
  52 extern void aubio_dct_fftw_rdo(aubio_dct_fftw_t *s, const fvec_t *input, fvec_t *output);
  53 extern void del_aubio_dct_fftw (aubio_dct_fftw_t *s);
  54 #elif defined(HAVE_INTEL_IPP)
  55 typedef struct _aubio_dct_ipp_t aubio_dct_ipp_t;
  56 extern aubio_dct_ipp_t * new_aubio_dct_ipp (uint_t size);
  57 extern void aubio_dct_ipp_do(aubio_dct_ipp_t *s, const fvec_t *input, fvec_t *output);
  58 extern void aubio_dct_ipp_rdo(aubio_dct_ipp_t *s, const fvec_t *input, fvec_t *output);
  59 extern void del_aubio_dct_ipp (aubio_dct_ipp_t *s);
  60 #else
  61 typedef struct _aubio_dct_ooura_t aubio_dct_ooura_t;
  62 extern aubio_dct_ooura_t * new_aubio_dct_ooura (uint_t size);
  63 extern void aubio_dct_ooura_do(aubio_dct_ooura_t *s, const fvec_t *input, fvec_t *output);
  64 extern void aubio_dct_ooura_rdo(aubio_dct_ooura_t *s, const fvec_t *input, fvec_t *output);
  65 extern void del_aubio_dct_ooura (aubio_dct_ooura_t *s);
  66 #endif
  67
  68 // plain mode
  69 typedef struct _aubio_dct_plain_t aubio_dct_plain_t;
  70 extern aubio_dct_plain_t * new_aubio_dct_plain (uint_t size);
  71 extern void aubio_dct_plain_do(aubio_dct_plain_t *s, const fvec_t *input, fvec_t *output);
  72 extern void aubio_dct_plain_rdo(aubio_dct_plain_t *s, const fvec_t *input, fvec_t *output);
  73 extern void del_aubio_dct_plain (aubio_dct_plain_t *s);
  74
  75 struct _aubio_dct_t {
  76   void *dct;
  77   aubio_dct_do_t dct_do;
  78   aubio_dct_rdo_t dct_rdo;
  79   del_aubio_dct_t del_dct;
  80 };
  81
  82 aubio_dct_t* new_aubio_dct (uint_t size) {
  83   aubio_dct_t * s = AUBIO_NEW(aubio_dct_t);
  84   if ((sint_t)size <= 0) goto beach;
  85 #if defined(HAVE_ACCELERATE)
  86   // TODO check
  87   // vDSP supports sizes = f * 2 ** n, where n >= 4 and f in [1, 3, 5, 15]
  88   // see https://developer.apple.com/documentation/accelerate/1449930-vdsp_dct_createsetup
  89   if (aubio_is_power_of_two(size/16) != 1
  90       || (size/16 != 3 && size/16 != 5 && size/16 != 15)) {
  91     goto plain;
  92   }
  93   s->dct = (void *)new_aubio_dct_accelerate (size);
  94   if (s->dct) {
  95     s->dct_do = (aubio_dct_do_t)aubio_dct_accelerate_do;
  96     s->dct_rdo = (aubio_dct_rdo_t)aubio_dct_accelerate_rdo;
  97     s->del_dct = (del_aubio_dct_t)del_aubio_dct_accelerate;
  98     return s;
  99   }
 100 #elif defined(HAVE_FFTW3)
 101   // fftw supports any positive integer size
 102   s->dct = (void *)new_aubio_dct_fftw (size);
 103   if (s->dct) {
 104     s->dct_do = (aubio_dct_do_t)aubio_dct_fftw_do;
 105     s->dct_rdo = (aubio_dct_rdo_t)aubio_dct_fftw_rdo;
 106     s->del_dct = (del_aubio_dct_t)del_aubio_dct_fftw;
 107     return s;
 108   } else {
 109     AUBIO_WRN("dct: unexcepected error while creating dct_fftw with size %d",
 110         size);
 111     goto plain;
 112   }
 113 #elif defined(HAVE_INTEL_IPP)
 114   // unclear from the docs, but intel ipp seems to support any size
 115   s->dct = (void *)new_aubio_dct_ipp (size);
 116   if (s->dct) {
 117     s->dct_do = (aubio_dct_do_t)aubio_dct_ipp_do;
 118     s->dct_rdo = (aubio_dct_rdo_t)aubio_dct_ipp_rdo;
 119     s->del_dct = (del_aubio_dct_t)del_aubio_dct_ipp;
 120     return s;
 121   } else {
 122     AUBIO_WRN("dct: unexcepected error while creating dct_ipp with size %d",
 123         size);
 124     goto plain;
 125   }
 126 #else
 127   // ooura does not support sizes < 16 or non-power of 2
 128   if (aubio_is_power_of_two(size) != 1 || size < 16) {
 129     goto plain;
 130   }
 131   s->dct = (void *)new_aubio_dct_ooura (size);
 132   if (s->dct) {
 133     s->dct_do = (aubio_dct_do_t)aubio_dct_ooura_do;
 134     s->dct_rdo = (aubio_dct_rdo_t)aubio_dct_ooura_rdo;
 135     s->del_dct = (del_aubio_dct_t)del_aubio_dct_ooura;
 136     return s;
 137   }
 138 #endif
 139   // falling back to plain mode
 140   AUBIO_WRN("dct: d no optimised implementation could be created for size %d",
 141       size);
 142 plain:
 143   s->dct = (void *)new_aubio_dct_plain (size);
 144   if (s->dct) {
 145     s->dct_do = (aubio_dct_do_t)aubio_dct_plain_do;
 146     s->dct_rdo = (aubio_dct_rdo_t)aubio_dct_plain_rdo;
 147     s->del_dct = (del_aubio_dct_t)del_aubio_dct_plain;
 148     return s;
 149   } else {
 150     goto beach;
 151   }
 152 beach:
 153   AUBIO_ERROR("dct: failed creating with size %d, should be > 0", size);
 154   AUBIO_FREE (s);
 155   return NULL;
 156 }
 157
 158 void del_aubio_dct(aubio_dct_t *s) {
 159   if (s->dct && s->del_dct) s->del_dct (s->dct);
 160   AUBIO_FREE (s);
 161 }
 162
 163 void aubio_dct_do(aubio_dct_t *s, const fvec_t *input, fvec_t *output) {
 164   s->dct_do ((void *)s->dct, input, output);
 165 }
 166
 167 void aubio_dct_rdo(aubio_dct_t *s, const fvec_t *input, fvec_t *output) {
 168   s->dct_rdo ((void *)s->dct, input, output);
 169 }