101deb823236ce49f9966bdeab4e751c949a2fc0
[aubio.git] / src / spectral / mfcc.c
1 /*
2   Copyright (C) 2007-2009 Paul Brossier <piem@aubio.org>
3                       and Amaury Hazan <ahazan@iua.upf.edu>
4
5   This file is part of aubio.
6
7   aubio is free software: you can redistribute it and/or modify
8   it under the terms of the GNU General Public License as published by
9   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
10   (at your option) any later version.
11
12   aubio is distributed in the hope that it will be useful,
13   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15   GNU General Public License for more details.
16
17   You should have received a copy of the GNU General Public License
18   along with aubio.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
19
20 */
21
22 #include "aubio_priv.h"
23 #include "fvec.h"
24 #include "fmat.h"
25 #include "cvec.h"
26 #include "mathutils.h"
27 #include "vecutils.h"
28 #include "spectral/fft.h"
29 #include "spectral/filterbank.h"
30 #include "spectral/filterbank_mel.h"
31 #include "spectral/mfcc.h"
32
33 /** Internal structure for mfcc object */
34
35 struct _aubio_mfcc_t
36 {
37   uint_t win_s;             /** grain length */
38   uint_t samplerate;        /** sample rate (needed?) */
39   uint_t n_filters;         /** number of  *filters */
40   uint_t n_coefs;           /** number of coefficients (<= n_filters/2 +1) */
41   aubio_filterbank_t *fb;   /** filter bank */
42   fvec_t *in_dct;           /** input buffer for dct * [fb->n_filters] */
43   fmat_t *dct_coeffs;       /** DCT transform n_filters * n_coeffs */
44 };
45
46
47 aubio_mfcc_t *
48 new_aubio_mfcc (uint_t win_s, uint_t n_filters, uint_t n_coefs,
49     uint_t samplerate)
50 {
51
52   /* allocate space for mfcc object */
53   aubio_mfcc_t *mfcc = AUBIO_NEW (aubio_mfcc_t);
54   smpl_t scaling;
55
56   uint_t i, j;
57
58   mfcc->win_s = win_s;
59   mfcc->samplerate = samplerate;
60   mfcc->n_filters = n_filters;
61   mfcc->n_coefs = n_coefs;
62
63   /* filterbank allocation */
64   mfcc->fb = new_aubio_filterbank (n_filters, mfcc->win_s);
65   aubio_filterbank_set_mel_coeffs_slaney (mfcc->fb, samplerate);
66
67   /* allocating buffers */
68   mfcc->in_dct = new_fvec (n_filters);
69
70   mfcc->dct_coeffs = new_fmat (n_coefs, n_filters);
71
72   /* compute DCT transform dct_coeffs[j][i] as
73      cos ( j * (i+.5) * PI / n_filters ) */
74   scaling = 1. / SQRT (n_filters / 2.);
75   for (i = 0; i < n_filters; i++) {
76     for (j = 0; j < n_coefs; j++) {
77       mfcc->dct_coeffs->data[j][i] =
78           scaling * COS (j * (i + 0.5) * PI / n_filters);
79     }
80     mfcc->dct_coeffs->data[0][i] *= SQRT (2.) / 2.;
81   }
82
83   return mfcc;
84 }
85
86 void
87 del_aubio_mfcc (aubio_mfcc_t * mf)
88 {
89
90   /* delete filterbank */
91   del_aubio_filterbank (mf->fb);
92
93   /* delete buffers */
94   del_fvec (mf->in_dct);
95   del_fmat (mf->dct_coeffs);
96
97   /* delete mfcc object */
98   AUBIO_FREE (mf);
99 }
100
101
102 void
103 aubio_mfcc_do (aubio_mfcc_t * mf, const cvec_t * in, fvec_t * out)
104 {
105   /* compute filterbank */
106   aubio_filterbank_do (mf->fb, in, mf->in_dct);
107
108   /* compute log10 */
109   fvec_log10 (mf->in_dct);
110
111   /* raise power */
112   //fvec_pow (mf->in_dct, 3.);
113
114   /* compute mfccs */
115   fmat_vecmul(mf->dct_coeffs, mf->in_dct, out);
116
117   return;
118 }