da8c97c4d18229117cb64afb43779d403c793e4c
[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/dct.h"
32 #include "spectral/mfcc.h"
33
34 /** Internal structure for mfcc object */
35
36 struct _aubio_mfcc_t
37 {
38   uint_t win_s;             /** grain length */
39   uint_t samplerate;        /** sample rate (needed?) */
40   uint_t n_filters;         /** number of filters */
41   uint_t n_coefs;           /** number of coefficients (<= n_filters/2 +1) */
42   aubio_filterbank_t *fb;   /** filter bank */
43   fvec_t *in_dct;           /** input buffer for dct * [fb->n_filters] */
44   aubio_dct_t *dct;         /** dct object */
45   fvec_t *output;           /** dct output */
46   smpl_t scale;
47 };
48
49
50 aubio_mfcc_t *
51 new_aubio_mfcc (uint_t win_s, uint_t n_filters, uint_t n_coefs,
52     uint_t samplerate)
53 {
54
55   /* allocate space for mfcc object */
56   aubio_mfcc_t *mfcc = AUBIO_NEW (aubio_mfcc_t);
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   if (n_filters == 40)
66     aubio_filterbank_set_mel_coeffs_slaney (mfcc->fb, samplerate);
67   else
68     aubio_filterbank_set_mel_coeffs(mfcc->fb, samplerate,
69         0, samplerate/2.);
70
71   /* allocating buffers */
72   mfcc->in_dct = new_fvec (n_filters);
73
74   mfcc->dct = new_aubio_dct (n_filters);
75   mfcc->output = new_fvec (n_filters);
76
77   mfcc->scale = 1.;
78
79   return mfcc;
80 }
81
82 void
83 del_aubio_mfcc (aubio_mfcc_t * mf)
84 {
85
86   /* delete filterbank */
87   del_aubio_filterbank (mf->fb);
88
89   /* delete buffers */
90   del_fvec (mf->in_dct);
91   del_aubio_dct (mf->dct);
92   del_fvec (mf->output);
93
94   /* delete mfcc object */
95   AUBIO_FREE (mf);
96 }
97
98
99 void
100 aubio_mfcc_do (aubio_mfcc_t * mf, const cvec_t * in, fvec_t * out)
101 {
102   fvec_t tmp;
103
104   /* compute filterbank */
105   aubio_filterbank_do (mf->fb, in, mf->in_dct);
106
107   /* compute log10 */
108   fvec_log10 (mf->in_dct);
109
110   if (mf->scale != 1) fvec_mul (mf->in_dct, mf->scale);
111
112   /* compute mfccs */
113   aubio_dct_do(mf->dct, mf->in_dct, mf->output);
114   // copy only first n_coeffs elements
115   // TODO assert mf->output->length == n_coeffs
116   tmp.data = mf->output->data;
117   tmp.length = out->length;
118   fvec_copy(&tmp, out);
119
120   return;
121 }
122
123 uint_t aubio_mfcc_set_power (aubio_mfcc_t *mf, smpl_t power)
124 {
125   return aubio_filterbank_set_power(mf->fb, power);
126 }
127
128 uint_t aubio_mfcc_get_power (aubio_mfcc_t *mf)
129 {
130   return aubio_filterbank_get_power(mf->fb);
131 }
132
133 uint_t aubio_mfcc_set_scale (aubio_mfcc_t *mf, smpl_t scale)
134 {
135   mf->scale = scale;
136   return AUBIO_OK;
137 }
138
139 uint_t aubio_mfcc_get_scale (aubio_mfcc_t *mf)
140 {
141   return mf->scale;
142 }
143
144 uint_t aubio_mfcc_set_mel_coeffs (aubio_mfcc_t *mf, smpl_t freq_min,
145     smpl_t freq_max)
146 {
147   return aubio_filterbank_set_mel_coeffs(mf->fb, mf->samplerate,
148       freq_min, freq_max);
149 }
150
151 uint_t aubio_mfcc_set_mel_coeffs_htk (aubio_mfcc_t *mf, smpl_t freq_min,
152     smpl_t freq_max)
153 {
154   return aubio_filterbank_set_mel_coeffs_htk(mf->fb, mf->samplerate,
155       freq_min, freq_max);
156 }
157
158 uint_t aubio_mfcc_set_mel_coeffs_slaney (aubio_mfcc_t *mf)
159 {
160   return aubio_filterbank_set_mel_coeffs_slaney (mf->fb, mf->samplerate);
161 }