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 }