src/spectral/mfcc.c

   1 /*
   2    Copyright (C) 2006 Amaury Hazan
   3    Ported to aubio from LibXtract
   4    http://libxtract.sourceforge.net/
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   7    This program 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 2 of the License, or
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  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.
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  17    You should have received a copy of the GNU General Public License
  18    along with this program; if not, write to the Free Software
  19    Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  20
  21 */
  22
  23 #include "aubio_priv.h"
  24 #include "fvec.h"
  25 #include "cvec.h"
  26 #include "spectral/fft.h"
  27 #include "spectral/filterbank_mel.h"
  28 #include "spectral/mfcc.h"
  29
  30 /** Internal structure for mfcc object **/
  31
  32 struct aubio_mfcc_t_{
  33   uint_t win_s;             /** grain length */
  34   uint_t samplerate;        /** sample rate (needed?) */
  35   uint_t channels;          /** number of channels */
  36   uint_t n_filters;         /** number of  *filters */
  37   uint_t n_coefs;           /** number of coefficients (<= n_filters/2 +1) */
  38   smpl_t lowfreq;           /** lowest frequency for filters */
  39   smpl_t highfreq;          /** highest frequency for filters */
  40   aubio_filterbank_t * fb;  /** filter bank */
  41   fvec_t * in_dct;          /** input buffer for dct * [fb->n_filters] */
  42   aubio_fft_t * fft_dct;   /** fft object for dct */
  43   cvec_t * fftgrain_dct;    /** output buffer for dct */
  44 };
  45
  46
  47 aubio_mfcc_t * new_aubio_mfcc (uint_t win_s, uint_t samplerate, uint_t n_filters, uint_t n_coefs, smpl_t lowfreq, smpl_t highfreq, uint_t channels){
  48   /** allocating space for mfcc object */
  49   aubio_mfcc_t * mfcc = AUBIO_NEW(aubio_mfcc_t);
  50
  51   //we need (n_coefs-1)*2 filters to obtain n_coefs coefficients after dct
  52   //uint_t n_filters = (n_coefs-1)*2;
  53
  54   mfcc->win_s=win_s;
  55   mfcc->samplerate=samplerate;
  56   mfcc->channels=channels;
  57   mfcc->n_filters=n_filters;
  58   mfcc->n_coefs=n_coefs;
  59   mfcc->lowfreq=lowfreq;
  60   mfcc->highfreq=highfreq;
  61
  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 space for fft object (used for dct) */
  68   mfcc->fft_dct=new_aubio_fft(n_filters, 1);
  69
  70   /** allocating buffers */
  71   mfcc->in_dct=new_fvec(mfcc->win_s, 1);
  72
  73   mfcc->fftgrain_dct=new_cvec(n_filters, 1);
  74
  75   return mfcc;
  76 };
  77
  78 void del_aubio_mfcc(aubio_mfcc_t *mf){
  79   /** deleting filterbank */
  80   del_aubio_filterbank(mf->fb);
  81   /** deleting fft object */
  82   del_aubio_fft(mf->fft_dct);
  83   /** deleting buffers */
  84   del_fvec(mf->in_dct);
  85   del_cvec(mf->fftgrain_dct);
  86
  87   /** deleting mfcc object */
  88   AUBIO_FREE(mf);
  89 }
  90
  91
  92 /** intermediate dct involved in aubio_mfcc_do
  93
  94   \param mf mfcc object as returned by new_aubio_mfcc
  95   \param in input spectrum (n_filters long)
  96   \param out output mel coefficients buffer (n_filters/2 +1 long)
  97
  98 */
  99 void aubio_dct_do(aubio_mfcc_t * mf, fvec_t *in, fvec_t *out);
 100
 101 void aubio_mfcc_do(aubio_mfcc_t * mf, cvec_t *in, fvec_t *out){
 102     // compute filterbank
 103     aubio_filterbank_do(mf->fb, in, mf->in_dct);
 104     //TODO: check that zero padding
 105     // the following line seems useless since the in_dct buffer has the correct size
 106     //for(n = filter + 1; n < N; n++) result[n] = 0;
 107
 108     aubio_dct_do(mf, mf->in_dct, out);
 109
 110     return;
 111 }
 112
 113 void aubio_dct_do(aubio_mfcc_t * mf, fvec_t *in, fvec_t *out){
 114     uint_t i;
 115     //compute mag spectrum
 116     aubio_fft_do (mf->fft_dct, in, mf->fftgrain_dct);
 117     //extract real part of fft grain
 118     for(i=0; i<mf->n_coefs ;i++){
 119     //for(i=0; i<out->length;i++){
 120       out->data[0][i]= mf->fftgrain_dct->norm[0][i]
 121         *COS(mf->fftgrain_dct->phas[0][i]);
 122     }
 123     return;
 124 }
 125