src/spectral/phasevoc.c

   1 /*
   2    Copyright (C) 2003 Paul Brossier
   3
   4    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5    it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6    the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   7    (at your option) any later version.
   8
   9    This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12    GNU General Public License for more details.
  13
  14    You should have received a copy of the GNU General Public License
  15    along with this program; if not, write to the Free Software
  16    Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  17
  18 */
  19
  20 #include "aubio_priv.h"
  21 #include "fvec.h"
  22 #include "cvec.h"
  23 #include "mathutils.h"
  24 #include "spectral/fft.h"
  25 #include "spectral/phasevoc.h"
  26
  27 /** phasevocoder internal object */
  28 struct _aubio_pvoc_t {
  29   uint_t win_s;       /** grain length */
  30   uint_t hop_s;       /** overlap step */
  31   uint_t channels;    /** number of channels */
  32   aubio_fft_t * fft;  /** fft object */
  33   fvec_t * synth;     /** cur output grain [win_s] */
  34   fvec_t * synthold;  /** last input frame [win_s-hop_s] */
  35   fvec_t * data;      /** current input grain [win_s] */
  36   fvec_t * dataold;   /** last input frame [win_s-hop_s] */
  37   fvec_t * w;         /** grain window [win_s] */
  38 };
  39
  40
  41 /** returns data and dataold slided by hop_s */
  42 static void aubio_pvoc_swapbuffers(smpl_t * data, smpl_t * dataold, const
  43     smpl_t * datanew, uint_t win_s, uint_t hop_s);
  44
  45 /** do additive synthesis from 'old' and 'cur' */
  46 static void aubio_pvoc_addsynth(const smpl_t * synth, smpl_t * synthold,
  47     smpl_t * synthnew, uint_t win_s, uint_t hop_s);
  48
  49 void aubio_pvoc_do(aubio_pvoc_t *pv, fvec_t * datanew, cvec_t *fftgrain) {
  50   uint_t i;
  51   for (i=0; i<pv->channels; i++) {
  52     /* slide  */
  53     aubio_pvoc_swapbuffers(pv->data->data[i],pv->dataold->data[i],
  54         datanew->data[i],pv->win_s,pv->hop_s);
  55   }
  56   /* windowing */
  57   fvec_weight(pv->data, pv->w);
  58   /* shift */
  59   vec_shift(pv->data);
  60   /* calculate fft */
  61   aubio_fft_do (pv->fft,pv->data,fftgrain);
  62 }
  63
  64 void aubio_pvoc_rdo(aubio_pvoc_t *pv,cvec_t * fftgrain, fvec_t * synthnew) {
  65   uint_t i;
  66   /* calculate rfft */
  67   aubio_fft_rdo(pv->fft,fftgrain,pv->synth);
  68   /* unshift */
  69   vec_shift(pv->synth);
  70   for (i=0; i<pv->channels; i++) {
  71     aubio_pvoc_addsynth(pv->synth->data[i],pv->synthold->data[i],
  72         synthnew->data[i],pv->win_s,pv->hop_s);
  73   }
  74 }
  75
  76 aubio_pvoc_t * new_aubio_pvoc (uint_t win_s, uint_t hop_s, uint_t channels) {
  77   aubio_pvoc_t * pv = AUBIO_NEW(aubio_pvoc_t);
  78
  79   /* if (win_s < 2*hop_s) {
  80     AUBIO_WRN("Hop size bigger than half the window size!\n");
  81   } */
  82
  83   if (hop_s < 1) {
  84     AUBIO_ERR("Hop size is smaller than 1!\n");
  85     AUBIO_ERR("Resetting hop size to half the window size.\n");
  86     hop_s = win_s / 2;
  87   }
  88
  89   pv->fft      = new_aubio_fft(win_s,channels);
  90
  91   /* remember old */
  92   pv->data     = new_fvec (win_s, channels);
  93   pv->synth    = new_fvec (win_s, channels);
  94
  95   /* new input output */
  96   pv->dataold  = new_fvec  (win_s-hop_s, channels);
  97   pv->synthold = new_fvec (win_s-hop_s, channels);
  98   pv->w        = new_aubio_window (win_s, aubio_win_hanningz);
  99
 100   pv->channels = channels;
 101   pv->hop_s    = hop_s;
 102   pv->win_s    = win_s;
 103
 104   return pv;
 105 }
 106
 107 void del_aubio_pvoc(aubio_pvoc_t *pv) {
 108   del_fvec(pv->data);
 109   del_fvec(pv->synth);
 110   del_fvec(pv->dataold);
 111   del_fvec(pv->synthold);
 112   del_fvec(pv->w);
 113   del_aubio_fft(pv->fft);
 114   AUBIO_FREE(pv);
 115 }
 116
 117 static void aubio_pvoc_swapbuffers(smpl_t * data, smpl_t * dataold,
 118     const smpl_t * datanew, uint_t win_s, uint_t hop_s)
 119 {
 120   uint_t i;
 121   for (i=0;i<win_s-hop_s;i++)
 122     data[i] = dataold[i];
 123   for (i=0;i<hop_s;i++)
 124     data[win_s-hop_s+i] = datanew[i];
 125   for (i=0;i<win_s-hop_s;i++)
 126     dataold[i] = data[i+hop_s];
 127 }
 128
 129 static void aubio_pvoc_addsynth(const smpl_t * synth, smpl_t * synthold,
 130                 smpl_t * synthnew, uint_t win_s, uint_t hop_s)
 131 {
 132   uint_t i;
 133   smpl_t scale = 2*hop_s/(win_s+.0);
 134   /* add new synth to old one and put result in synthnew */
 135   for (i=0;i<hop_s;i++)
 136     synthnew[i] = synthold[i]+synth[i]*scale;
 137   /* shift synthold */
 138   for (i=0;i<win_s-2*hop_s;i++)
 139     synthold[i] = synthold[i+hop_s];
 140   /* erase last frame in synthold */
 141   for (i=win_s-hop_s;i<win_s;i++)
 142     synthold[i-hop_s]=0.;
 143   /* additive synth */
 144   for (i=0;i<win_s-hop_s;i++)
 145     synthold[i] += synth[i+hop_s]*scale;
 146 }
 147