libavcodec/acelp_filters.h

   1 /*
   2  * various filters for ACELP-based codecs
   3  *
   4  * Copyright (c) 2008 Vladimir Voroshilov
   5  *
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  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 #ifndef FFMPEG_ACELP_FILTERS_H
  24 #define FFMPEG_ACELP_FILTERS_H
  25
  26 #include <stdint.h>
  27
  28 /**
  29  * low-pass Finite Impulse Response filter coefficients.
  30  *
  31  * Hamming windowed sinc filter with cutoff freq 3/40 of the sampling freq.
  32  * This array only contains the right half of the filter.
  33  * This filter is likely identical to the one used in G.729, though this
  34  * could not be determined from the original comments with certainity.
  35  */
  36 extern const int16_t ff_acelp_interp_filter[61];
  37
  38 /**
  39  * Generic interpolation routine.
  40  * @param out [out] buffer for interpolated data
  41  * @param in input data
  42  * @param filter_coeffs interpolation filter coefficients (0.15)
  43  * @param precision filter is able to interpolate with 1/precision precision of pitch delay
  44  * @param pitch_delay_frac pitch delay, fractional part [0..precision-1]
  45  * @param filter_length filter length
  46  * @param length length of speech data to process
  47  *
  48  * filter_coeffs contains coefficients of the positive half of the symmetric
  49  * interpolation filter. filter_coeffs[0] should the central (unpaired) coefficient.
  50  * See ff_acelp_interp_filter for an example.
  51  *
  52  */
  53 void ff_acelp_interpolate(
  54         int16_t* out,
  55         const int16_t* in,
  56         const int16_t* filter_coeffs,
  57         int precision,
  58         int pitch_delay_frac,
  59         int filter_length,
  60         int length);
  61
  62 /**
  63  * Circularly convolve fixed vector with a phase dispersion impulse
  64  *        response filter (D.6.2 of G.729 and 6.1.5 of AMR).
  65  * @param fc_out vector with filter applied
  66  * @param fc_in source vector
  67  * @param filter phase filter coefficients
  68  *
  69  *  fc_out[n] = sum(i,0,len-1){ fc_in[i] * filter[(len + n - i)%len] }
  70  *
  71  * \note fc_in and fc_out should not overlap!
  72  */
  73 void ff_acelp_convolve_circ(
  74         int16_t* fc_out,
  75         const int16_t* fc_in,
  76         const int16_t* filter,
  77         int subframe_size);
  78
  79 /**
  80  * LP synthesis filter.
  81  * @param out [out] pointer to output buffer
  82  * @param filter_coeffs filter coefficients (-0x8000 <= (3.12) < 0x8000)
  83  * @param in input signal
  84  * @param buffer_length amount of data to process
  85  * @param filter_length filter length (10 for 10th order LP filter)
  86  * @param stop_on_overflow   1 - return immediately if overflow occurs
  87  *                           0 - ignore overflows
  88  * @param rounder the amount to add for rounding (usually 0x800 or 0xfff)
  89  *
  90  * @return 1 if overflow occurred, 0 - otherwise
  91  *
  92  * @note Output buffer must contain 10 samples of past
  93  *       speech data before pointer.
  94  *
  95  * Routine applies 1/A(z) filter to given speech data.
  96  */
  97 int ff_acelp_lp_synthesis_filter(
  98         int16_t *out,
  99         const int16_t* filter_coeffs,
 100         const int16_t* in,
 101         int buffer_length,
 102         int filter_length,
 103         int stop_on_overflow,
 104         int rounder);
 105
 106 /**
 107  * Calculates coefficients of weighted A(z/weight) filter.
 108  * @param out [out] weighted A(z/weight) result
 109  *                  filter (-0x8000 <= (3.12) < 0x8000)
 110  * @param in source filter (-0x8000 <= (3.12) < 0x8000)
 111  * @param weight_pow array containing weight^i (-0x8000 <= (0.15) < 0x8000)
 112  * @param filter_length filter length (11 for 10th order LP filter)
 113  *
 114  * out[i]=weight_pow[i]*in[i] , i=0..9
 115  */
 116 void ff_acelp_weighted_filter(
 117         int16_t *out,
 118         const int16_t* in,
 119         const int16_t *weight_pow,
 120         int filter_length);
 121
 122 /**
 123  * high-pass filtering and upscaling (4.2.5 of G.729).
 124  * @param out [out] output buffer for filtered speech data
 125  * @param hpf_f [in/out] past filtered data from previous (2 items long)
 126  *                       frames (-0x20000000 <= (14.13) < 0x20000000)
 127  * @param in speech data to process
 128  * @param length input data size
 129  *
 130  * out[i] = 0.93980581 * in[i] - 1.8795834 * in[i-1] + 0.93980581 * in[i-2] +
 131  *          1.9330735 * out[i-1] - 0.93589199 * out[i-2]
 132  *
 133  * The filter has a cut-off frequency of 100Hz
 134  *
 135  * @note Two items before the top of the out buffer must contain two items from the
 136  *       tail of the previous subframe.
 137  *
 138  * @remark It is safe to pass the same array in in and out parameters.
 139  *
 140  * @remark AMR uses mostly the same filter (cut-off frequency 60Hz, same formula,
 141  *         but constants differs in 5th sign after comma). Fortunately in
 142  *         fixed-point all coefficients are the same as in G.729. Thus this
 143  *         routine can be used for the fixed-point AMR decoder, too.
 144  */
 145 void ff_acelp_high_pass_filter(
 146         int16_t* out,
 147         int hpf_f[2],
 148         const int16_t* in,
 149         int length);
 150
 151 #endif /* FFMPEG_ACELP_FILTERS_H */