nb_celp_dec.c
上传用户:sun1608
上传日期:2007-02-02
资源大小:6116k
文件大小:17k
源码类别:

流媒体/Mpeg4/MP4

开发平台:

Visual C++

  1. /*
  2. This software module was originally developed by
  3. Ron Burns (Hughes Electronics)
  4. and edited by
  5. Naoya Tanaka (Matsushita Communication Industrial Co., Ltd.)
  6. Toshiyuki Nomura (NEC Corporation)
  7. in the course of development of the
  8. MPEG-2 NBC/MPEG-4 Audio standard ISO/IEC 13818-7, 14496-1,2 and 3.
  9. This software module is an implementation of a part of one or more
  10. MPEG-2 NBC/MPEG-4 Audio tools as specified by the MPEG-2 NBC/MPEG-4 Audio
  11. standard. ISO/IEC  gives users of the MPEG-2 NBC/MPEG-4 Audio standards
  12. free license to this software module or modifications thereof for use in
  13. hardware or software products claiming conformance to the MPEG-2 NBC/
  14. MPEG-4 Audio  standards. Those intending to use this software module in
  15. hardware or software products are advised that this use may infringe
  16. existing patents. The original developer of this software module and
  17. his/her company, the subsequent editors and their companies, and ISO/IEC
  18. have no liability for use of this software module or modifications
  19. thereof in an implementation. Copyright is not released for non
  20. MPEG-2 NBC/MPEG-4 Audio conforming products. The original developer
  21. retains full right to use the code for his/her  own purpose, assign or
  22. donate the code to a third party and to inhibit third party from using
  23. the code for non MPEG-2 NBC/MPEG-4 Audio conforming products.
  24. This copyright notice must be included in all copies or derivative works.
  25. Copyright (c)1996.
  26. */
  27. /* MPEG-4 Audio Verification Model
  28.  *   CELP core (Ver. 3.01)
  29.  *                                                    
  30.  *  Framework:
  31.  *    Original: 06/18/96  R. Burns (Hughes Electronics)
  32.  *   Last Modified: 10/28/96  N.Tanaka (Panasonic)
  33.  *                       01/13/97  N.Tanaka (Panasonic)
  34.  *          02/27/97  T.Nomura (NEC)
  35.  *                       06/18/97  N.Tanaka (Panasonic)
  36.  *                                                    
  37.  *  Used Modules:
  38.  *    abs_bitstream_demux        : NEC/Panasonic
  39.  *    abs_lpc_decode             : Panasonic
  40.  *     (LPC-LSP conversion)      : AT&T
  41.  *    abs_excitation_generation  : NEC
  42.  *    abs_lpc_synthesis_filter   : Philips
  43.  *    abs_postprocessing         : AT&T
  44.  *
  45.  *    >>abs_lpc_interpolation is included in abs_lpc_decode module.
  46.  *
  47.  *  History:
  48.  *    Ver. 0.01  07/03/96 Born
  49.  *    Ver. 1.10  07/25/96 Panasonic LPC quantizer
  50.  *    Ver. 1.11  08/06/96 I/F revision
  51.  *    Ver. 1.12  09/04/96   I/F revision
  52.  *    Ver. 1.13  09/24/96   I/F revision
  53.  *    Ver. 2.00  11/07/96   Module replacement & I/F revisions
  54.  *    Ver. 2.11  01/13/96   Added 22bits ver. of Panasonic LSPVQ
  55.  *    Ver. 3.00  02/27/97   Added NEC Rate Control Functionality
  56.  *    Ver. 3.01  06/18/97   Panasonic LSPQ in source code 
  57.  */
  58. #include <stdio.h>
  59. #include <stdlib.h>
  60. #include <math.h>
  61. /* #include "libtsp.h" */ /* HP 971117 */
  62. #include "buffersHandle.h"       /* handler, defines, enums */
  63. #include "bitstream.h"
  64. #include "lpc_common.h"
  65. #include "celp_proto_dec.h"
  66. /* for Panasonic modules */
  67. #include "pan_celp_const.h"
  68. #include "pan_celp_proto.h"
  69. /* for AT&T modules */
  70. #include "att_proto.h"
  71. /* for Philips modules */
  72. /* Modified AG: 28-nov-96 */
  73. #include "phi_cons.h"
  74. #include "phi_lpc.h"
  75. /* for NEC modules */
  76. #include "nec_abs_const.h"
  77. #include "nec_abs_proto.h"
  78. /* -------------- */
  79. /* Initialization */
  80. /* -------------- */
  81. void nb_abs_lpc_decode(
  82.     unsigned long lpc_indices[],  /* in: LPC code indices */
  83.     float int_Qlpc_coefficients[], /* out: quantized & interpolated LPC*/ 
  84.     long lpc_order, /* in: order of LPC */
  85.     long n_subframes,                   /* in: number of subframes */
  86.     float *prev_Qlsp_coefficients
  87. )
  88. {
  89.     #include "inc_lsp22.tbl"
  90.     float *Qlsp_coefficients;
  91.     float *int_Qlsp_coefficients;
  92.     float *tmp_lpc_coefficients;
  93.     long i, j;
  94.     static float p_factor=PAN_LSP_AR_R_CELP;
  95.     static float min_gap=PAN_MINGAP_CELP;
  96.     float *lsp_tbl;
  97.     float *d_tbl;
  98.     float *pd_tbl;
  99.     long *dim_1;
  100.     long *dim_2;
  101.     long *ncd_1;
  102.     long *ncd_2;
  103. /* Memory allocation */
  104.     if((Qlsp_coefficients=(float *)calloc(lpc_order, sizeof(float)))==NULL) {
  105. printf("n Memory allocation error in abs_lpc_quantizern");
  106. exit(1);
  107. }
  108.     if((int_Qlsp_coefficients=(float *)calloc(lpc_order, sizeof(float)))==NULL) {
  109. printf("n Memory allocation error in abs_lpc_quantizern");
  110. exit(2);
  111. }
  112.     if((tmp_lpc_coefficients=(float *)calloc(lpc_order+1, sizeof(float)))==NULL) {
  113. printf("n Memory allocation error in abs_lpc_quantizern");
  114. exit(3);
  115. }
  116. /* LSP decode */
  117.         lsp_tbl = lsp_tbl22;
  118.         d_tbl = d_tbl22;
  119.         pd_tbl = pd_tbl22;
  120.         dim_1 = dim22_1;
  121.         dim_2 = dim22_2;
  122.         ncd_1 = ncd22_1;
  123.         ncd_2 = ncd22_2;
  124. pan_lspdec(prev_Qlsp_coefficients, Qlsp_coefficients, 
  125.             p_factor, min_gap, lpc_order, lpc_indices, 
  126.             lsp_tbl, d_tbl, pd_tbl, dim_1, ncd_1, dim_2, ncd_2, 1, 1);
  127. /* for Testing 
  128. for(i=0;i<lpc_order;i++) printf("%7.5f ", Qlsp_coefficients[i]);
  129. printf("n");
  130. */
  131. /* Interpolation & LSP -> LPC conversion */
  132.     for(i=0;i<n_subframes;i++) {
  133.         pan_lsp_interpolation(prev_Qlsp_coefficients, Qlsp_coefficients, 
  134.             int_Qlsp_coefficients, lpc_order, n_subframes, i);
  135.         for(j=0;j<lpc_order;j++) int_Qlsp_coefficients[j] *= PAN_PI;
  136.         lsf2pc(tmp_lpc_coefficients, int_Qlsp_coefficients, lpc_order);
  137. /* reverse the sign of input LPCs */
  138. /*   Philips:  A(z) = 1+a1z^(-1)+ ... +apz^(-p) */
  139. /*   AT&T, Panasonic: A(z) = 1-a1z^(-1)+ ... +apz^(-p) */
  140.         for(j=0;j<lpc_order;j++) 
  141.             int_Qlpc_coefficients[lpc_order*i+j] 
  142.                     = -tmp_lpc_coefficients[j+1];
  143.     }
  144.     pan_mv_fdata(prev_Qlsp_coefficients, Qlsp_coefficients, lpc_order);
  145.   FREE(Qlsp_coefficients);
  146.   FREE(int_Qlsp_coefficients);
  147.   FREE(tmp_lpc_coefficients);
  148. }
  149. void bws_lpc_decoder(
  150.         unsigned long    lpc_indices_16[],                               
  151.         float   int_Qlpc_coefficients_16[],     
  152.         long    lpc_order_8,
  153.         long    lpc_order_16,
  154.         long    n_subframes_16,
  155.         float   buf_Qlsp_coefficients_8[],     
  156.         float   prev_Qlsp_coefficients_16[]
  157. )
  158. {
  159.         float   *Qlsp_coefficients_16;
  160.         float   *int_Qlsp_coefficients_16;
  161.         float   *tmp_lpc_coefficients_16;
  162.         long    i,j;
  163.         
  164.         /*Memory allocation*/
  165.         if((Qlsp_coefficients_16 = (float *)calloc(lpc_order_16, sizeof(float))) == NULL){
  166.    printf("nMemory allocation err in lpc_decoder_16.n");
  167.    exit(1);
  168.         }
  169.         if((int_Qlsp_coefficients_16 = (float *)calloc(lpc_order_16, sizeof(float))) == NULL){
  170.    printf("nMemory allocation err in lpc_decoder_16.n");
  171.    exit(1);
  172.         }
  173.         if((tmp_lpc_coefficients_16 = (float *)calloc(lpc_order_16 + 1, sizeof(float))) == NULL){
  174.    printf("nMemory allocation err in lpc_quantizer_16.n");
  175.    exit(1);
  176.         }
  177.         
  178.         /* LSP Decode*/
  179.         nec_bws_lsp_decoder( lpc_indices_16, buf_Qlsp_coefficients_8,
  180.     Qlsp_coefficients_16,
  181.     lpc_order_16, lpc_order_8 );
  182.                 
  183.         /*Interpolation & LSP -> LPC conversion*/
  184.         for( i = 0; i < n_subframes_16; i++){
  185.    pan_lsp_interpolation(prev_Qlsp_coefficients_16,
  186.  Qlsp_coefficients_16, 
  187.  int_Qlsp_coefficients_16,
  188.  lpc_order_16, n_subframes_16, i);
  189.    lsf2pc(tmp_lpc_coefficients_16, int_Qlsp_coefficients_16,
  190.   lpc_order_16);
  191.    for( j = 0; j < lpc_order_16; j++)
  192.       int_Qlpc_coefficients_16[lpc_order_16 * i + j] = -tmp_lpc_coefficients_16[j+1];
  193.         }
  194.         
  195.         pan_mv_fdata(prev_Qlsp_coefficients_16, Qlsp_coefficients_16, lpc_order_16);
  196.         
  197.        FREE(Qlsp_coefficients_16);
  198.        FREE(int_Qlsp_coefficients_16);
  199.        FREE(tmp_lpc_coefficients_16);
  200.         
  201.         return;
  202. }       
  203. void nb_abs_excitation_generation(
  204. unsigned long shape_indices[],          /* in: shape code indices */
  205. unsigned long gain_indices[],           /* in: gain code indices */
  206. long num_shape_cbks,           /* in: number of shape codebooks */
  207.     long num_gain_cbks,            /* in: number of gain codebooks */
  208. unsigned long rms_index,                /* in: RMS code index */
  209. float int_Qlpc_coefficients[], /* in: interpolated LPC */
  210. long lpc_order,                /* in: order of LPC */
  211. long sbfrm_size,               /* in: subframe size */
  212. long n_subframes,              /* in: number of subframes */
  213. unsigned long signal_mode,              /* in: signal mode */
  214. long org_frame_bit_allocation[],   /* in: bit number for each index */
  215. float excitation[],            /* out: decoded excitation */
  216. float bws_mp_exc[],            /* out: decoded excitation */
  217. long *acb_delay,               /* out: adaptive code delay */
  218. float *adaptive_gain,          /* out: adaptive code gain */
  219.     long dec_enhstages,
  220.     long postfilter,
  221.     long SampleRateMode
  222. )
  223. {
  224.     float *tmp_lpc_coefficients;
  225.     long i;
  226.     long num_lpc_indices;
  227.     if(fs8kHz==SampleRateMode) {
  228.         num_lpc_indices = PAN_NUM_LPC_INDICES;
  229.     }else {
  230.         num_lpc_indices = PAN_NUM_LPC_INDICES_W;
  231.     }
  232.     if((tmp_lpc_coefficients=(float *)calloc(lpc_order, sizeof(float)))==NULL) {
  233. printf("n Memory allocation error in abs_exc_generationn");
  234. exit(1);
  235. }
  236.     for(i=0;i<lpc_order;i++) 
  237.         tmp_lpc_coefficients[i] = -int_Qlpc_coefficients[i];
  238.        nec_abs_excitation_generation(
  239.         tmp_lpc_coefficients,  /* in: interpolated LPC */
  240.         shape_indices,         /* in: shape code indices */
  241.         gain_indices,          /* in: gain code indices */
  242.         rms_index,             /* in: RMS code index */
  243.         signal_mode,             /* in: signal mode */
  244.         excitation,            /* out: decoded excitation */
  245.         adaptive_gain,         /* out: adaptive code gain */
  246.         acb_delay,             /* out: adaptive code delay */
  247.         lpc_order,             /* in: order of LPC */
  248.         sbfrm_size,            /* in: subframe size */
  249.         n_subframes,           /* in: number of subframes */
  250. org_frame_bit_allocation+num_lpc_indices,
  251.         num_shape_cbks,        /* in: number of shape codebooks */
  252.         num_gain_cbks,          /* in: number of gain codebooks */
  253. dec_enhstages,             /* in: number of enhancement stages */
  254.         bws_mp_exc,
  255. postfilter,
  256.         SampleRateMode      );
  257.     if ( tmp_lpc_coefficients != NULL)FREE(tmp_lpc_coefficients);
  258. }
  259. void bws_excitation_generation(
  260. unsigned long shape_indices[],          /* in: shape code indices */
  261. unsigned long gain_indices[],           /* in: gain code indices */
  262. long num_shape_cbks,           /* in: number of shape codebooks */
  263.     long num_gain_cbks,            /* in: number of gain codebooks */
  264. unsigned long rms_index,                /* in: RMS code index */
  265. float int_Qlpc_coefficients[], /* in: interpolated LPC */
  266. long lpc_order,                /* in: order of LPC */
  267. long sbfrm_size,               /* in: subframe size */
  268. long n_subframes,              /* in: number of subframes */
  269. unsigned long signal_mode,              /* in: signal mode */
  270. long org_frame_bit_allocation[],   /* in: bit number for each index */
  271. float excitation[],            /* out: decoded excitation */
  272. float bws_mp_exc[],            /* in: decoded mp excitation */
  273. long acb_indx_8[],        /* in: acb_delay */
  274. long *acb_delay,               /* out: adaptive code delay */
  275. float *adaptive_gain,           /* out: adaptive code gain */
  276.     long postfilter
  277. )
  278. {
  279.     float *tmp_lpc_coefficients;
  280.     long i;
  281.     if((tmp_lpc_coefficients=(float *)calloc(lpc_order, sizeof(float)))==NULL) {
  282.        printf("n Memory allocation error in abs_exc_generationn");
  283.        exit(1);
  284.     }
  285.     for(i=0;i<lpc_order;i++) 
  286.        tmp_lpc_coefficients[i] = -int_Qlpc_coefficients[i];
  287.     nec_bws_excitation_generation(
  288.         tmp_lpc_coefficients,  /* in: interpolated LPC */
  289.         shape_indices,         /* in: shape code indices */
  290.         gain_indices,          /* in: gain code indices */
  291.         rms_index,             /* in: RMS code index */
  292.         signal_mode,           /* in: signal_mode */
  293.         excitation,            /* out: decoded excitation */
  294.         adaptive_gain,         /* out: adaptive code gain */
  295.         acb_delay,             /* out: adaptive code delay */
  296.         lpc_order,             /* in: order of LPC */
  297.         sbfrm_size,            /* in: subframe size */
  298.         n_subframes,           /* in: number of subframes */
  299. org_frame_bit_allocation,
  300.         num_shape_cbks,        /* in: number of shape codebooks */
  301.         num_gain_cbks,          /* in: number of gain codebooks */
  302. bws_mp_exc,
  303.         acb_indx_8, postfilter );
  304.    FREE(tmp_lpc_coefficients);
  305. }
  306. void nb_abs_postprocessing(
  307. float synth_signal[],  /* input */
  308. float PP_synth_signal[], /* output */
  309. float int_Qlpc_coefficients[], /* input */
  310. long lpc_order,  /* configuration input */
  311. long sbfrm_sizes,  /* configuration input */
  312. long acb_delay,  /* input */
  313. float adaptive_gain /* input */
  314. )
  315. {
  316.     float *tmp_lpc_coefficients;
  317.     long i;
  318.     if((tmp_lpc_coefficients=(float *)calloc(lpc_order, sizeof(float)))==NULL) {
  319. printf("n Memory allocation error in abs_postprocessingn");
  320. exit(1);
  321. }
  322.     for(i=0;i<lpc_order;i++) 
  323.         tmp_lpc_coefficients[i] = -int_Qlpc_coefficients[i];
  324.     att_abs_postprocessing(
  325. synth_signal,  /* input */
  326. PP_synth_signal, /* output */
  327. tmp_lpc_coefficients, /* input */
  328. lpc_order,  /* configuration input */
  329. sbfrm_sizes,  /* configuration input */
  330. acb_delay,  /* input */
  331. adaptive_gain /* input */
  332.      );
  333.    FREE(tmp_lpc_coefficients);
  334. }
  335. void wb_celp_lsp_decode(
  336.     unsigned long lpc_indices[],  /* in: LPC code indices */
  337.     float int_Qlpc_coefficients[], /* out: quantized & interpolated LPC*/ 
  338.     long lpc_order,         /* in: order of LPC */
  339.     long n_subframes,               /* in: number of subframes */
  340.     float *prev_Qlsp_coefficients
  341. )
  342. {
  343.     #include "inc_lsp46w.tbl"
  344.     float *Qlsp_coefficients;
  345.     float *int_Qlsp_coefficients;
  346.     float *tmp_lpc_coefficients;
  347.     long i, j;
  348.     float *lsp_tbl;
  349.     float *d_tbl;
  350.     float *pd_tbl;
  351.     long *dim_1;
  352.     long *dim_2;
  353.     long *ncd_1;
  354.     long *ncd_2;
  355.     long offset;
  356.     long orderLsp;
  357. /* Memory allocation */
  358.     if((Qlsp_coefficients=(float *)calloc(lpc_order, sizeof(float)))==NULL) {
  359. printf("n Memory allocation error in abs_lpc_quantizern");
  360. exit(1);
  361. }
  362.     if((int_Qlsp_coefficients=(float *)calloc(lpc_order, sizeof(float)))==NULL) {
  363. printf("n Memory allocation error in abs_lpc_quantizern");
  364. exit(2);
  365. }
  366.     if((tmp_lpc_coefficients=(float *)calloc(lpc_order+1, sizeof(float)))==NULL) {
  367. printf("n Memory allocation error in abs_lpc_quantizern");
  368. exit(3);
  369. }
  370. /* LSP decode - lower part */
  371.     orderLsp = dim46w_L1[0]+dim46w_L1[1];
  372.     lsp_tbl = lsp_tbl46w_L;
  373.     d_tbl = d_tbl46w_L;
  374.     pd_tbl = pd_tbl46w_L;
  375.     dim_1 = dim46w_L1;
  376.     dim_2 = dim46w_L2;
  377.     ncd_1 = ncd46w_L1;
  378.     ncd_2 = ncd46w_L2;
  379.     pan_lspdec(prev_Qlsp_coefficients, Qlsp_coefficients, 
  380.             PAN_LSP_AR_R_CELP_W, PAN_MINGAP_CELP_W, orderLsp, lpc_indices, 
  381.             lsp_tbl, d_tbl, pd_tbl, dim_1, ncd_1, dim_2, ncd_2, 0, 1);
  382. /* LSP decode - upper part */
  383.     offset = dim46w_L1[0]+dim46w_L1[1];
  384.     orderLsp = dim46w_U1[0]+dim46w_U1[1];
  385.     lsp_tbl = lsp_tbl46w_U;
  386.     d_tbl = d_tbl46w_U;
  387.     pd_tbl = pd_tbl46w_U;
  388.     dim_1 = dim46w_U1;
  389.     dim_2 = dim46w_U2;
  390.     ncd_1 = ncd46w_U1;
  391.     ncd_2 = ncd46w_U2;
  392.     pan_lspdec(prev_Qlsp_coefficients+offset, Qlsp_coefficients+offset, 
  393.             PAN_LSP_AR_R_CELP_W, PAN_MINGAP_CELP_W, orderLsp, lpc_indices+5, 
  394.             lsp_tbl, d_tbl, pd_tbl, dim_1, ncd_1, dim_2, ncd_2, 0, 1);
  395.     pan_stab(Qlsp_coefficients, PAN_MINGAP_CELP_W, lpc_order);
  396. /* for Testing 
  397. for(i=0;i<lpc_order;i++) printf("%7.5f ", Qlsp_coefficients[i]);
  398. printf("n");
  399. */
  400. /* Interpolation & LSP -> LPC conversion */
  401.     for(i=0;i<n_subframes;i++) {
  402.         pan_lsp_interpolation(prev_Qlsp_coefficients, Qlsp_coefficients, 
  403.                 int_Qlsp_coefficients, lpc_order, n_subframes, i);
  404.         for(j=0;j<lpc_order;j++) int_Qlsp_coefficients[j] *= PAN_PI;
  405.         lsf2pc(tmp_lpc_coefficients, int_Qlsp_coefficients, lpc_order);
  406.         for(j=0;j<lpc_order;j++) 
  407.                 int_Qlpc_coefficients[lpc_order*i+j] 
  408.                     = -tmp_lpc_coefficients[j+1];
  409.     }
  410.     pan_mv_fdata(prev_Qlsp_coefficients, Qlsp_coefficients, lpc_order);
  411.    FREE(Qlsp_coefficients);
  412.    FREE(int_Qlsp_coefficients);
  413.    FREE(tmp_lpc_coefficients);
  414. }