开通博客赚积分
发布资源赚积分
分类

源码开发语言/平台
当前位置：首页 > 源码/资料 > 通讯/手机编程 > 语音压缩 > 查看源码
g72x.c
资源名称：g711_g721_g723.tar.gz　[点击查看]
上传用户：haomin008
上传日期：2007-01-06
资源大小：12k
文件大小：14k
源码类别：

语音压缩

开发平台：

Unix_Linux

g72x.c：源码内容
  1. /*
  2.  * This source code is a product of Sun Microsystems, Inc. and is provided
  3.  * for unrestricted use.  Users may copy or modify this source code without
  4.  * charge.
  5.  *
  6.  * SUN SOURCE CODE IS PROVIDED AS IS WITH NO WARRANTIES OF ANY KIND INCLUDING
  7.  * THE WARRANTIES OF DESIGN, MERCHANTIBILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
  8.  * PURPOSE, OR ARISING FROM A COURSE OF DEALING, USAGE OR TRADE PRACTICE.
  9.  *
  10.  * Sun source code is provided with no support and without any obligation on
  11.  * the part of Sun Microsystems, Inc. to assist in its use, correction,
  12.  * modification or enhancement.
  13.  *
  14.  * SUN MICROSYSTEMS, INC. SHALL HAVE NO LIABILITY WITH RESPECT TO THE
  15.  * INFRINGEMENT OF COPYRIGHTS, TRADE SECRETS OR ANY PATENTS BY THIS SOFTWARE
  16.  * OR ANY PART THEREOF.
  17.  *
  18.  * In no event will Sun Microsystems, Inc. be liable for any lost revenue
  19.  * or profits or other special, indirect and consequential damages, even if
  20.  * Sun has been advised of the possibility of such damages.
  21.  *
  22.  * Sun Microsystems, Inc.
  23.  * 2550 Garcia Avenue
  24.  * Mountain View, California  94043
  25.  */
  27. /*
  28.  * g72x.c
  29.  *
  30.  * Common routines for G.721 and G.723 conversions.
  31.  */
  33. #include "g72x.h"
  35. static short power2[15] = {1, 2, 4, 8, 0x10, 0x20, 0x40, 0x80,
  36. 0x100, 0x200, 0x400, 0x800, 0x1000, 0x2000, 0x4000};
  38. /*
  39.  * quan()
  40.  *
  41.  * quantizes the input val against the table of size short integers.
  42.  * It returns i if table[i - 1] <= val < table[i].
  43.  *
  44.  * Using linear search for simple coding.
  45.  */
  46. static int
  47. quan(
  48. int val,
  49. short *table,
  50. int size)
  51. {
  52. int i;
  54. for (i = 0; i < size; i++)
  55. if (val < *table++)
  56. break;
  57. return (i);
  58. }
  60. /*
  61.  * fmult()
  62.  *
  63.  * returns the integer product of the 14-bit integer "an" and
  64.  * "floating point" representation (4-bit exponent, 6-bit mantessa) "srn".
  65.  */
  66. static int
  67. fmult(
  68. int an,
  69. int srn)
  70. {
  71. short anmag, anexp, anmant;
  72. short wanexp, wanmag, wanmant;
  73. short retval;
  75. anmag = (an > 0) ? an : ((-an) & 0x1FFF);
  76. anexp = quan(anmag, power2, 15) - 6;
  77. anmant = (anmag == 0) ? 32 :
  78.     (anexp >= 0) ? anmag >> anexp : anmag << -anexp;
  79. wanexp = anexp + ((srn >> 6) & 0xF) - 13;
  81. wanmant = (anmant * (srn & 077) + 0x30) >> 4;
  82. retval = (wanexp >= 0) ? ((wanmant << wanexp) & 0x7FFF) :
  83.     (wanmant >> -wanexp);
  85. return (((an ^ srn) < 0) ? -retval : retval);
  86. }
  88. /*
  89.  * g72x_init_state()
  90.  *
  91.  * This routine initializes and/or resets the g72x_state structure
  92.  * pointed to by 'state_ptr'.
  93.  * All the initial state values are specified in the CCITT G.721 document.
  94.  */
  95. void
  96. g72x_init_state(
  97. struct g72x_state *state_ptr)
  98. {
  99. int cnta;
  101. state_ptr->yl = 34816;
  102. state_ptr->yu = 544;
  103. state_ptr->dms = 0;
  104. state_ptr->dml = 0;
  105. state_ptr->ap = 0;
  106. for (cnta = 0; cnta < 2; cnta++) {
  107. state_ptr->a[cnta] = 0;
  108. state_ptr->pk[cnta] = 0;
  109. state_ptr->sr[cnta] = 32;
  110. }
  111. for (cnta = 0; cnta < 6; cnta++) {
  112. state_ptr->b[cnta] = 0;
  113. state_ptr->dq[cnta] = 32;
  114. }
  115. state_ptr->td = 0;
  116. }
  118. /*
  119.  * predictor_zero()
  120.  *
  121.  * computes the estimated signal from 6-zero predictor.
  122.  *
  123.  */
  124. int
  125. predictor_zero(
  126. struct g72x_state *state_ptr)
  127. {
  128. int i;
  129. int sezi;
  131. sezi = fmult(state_ptr->b[0] >> 2, state_ptr->dq[0]);
  132. for (i = 1; i < 6; i++) /* ACCUM */
  133. sezi += fmult(state_ptr->b[i] >> 2, state_ptr->dq[i]);
  134. return (sezi);
  135. }
  136. /*
  137.  * predictor_pole()
  138.  *
  139.  * computes the estimated signal from 2-pole predictor.
  140.  *
  141.  */
  142. int
  143. predictor_pole(
  144. struct g72x_state *state_ptr)
  145. {
  146. return (fmult(state_ptr->a[1] >> 2, state_ptr->sr[1]) +
  147.     fmult(state_ptr->a[0] >> 2, state_ptr->sr[0]));
  148. }
  149. /*
  150.  * step_size()
  151.  *
  152.  * computes the quantization step size of the adaptive quantizer.
  153.  *
  154.  */
  155. int
  156. step_size(
  157. struct g72x_state *state_ptr)
  158. {
  159. int y;
  160. int dif;
  161. int al;
  163. if (state_ptr->ap >= 256)
  164. return (state_ptr->yu);
  165. else {
  166. y = state_ptr->yl >> 6;
  167. dif = state_ptr->yu - y;
  168. al = state_ptr->ap >> 2;
  169. if (dif > 0)
  170. y += (dif * al) >> 6;
  171. else if (dif < 0)
  172. y += (dif * al + 0x3F) >> 6;
  173. return (y);
  174. }
  175. }
  177. /*
  178.  * quantize()
  179.  *
  180.  * Given a raw sample, 'd', of the difference signal and a
  181.  * quantization step size scale factor, 'y', this routine returns the
  182.  * ADPCM codeword to which that sample gets quantized.  The step
  183.  * size scale factor division operation is done in the log base 2 domain
  184.  * as a subtraction.
  185.  */
  186. int
  187. quantize(
  188. int d, /* Raw difference signal sample */
  189. int y, /* Step size multiplier */
  190. short *table, /* quantization table */
  191. int size) /* table size of short integers */
  192. {
  193. short dqm; /* Magnitude of 'd' */
  194. short exp; /* Integer part of base 2 log of 'd' */
  195. short mant; /* Fractional part of base 2 log */
  196. short dl; /* Log of magnitude of 'd' */
  197. short dln; /* Step size scale factor normalized log */
  198. int i;
  200. /*
  201.  * LOG
  202.  *
  203.  * Compute base 2 log of 'd', and store in 'dl'.
  204.  */
  205. dqm = abs(d);
  206. exp = quan(dqm >> 1, power2, 15);
  207. mant = ((dqm << 7) >> exp) & 0x7F; /* Fractional portion. */
  208. dl = (exp << 7) + mant;
  210. /*
  211.  * SUBTB
  212.  *
  213.  * "Divide" by step size multiplier.
  214.  */
  215. dln = dl - (y >> 2);
  217. /*
  218.  * QUAN
  219.  *
  220.  * Obtain codword i for 'd'.
  221.  */
  222. i = quan(dln, table, size);
  223. if (d < 0) /* take 1's complement of i */
  224. return ((size << 1) + 1 - i);
  225. else if (i == 0) /* take 1's complement of 0 */
  226. return ((size << 1) + 1); /* new in 1988 */
  227. else
  228. return (i);
  229. }
  230. /*
  231.  * reconstruct()
  232.  *
  233.  * Returns reconstructed difference signal 'dq' obtained from
  234.  * codeword 'i' and quantization step size scale factor 'y'.
  235.  * Multiplication is performed in log base 2 domain as addition.
  236.  */
  237. int
  238. reconstruct(
  239. int sign, /* 0 for non-negative value */
  240. int dqln, /* G.72x codeword */
  241. int y) /* Step size multiplier */
  242. {
  243. short dql; /* Log of 'dq' magnitude */
  244. short dex; /* Integer part of log */
  245. short dqt;
  246. short dq; /* Reconstructed difference signal sample */
  248. dql = dqln + (y >> 2); /* ADDA */
  250. if (dql < 0) {
  251. return ((sign) ? -0x8000 : 0);
  252. } else { /* ANTILOG */
  253. dex = (dql >> 7) & 15;
  254. dqt = 128 + (dql & 127);
  255. dq = (dqt << 7) >> (14 - dex);
  256. return ((sign) ? (dq - 0x8000) : dq);
  257. }
  258. }
  261. /*
  262.  * update()
  263.  *
  264.  * updates the state variables for each output code
  265.  */
  266. void
  267. update(
  268. int code_size, /* distinguish 723_40 with others */
  269. int y, /* quantizer step size */
  270. int wi, /* scale factor multiplier */
  271. int fi, /* for long/short term energies */
  272. int dq, /* quantized prediction difference */
  273. int sr, /* reconstructed signal */
  274. int dqsez, /* difference from 2-pole predictor */
  275. struct g72x_state *state_ptr) /* coder state pointer */
  276. {
  277. int cnt;
  278. short mag, exp, mant; /* Adaptive predictor, FLOAT A */
  279. short a2p; /* LIMC */
  280. short a1ul; /* UPA1 */
  281. short ua2, pks1; /* UPA2 */
  282. short uga2a, fa1;
  283. short uga2b;
  284. char tr; /* tone/transition detector */
  285. short ylint, thr2, dqthr;
  286. short   ylfrac, thr1;
  287. short pk0;
  289. pk0 = (dqsez < 0) ? 1 : 0; /* needed in updating predictor poles */
  291. mag = dq & 0x7FFF; /* prediction difference magnitude */
  292. /* TRANS */
  293. ylint = state_ptr->yl >> 15; /* exponent part of yl */
  294. ylfrac = (state_ptr->yl >> 10) & 0x1F; /* fractional part of yl */
  295. thr1 = (32 + ylfrac) << ylint; /* threshold */
  296. thr2 = (ylint > 9) ? 31 << 10 : thr1; /* limit thr2 to 31 << 10 */
  297. dqthr = (thr2 + (thr2 >> 1)) >> 1; /* dqthr = 0.75 * thr2 */
  298. if (state_ptr->td == 0) /* signal supposed voice */
  299. tr = 0;
  300. else if (mag <= dqthr) /* supposed data, but small mag */
  301. tr = 0; /* treated as voice */
  302. else /* signal is data (modem) */
  303. tr = 1;
  305. /*
  306.  * Quantizer scale factor adaptation.
  307.  */
  309. /* FUNCTW & FILTD & DELAY */
  310. /* update non-steady state step size multiplier */
  311. state_ptr->yu = y + ((wi - y) >> 5);
  313. /* LIMB */
  314. if (state_ptr->yu < 544) /* 544 <= yu <= 5120 */
  315. state_ptr->yu = 544;
  316. else if (state_ptr->yu > 5120)
  317. state_ptr->yu = 5120;
  319. /* FILTE & DELAY */
  320. /* update steady state step size multiplier */
  321. state_ptr->yl += state_ptr->yu + ((-state_ptr->yl) >> 6);
  323. /*
  324.  * Adaptive predictor coefficients.
  325.  */
  326. if (tr == 1) { /* reset a's and b's for modem signal */
  327. state_ptr->a[0] = 0;
  328. state_ptr->a[1] = 0;
  329. state_ptr->b[0] = 0;
  330. state_ptr->b[1] = 0;
  331. state_ptr->b[2] = 0;
  332. state_ptr->b[3] = 0;
  333. state_ptr->b[4] = 0;
  334. state_ptr->b[5] = 0;
  335. } else { /* update a's and b's */
  336. pks1 = pk0 ^ state_ptr->pk[0]; /* UPA2 */
  338. /* update predictor pole a[1] */
  339. a2p = state_ptr->a[1] - (state_ptr->a[1] >> 7);
  340. if (dqsez != 0) {
  341. fa1 = (pks1) ? state_ptr->a[0] : -state_ptr->a[0];
  342. if (fa1 < -8191) /* a2p = function of fa1 */
  343. a2p -= 0x100;
  344. else if (fa1 > 8191)
  345. a2p += 0xFF;
  346. else
  347. a2p += fa1 >> 5;
  349. if (pk0 ^ state_ptr->pk[1])
  350. /* LIMC */
  351. if (a2p <= -12160)
  352. a2p = -12288;
  353. else if (a2p >= 12416)
  354. a2p = 12288;
  355. else
  356. a2p -= 0x80;
  357. else if (a2p <= -12416)
  358. a2p = -12288;
  359. else if (a2p >= 12160)
  360. a2p = 12288;
  361. else
  362. a2p += 0x80;
  363. }
  365. /* TRIGB & DELAY */
  366. state_ptr->a[1] = a2p;
  368. /* UPA1 */
  369. /* update predictor pole a[0] */
  370. state_ptr->a[0] -= state_ptr->a[0] >> 8;
  371. if (dqsez != 0)
  372. if (pks1 == 0)
  373. state_ptr->a[0] += 192;
  374. else
  375. state_ptr->a[0] -= 192;
  377. /* LIMD */
  378. a1ul = 15360 - a2p;
  379. if (state_ptr->a[0] < -a1ul)
  380. state_ptr->a[0] = -a1ul;
  381. else if (state_ptr->a[0] > a1ul)
  382. state_ptr->a[0] = a1ul;
  384. /* UPB : update predictor zeros b[6] */
  385. for (cnt = 0; cnt < 6; cnt++) {
  386. if (code_size == 5) /* for 40Kbps G.723 */
  387. state_ptr->b[cnt] -= state_ptr->b[cnt] >> 9;
  388. else /* for G.721 and 24Kbps G.723 */
  389. state_ptr->b[cnt] -= state_ptr->b[cnt] >> 8;
  390. if (dq & 0x7FFF) { /* XOR */
  391. if ((dq ^ state_ptr->dq[cnt]) >= 0)
  392. state_ptr->b[cnt] += 128;
  393. else
  394. state_ptr->b[cnt] -= 128;
  395. }
  396. }
  397. }
  399. for (cnt = 5; cnt > 0; cnt--)
  400. state_ptr->dq[cnt] = state_ptr->dq[cnt-1];
  401. /* FLOAT A : convert dq[0] to 4-bit exp, 6-bit mantissa f.p. */
  402. if (mag == 0) {
  403. state_ptr->dq[0] = (dq >= 0) ? 0x20 : 0xFC20;
  404. } else {
  405. exp = quan(mag, power2, 15);
  406. state_ptr->dq[0] = (dq >= 0) ?
  407.     (exp << 6) + ((mag << 6) >> exp) :
  408.     (exp << 6) + ((mag << 6) >> exp) - 0x400;
  409. }
  411. state_ptr->sr[1] = state_ptr->sr[0];
  412. /* FLOAT B : convert sr to 4-bit exp., 6-bit mantissa f.p. */
  413. if (sr == 0) {
  414. state_ptr->sr[0] = 0x20;
  415. } else if (sr > 0) {
  416. exp = quan(sr, power2, 15);
  417. state_ptr->sr[0] = (exp << 6) + ((sr << 6) >> exp);
  418. } else if (sr > -32768) {
  419. mag = -sr;
  420. exp = quan(mag, power2, 15);
  421. state_ptr->sr[0] =  (exp << 6) + ((mag << 6) >> exp) - 0x400;
  422. } else
  423. state_ptr->sr[0] = 0xFC20;
  425. /* DELAY A */
  426. state_ptr->pk[1] = state_ptr->pk[0];
  427. state_ptr->pk[0] = pk0;
  429. /* TONE */
  430. if (tr == 1) /* this sample has been treated as data */
  431. state_ptr->td = 0; /* next one will be treated as voice */
  432. else if (a2p < -11776) /* small sample-to-sample correlation */
  433. state_ptr->td = 1; /* signal may be data */
  434. else /* signal is voice */
  435. state_ptr->td = 0;
  437. /*
  438.  * Adaptation speed control.
  439.  */
  440. state_ptr->dms += (fi - state_ptr->dms) >> 5; /* FILTA */
  441. state_ptr->dml += (((fi << 2) - state_ptr->dml) >> 7); /* FILTB */
  443. if (tr == 1)
  444. state_ptr->ap = 256;
  445. else if (y < 1536) /* SUBTC */
  446. state_ptr->ap += (0x200 - state_ptr->ap) >> 4;
  447. else if (state_ptr->td == 1)
  448. state_ptr->ap += (0x200 - state_ptr->ap) >> 4;
  449. else if (abs((state_ptr->dms << 2) - state_ptr->dml) >=
  450.     (state_ptr->dml >> 3))
  451. state_ptr->ap += (0x200 - state_ptr->ap) >> 4;
  452. else
  453. state_ptr->ap += (-state_ptr->ap) >> 4;
  454. }
  456. /*
  457.  * tandem_adjust(sr, se, y, i, sign)
  458.  *
  459.  * At the end of ADPCM decoding, it simulates an encoder which may be receiving
  460.  * the output of this decoder as a tandem process. If the output of the
  461.  * simulated encoder differs from the input to this decoder, the decoder output
  462.  * is adjusted by one level of A-law or u-law codes.
  463.  *
  464.  * Input:
  465.  * sr decoder output linear PCM sample,
  466.  * se predictor estimate sample,
  467.  * y quantizer step size,
  468.  * i decoder input code,
  469.  * sign sign bit of code i
  470.  *
  471.  * Return:
  472.  * adjusted A-law or u-law compressed sample.
  473.  */
  474. int
  475. tandem_adjust_alaw(
  476. int sr, /* decoder output linear PCM sample */
  477. int se, /* predictor estimate sample */
  478. int y, /* quantizer step size */
  479. int i, /* decoder input code */
  480. int sign,
  481. short *qtab)
  482. {
  483. unsigned char sp; /* A-law compressed 8-bit code */
  484. short dx; /* prediction error */
  485. char id; /* quantized prediction error */
  486. int sd; /* adjusted A-law decoded sample value */
  487. int im; /* biased magnitude of i */
  488. int imx; /* biased magnitude of id */
  490. if (sr <= -32768)
  491. sr = -1;
  492. sp = linear2alaw((sr >> 1) << 3); /* short to A-law compression */
  493. dx = (alaw2linear(sp) >> 2) - se; /* 16-bit prediction error */
  494. id = quantize(dx, y, qtab, sign - 1);
  496. if (id == i) { /* no adjustment on sp */
  497. return (sp);
  498. } else { /* sp adjustment needed */
  499. /* ADPCM codes : 8, 9, ... F, 0, 1, ... , 6, 7 */
  500. im = i ^ sign; /* 2's complement to biased unsigned */
  501. imx = id ^ sign;
  503. if (imx > im) { /* sp adjusted to next lower value */
  504. if (sp & 0x80) {
  505. sd = (sp == 0xD5) ? 0x55 :
  506.     ((sp ^ 0x55) - 1) ^ 0x55;
  507. } else {
  508. sd = (sp == 0x2A) ? 0x2A :
  509.     ((sp ^ 0x55) + 1) ^ 0x55;
  510. }
  511. } else { /* sp adjusted to next higher value */
  512. if (sp & 0x80)
  513. sd = (sp == 0xAA) ? 0xAA :
  514.     ((sp ^ 0x55) + 1) ^ 0x55;
  515. else
  516. sd = (sp == 0x55) ? 0xD5 :
  517.     ((sp ^ 0x55) - 1) ^ 0x55;
  518. }
  519. return (sd);
  520. }
  521. }
  523. int
  524. tandem_adjust_ulaw(
  525. int sr, /* decoder output linear PCM sample */
  526. int se, /* predictor estimate sample */
  527. int y, /* quantizer step size */
  528. int i, /* decoder input code */
  529. int sign,
  530. short *qtab)
  531. {
  532. unsigned char sp; /* u-law compressed 8-bit code */
  533. short dx; /* prediction error */
  534. char id; /* quantized prediction error */
  535. int sd; /* adjusted u-law decoded sample value */
  536. int im; /* biased magnitude of i */
  537. int imx; /* biased magnitude of id */
  539. if (sr <= -32768)
  540. sr = 0;
  541. sp = linear2ulaw(sr << 2); /* short to u-law compression */
  542. dx = (ulaw2linear(sp) >> 2) - se; /* 16-bit prediction error */
  543. id = quantize(dx, y, qtab, sign - 1);
  544. if (id == i) {
  545. return (sp);
  546. } else {
  547. /* ADPCM codes : 8, 9, ... F, 0, 1, ... , 6, 7 */
  548. im = i ^ sign; /* 2's complement to biased unsigned */
  549. imx = id ^ sign;
  550. if (imx > im) { /* sp adjusted to next lower value */
  551. if (sp & 0x80)
  552. sd = (sp == 0xFF) ? 0x7E : sp + 1;
  553. else
  554. sd = (sp == 0) ? 0 : sp - 1;
  556. } else { /* sp adjusted to next higher value */
  557. if (sp & 0x80)
  558. sd = (sp == 0x80) ? 0x80 : sp - 1;
  559. else
  560. sd = (sp == 0x7F) ? 0xFE : sp + 1;
  561. }
  562. return (sd);
  563. }
  564. }