LPC.C
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上传日期:2013-06-18
资源大小:5304k
文件大小:25k
源码类别:

语音压缩

开发平台:

C/C++

  1. /*
  2. **
  3. ** File:    lpc.c
  4. **
  5. ** Description: Functions that implement linear predictive coding 
  6. **      (LPC) operations.  
  7. **
  8. ** Functions:
  9. **
  10. **  Computing LPC coefficients:
  11. **
  12. **      Comp_Lpc()
  13. **      Durbin()
  14. **
  15. **  Perceptual noise weighting:
  16. **
  17. **      Wght_Lpc()
  18. **      Error_Wght()
  19. **
  20. **  Computing combined impulse response:
  21. **
  22. **      Comp_Ir()
  23. **
  24. **  Computing ringing response:
  25. **
  26. **      Sub_Ring()
  27. **      Upd_Ring()
  28. **
  29. **  Synthesizing speech:
  30. **
  31. **      Synt()
  32. **      Spf()
  33. */
  34. /*
  35.     ITU-T G.723 Speech Coder   ANSI-C Source Code     Version 5.00
  36.     copyright (c) 1995, AudioCodes, DSP Group, France Telecom,
  37.     Universite de Sherbrooke.  All rights reserved.
  38. */
  39. #include <stdio.h>
  40. #include "typedef.h"
  41. #include "basop.h"
  42. #include "cst_lbc.h"
  43. #include "tab_lbc.h"
  44. #include "lbccodec.h"
  45. #include "coder.h"
  46. #include "decod.h"
  47. #include "util_lbc.h"
  48. #include "lpc.h"
  49. #include "cod_cng.h"
  50. /*
  51. **
  52. ** Function:        Comp_Lpc()
  53. **
  54. ** Description:     Computes the tenth-order LPC filters for an
  55. **          entire frame.  For each subframe, a
  56. **          Hamming-windowed block of 180 samples,
  57. **          centered around the subframe, is used to
  58. **          compute eleven autocorrelation coefficients.
  59. **          The Levinson-Durbin algorithm then generates
  60. **          the LPC coefficients.  This function requires
  61. **          a look-ahead of one subframe, and hence
  62. **          introduces a 7.5 ms encoding delay.
  63. **
  64. ** Links to text:   Section 2.4
  65. **
  66. ** Arguments:
  67. **
  68. **  Word16 *UnqLpc      Empty Buffer
  69. **  Word16 PrevDat[]    Previous 2 subframes of samples (120 words)
  70. **  Word16 DataBuff[]   Current frame of samples (240 words)
  71. **
  72. ** Outputs:
  73. **
  74. **  Word16 UnqLpc[]     LPC coefficients for entire frame (40 words)
  75. **
  76. ** Return value:    None
  77. **
  78. */
  79. void  Comp_Lpc( Word16 *UnqLpc, Word16 *PrevDat, Word16 *DataBuff )
  80. {
  81.     int   i,j,k ;
  82.     Word16   Dpnt[Frame+LpcFrame-SubFrLen] ;
  83.     Word16   Vect[LpcFrame] ;
  84.     Word16   Acf_sf[LpcOrderP1*SubFrames];
  85.     Word16   ShAcf_sf[SubFrames];
  86.     Word16   Exp   ;
  87.     Word16   *curAcf;
  88.     Word16   Pk2;
  89.     Word32   Acc0,Acc1   ;
  90.     /*
  91.      * Generate a buffer of 360 samples.  This consists of 120 samples
  92.      * from the previous frame and 240 samples from the current frame.
  93.      */
  94.     for ( i = 0 ; i < LpcFrame-SubFrLen ; i ++ )
  95.         Dpnt[i] = PrevDat[i] ;
  96.     for ( i = 0 ; i < Frame ; i ++ )
  97.         Dpnt[i+LpcFrame-SubFrLen] = DataBuff[i] ;
  98.     /*
  99.      * Repeat for all subframes
  100.      */
  101.     curAcf = Acf_sf;
  102.     for ( k = 0 ; k < SubFrames ; k ++ ) {
  103.         /*
  104.         * Do windowing
  105.         */
  106.         /* Get block of 180 samples centered around current subframe */
  107.         for ( i = 0 ; i < LpcFrame ; i ++ )
  108.             Vect[i] = Dpnt[k*SubFrLen+i] ;
  109.         /* Normalize */
  110.         ShAcf_sf[k] = Vec_Norm( Vect, (Word16) LpcFrame ) ;
  111.         /* Apply the Hamming window */
  112.         for ( i = 0 ; i < LpcFrame ; i ++ )
  113.             Vect[i] = mult_r(Vect[i], HammingWindowTable[i]) ;
  114.         /*
  115.         * Compute the autocorrelation coefficients
  116.         */
  117.         /* Compute the zeroth-order coefficient (energy) */
  118.         Acc1 = (Word32) 0 ;
  119.         for ( i = 0 ; i < LpcFrame ; i ++ ) {
  120.             Acc0 = L_mult( Vect[i], Vect[i] ) ;
  121.             Acc0 = L_shr( Acc0, (Word16) 1 ) ;
  122.             Acc1 = L_add( Acc1, Acc0 ) ;
  123.         }
  124.         /* Apply a white noise correction factor of (1025/1024) */
  125.         Acc0 = L_shr( Acc1, (Word16) RidgeFact ) ;
  126.         Acc1 = L_add( Acc1, Acc0 ) ;
  127.         /* Normalize the energy */
  128.         Exp = norm_l( Acc1 ) ;
  129.         Acc1 = L_shl( Acc1, Exp ) ;
  130.         curAcf[0] = round( Acc1 ) ;
  131.         if(curAcf[0] == 0) {
  132.             for ( i = 1 ; i <= LpcOrder ; i ++ )
  133.                 curAcf[i] = 0;
  134.             ShAcf_sf[k] = 40;
  135.         }
  136.         else {
  137.             /* Compute the rest of the autocorrelation coefficients.
  138.                Multiply them by a binomial coefficients lag window. */
  139.             for ( i = 1 ; i <= LpcOrder ; i ++ ) {
  140.                 Acc1 = (Word32) 0 ;
  141.                 for ( j = i ; j < LpcFrame ; j ++ ) {
  142.                     Acc0 = L_mult( Vect[j], Vect[j-i] ) ;
  143.                     Acc0 = L_shr( Acc0, (Word16) 1 ) ;
  144.                     Acc1 = L_add( Acc1, Acc0 ) ;
  145.                 }
  146.                 Acc0 = L_shl( Acc1, Exp ) ;
  147.                 Acc0 = L_mls( Acc0, BinomialWindowTable[i-1] ) ;
  148.                 curAcf[i] = round(Acc0) ;
  149.             }
  150.             /* Save Acf scaling factor */
  151.             ShAcf_sf[k] = add(Exp, shl(ShAcf_sf[k], 1));
  152.         }
  153.         /*
  154.          * Apply the Levinson-Durbin algorithm to generate the LPC
  155.          * coefficients
  156.         */
  157.         Durbin( &UnqLpc[k*LpcOrder], &curAcf[1], curAcf[0], &Pk2 );
  158.         CodStat.SinDet <<= 1;
  159.         if ( Pk2 > 0x799a ) {
  160.             CodStat.SinDet ++ ;
  161.         }
  162.         curAcf += LpcOrderP1;
  163.     }
  164.     /* Update sine detector */
  165.     CodStat.SinDet &= 0x7fff ;
  166.     j = CodStat.SinDet ;
  167.     k = 0 ;
  168.     for ( i = 0 ; i < 15 ; i ++ ) {
  169.         k += j & 1 ;
  170.         j >>= 1 ;
  171.     }
  172.     if ( k >= 14 )
  173.         CodStat.SinDet |= 0x8000 ;
  174.     /* Update CNG Acf memories */
  175.     Update_Acf(Acf_sf, ShAcf_sf);
  176. }
  177. /*
  178. **
  179. ** Function:        Durbin()
  180. **
  181. ** Description:     Implements the Levinson-Durbin algorithm for a
  182. **          subframe.  The Levinson-Durbin algorithm
  183. **          recursively computes the minimum mean-squared
  184. **          error (MMSE) linear prediction filter based on the
  185. **          estimated autocorrelation coefficients.
  186. **
  187. ** Links to text:   Section 2.4
  188. **
  189. ** Arguments:       
  190. **
  191. **  Word16 *Lpc Empty buffer
  192. **  Word16 Corr[]   First- through tenth-order autocorrelations (10 words)
  193. **  Word16 Err  Zeroth-order autocorrelation, or energy
  194. **
  195. ** Outputs:     
  196. **
  197. **  Word16 Lpc[]    LPC coefficients (10 words)
  198. **
  199. ** Return value:    The error
  200. **
  201. */
  202. Word16  Durbin( Word16 *Lpc, Word16 *Corr, Word16 Err, Word16 *Pk2 )
  203. {
  204.     int   i,j   ;
  205.     Word16   Temp[LpcOrder] ;
  206.     Word16   Pk ;
  207.     Word32   Acc0,Acc1,Acc2 ;
  208.  /*
  209.   * Initialize the LPC vector
  210.   */
  211.     for ( i = 0 ; i < LpcOrder ; i ++ )
  212.         Lpc[i] = (Word16) 0 ;
  213.  /*
  214.   * Do the recursion.  At the ith step, the algorithm computes the
  215.   * (i+1)th - order MMSE linear prediction filter.
  216.   */
  217.     for ( i = 0 ; i < LpcOrder ; i ++ ) {
  218. /*
  219.  * Compute the partial correlation (parcor) coefficient
  220.  */
  221.         /* Start parcor computation */
  222.         Acc0 = L_deposit_h( Corr[i] ) ;
  223.         Acc0 = L_shr( Acc0, (Word16) 2 ) ;
  224.         for ( j = 0 ; j < i ; j ++ )
  225.             Acc0 = L_msu( Acc0, Lpc[j], Corr[i-j-1] ) ;
  226.         Acc0 = L_shl( Acc0, (Word16) 2 ) ;
  227.         /* Save sign */
  228.         Acc1 = Acc0 ;
  229.         Acc0 = L_abs( Acc0 ) ;
  230.         /* Finish parcor computation */
  231.         Acc2 = L_deposit_h( Err ) ;
  232.         if ( Acc0 >= Acc2 ) {
  233.             *Pk2 = 32767;
  234.             break ;
  235.         }
  236.         Pk = div_l( Acc0, Err ) ;
  237.         if ( Acc1 >= 0 )
  238.             Pk = negate(Pk) ;
  239.  /*
  240.   * Sine detector
  241.   */
  242.         if ( i == 1 ) *Pk2 = Pk;
  243.  /*
  244.   * Compute the ith LPC coefficient
  245.   */
  246.         Acc0 = L_deposit_h( negate(Pk) ) ;
  247.         Acc0 = L_shr( Acc0, (Word16) 2 ) ;
  248.         Lpc[i] = round( Acc0 ) ;
  249.  /*
  250.   * Update the prediction error
  251.   */
  252.         Acc1 = L_mls( Acc1, Pk ) ;
  253.         Acc1 = L_add( Acc1, Acc2 ) ;
  254.         Err = round( Acc1 ) ;
  255.  /*
  256.   * Compute the remaining LPC coefficients
  257.   */
  258.         for ( j = 0 ; j < i ; j ++ )
  259.             Temp[j] = Lpc[j] ;
  260.         for ( j = 0 ; j < i ; j ++ ) {
  261.             Acc0 = L_deposit_h( Lpc[j] ) ;
  262.             Acc0 = L_mac( Acc0, Pk, Temp[i-j-1] ) ;
  263.             Lpc[j] = round( Acc0 ) ;
  264.         }
  265.     }
  266.     return Err ;
  267. }
  268. /*
  269. **
  270. ** Function:        Wght_Lpc()
  271. **
  272. ** Description:     Computes the formant perceptual weighting
  273. **          filter coefficients for a frame.  These
  274. **          coefficients are geometrically scaled versions
  275. **          of the unquantized LPC coefficients.
  276. **
  277. ** Links to text:   Section 2.8  
  278. **
  279. ** Arguments:       
  280. **
  281. **  Word16 *PerLpc      Empty Buffer
  282. **  Word16 UnqLpc[]     Unquantized LPC coefficients (40 words)
  283. **
  284. ** Outputs:     
  285. **
  286. **  Word16 PerLpc[]     Perceptual weighting filter coefficients
  287. **              (80 words)
  288. **
  289. ** Return value:    None
  290. **
  291. */
  292. void  Wght_Lpc( Word16 *PerLpc, Word16 *UnqLpc )
  293. {
  294.     int   i,j   ;
  295.  /*
  296.   * Do for all subframes
  297.   */
  298.     for ( i = 0 ; i < SubFrames ; i ++ ) {
  299.  /*
  300.   * Compute the jth FIR coefficient by multiplying the jth LPC
  301.   * coefficient by (0.9)^j.
  302.   */
  303.         for ( j = 0 ; j < LpcOrder ; j ++ )
  304.             PerLpc[j] = mult_r( UnqLpc[j], PerFiltZeroTable[j] ) ;
  305.         PerLpc += LpcOrder ;
  306. /*
  307.  * Compute the jth IIR coefficient by multiplying the jth LPC
  308.  * coefficient by (0.5)^j.
  309.  */
  310.         for ( j = 0 ; j < LpcOrder ; j ++ )
  311.             PerLpc[j] = mult_r( UnqLpc[j], PerFiltPoleTable[j] ) ;
  312.         PerLpc += LpcOrder ;
  313.         UnqLpc += LpcOrder ;
  314.     }
  315. }
  316. /*
  317. **
  318. ** Function:        Error_Wght()
  319. **
  320. ** Description:     Implements the formant perceptual weighting
  321. **          filter for a frame. This filter effectively
  322. **          deemphasizes the formant frequencies in the
  323. **          error signal.
  324. **
  325. ** Links to text:   Section 2.8
  326. **
  327. ** Arguments:
  328. **
  329. **  Word16 Dpnt[]       Highpass filtered speech x[n] (240 words)
  330. **  Word16 PerLpc[]     Filter coefficients (80 words)
  331. **
  332. ** Inputs:
  333. **
  334. **  CodStat.WghtFirDl[] FIR filter memory from previous frame (10 words)
  335. **  CodStat.WghtIirDl[] IIR filter memory from previous frame (10 words)
  336. **
  337. ** Outputs:
  338. **
  339. **  Word16 Dpnt[]       Weighted speech f[n] (240 words)
  340. **
  341. ** Return value:    None
  342. **
  343. */
  344. void  Error_Wght( Word16 *Dpnt, Word16 *PerLpc )
  345. {
  346.     int   i,j,k ;
  347.     Word32   Acc0  ;
  348. /*
  349.  * Do for all subframes
  350.  */
  351.     for ( k = 0 ; k < SubFrames ; k ++ ) {
  352.         for ( i = 0 ; i < SubFrLen ; i ++ ) {
  353. /*
  354.  * Do the FIR part
  355.  */
  356.             /* Filter */
  357.             Acc0 = L_mult( *Dpnt, (Word16) 0x2000 ) ;
  358.             for ( j = 0 ; j < LpcOrder ; j ++ )
  359.                 Acc0 = L_msu( Acc0, PerLpc[j], CodStat.WghtFirDl[j] ) ;
  360.             /* Update memory */
  361.             for ( j = LpcOrder-1 ; j > 0 ; j -- )
  362.                 CodStat.WghtFirDl[j] = CodStat.WghtFirDl[j-1] ;
  363.             CodStat.WghtFirDl[0] = *Dpnt ;
  364.  /*
  365.   * Do the IIR part
  366.   */
  367.             /* Filter */
  368.             for ( j = 0 ; j < LpcOrder ; j ++ )
  369.                 Acc0 = L_mac( Acc0, PerLpc[LpcOrder+j],
  370.                                                     CodStat.WghtIirDl[j] ) ;
  371.             for ( j = LpcOrder-1 ; j > 0 ; j -- )
  372.                 CodStat.WghtIirDl[j] = CodStat.WghtIirDl[j-1] ;
  373.             Acc0 = L_shl( Acc0, (Word16) 2 ) ;
  374.             /* Update memory */
  375.             CodStat.WghtIirDl[0] = round( Acc0 ) ;
  376.             *Dpnt ++ = CodStat.WghtIirDl[0] ;
  377.         }
  378.         PerLpc += 2*LpcOrder ;
  379.     }
  380. }
  381. /*
  382. **
  383. ** Function:        Comp_Ir()
  384. **
  385. ** Description:     Computes the combined impulse response of the
  386. **          formant perceptual weighting filter, harmonic
  387. **          noise shaping filter, and synthesis filter for
  388. **          a subframe.
  389. **
  390. ** Links to text:   Section 2.12
  391. **
  392. ** Arguments:
  393. **
  394. **  Word16 *ImpResp     Empty Buffer
  395. **  Word16 QntLpc[]     Quantized LPC coefficients (10 words)
  396. **  Word16 PerLpc[]     Perceptual filter coefficients (20 words)
  397. **  PWDEF Pw        Harmonic noise shaping filter parameters
  398. **
  399. ** Outputs:
  400. **
  401. **  Word16 ImpResp[]    Combined impulse response (60 words)
  402. **
  403. ** Return value:    None
  404. **
  405. */
  406. void  Comp_Ir( Word16 *ImpResp, Word16 *QntLpc, Word16 *PerLpc, PWDEF Pw )
  407. {
  408.     int   i,j   ;
  409.     Word16   FirDl[LpcOrder] ;
  410.     Word16   IirDl[LpcOrder] ;
  411.     Word16   Temp[PitchMax+SubFrLen] ;
  412.     Word32   Acc0,Acc1 ;
  413.  /*
  414.   * Clear all memory.  Impulse response calculation requires
  415.   * an all-zero initial state.
  416.   */
  417.     /* Perceptual weighting filter */
  418.     for ( i = 0 ; i < LpcOrder ; i ++ )
  419.         FirDl[i] = IirDl[i] = (Word16) 0 ;
  420.     /* Harmonic noise shaping filter */
  421.     for ( i = 0 ; i < PitchMax+SubFrLen ; i ++ )
  422.         Temp[i] = (Word16) 0 ;
  423.  /*
  424.   * Input a single impulse
  425.   */
  426.     Acc0 = (Word32) 0x04000000L ;
  427.  /*
  428.   * Do for all elements in a subframe
  429.   */
  430.     for ( i = 0 ; i < SubFrLen ; i ++ ) {
  431.  /*
  432.   * Synthesis filter
  433.   */
  434.         for ( j = 0 ; j < LpcOrder ; j ++ )
  435.             Acc0 = L_mac( Acc0, QntLpc[j], FirDl[j] ) ;
  436.         Acc1 = L_shl( Acc0, (Word16) 2 ) ;
  437.  /*
  438.   * Perceptual weighting filter
  439.   */
  440.         /* FIR part */
  441.         for ( j = 0 ; j < LpcOrder ; j ++ )
  442.             Acc0 = L_msu( Acc0, PerLpc[j], FirDl[j] ) ;
  443.                                 Acc0 = L_shl( Acc0, (Word16) 1 ) ;
  444.         for ( j = LpcOrder-1 ; j > 0 ; j -- )
  445.             FirDl[j] = FirDl[j-1] ;
  446.         FirDl[0] = round( Acc1 ) ;
  447.         /* Iir part */
  448.         for ( j = 0 ; j < LpcOrder ; j ++ )
  449.             Acc0 = L_mac( Acc0, PerLpc[LpcOrder+j], IirDl[j] ) ;
  450.         for ( j = LpcOrder-1 ; j > 0 ; j -- )
  451.             IirDl[j] = IirDl[j-1] ;
  452.         Acc0 = L_shl( Acc0, (Word16) 2 ) ;
  453.         IirDl[0] = round( Acc0 ) ;
  454.         Temp[PitchMax+i] = IirDl[0] ;
  455.  /*
  456.   * Harmonic noise shaping filter
  457.   */
  458.         Acc0 = L_deposit_h( IirDl[0] ) ;
  459.         Acc0 = L_msu( Acc0, Pw.Gain, Temp[PitchMax-Pw.Indx+i] ) ;
  460.         ImpResp[i] = round( Acc0 ) ;
  461.         Acc0 = (Word32) 0 ;
  462.     }
  463. }
  464. /*
  465. **
  466. ** Function:        Sub_Ring()
  467. **
  468. ** Description:     Computes the zero-input response of the
  469. **          combined formant perceptual weighting filter,
  470. **          harmonic noise shaping filter, and synthesis
  471. **          filter for a subframe.  Subtracts the
  472. **          zero-input response from the harmonic noise
  473. **          weighted speech vector to produce the target 
  474. **          speech vector.
  475. **
  476. ** Links to text:   Section 2.13
  477. **
  478. ** Arguments:       
  479. **
  480. **  Word16 Dpnt[]       Harmonic noise weighted vector w[n] (60 words)
  481. **  Word16 QntLpc[]     Quantized LPC coefficients (10 words)
  482. **  Word16 PerLpc[]     Perceptual filter coefficients (20 words)
  483. **  Word16 PrevErr[]    Harmonic noise shaping filter memory (145 words)
  484. **  PWDEF Pw        Harmonic noise shaping filter parameters
  485. **  
  486. ** Inputs:
  487. **
  488. **  CodStat.RingFirDl[] Perceptual weighting filter FIR memory from 
  489. **               previous subframe (10 words)
  490. **  CodStat.RingIirDl[] Perceptual weighting filter IIR memory from 
  491. **               previous subframe (10 words)
  492. **
  493. ** Outputs:     
  494. **
  495. **  Word16 Dpnt[]       Target vector t[n] (60 words)
  496. **
  497. ** Return value:    None
  498. **
  499. */
  500. void  Sub_Ring( Word16 *Dpnt, Word16 *QntLpc, Word16 *PerLpc, Word16
  501. *PrevErr, PWDEF Pw )
  502. {
  503.     int   i,j   ;
  504.     Word32   Acc0,Acc1 ;
  505.     Word16   FirDl[LpcOrder] ;
  506.     Word16   IirDl[LpcOrder] ;
  507.     Word16   Temp[PitchMax+SubFrLen] ;
  508.  /*
  509.   * Initialize the memory
  510.   */
  511.     for ( i = 0 ; i < PitchMax ; i ++ )
  512.         Temp[i] = PrevErr[i] ;
  513.     for ( i = 0 ; i < LpcOrder ; i ++ ) {
  514.         FirDl[i] = CodStat.RingFirDl[i] ;
  515.         IirDl[i] = CodStat.RingIirDl[i] ;
  516.     }
  517.  /*
  518.   * Do for all elements in a subframe
  519.   */
  520.     for ( i = 0 ; i < SubFrLen ; i ++ ) {
  521.  /*
  522.   * Input zero
  523.   */
  524.         Acc0 = (Word32) 0 ;
  525.  /*
  526.   * Synthesis filter
  527.   */
  528.         for ( j = 0 ; j < LpcOrder ; j ++ )
  529.             Acc0 = L_mac( Acc0, QntLpc[j], FirDl[j] ) ;
  530.         Acc1 = L_shl( Acc0, (Word16) 2 ) ;
  531.  /*
  532.   * Perceptual weighting filter
  533.   */
  534.         /* Fir part */
  535.         for ( j = 0 ; j < LpcOrder ; j ++ )
  536.             Acc0 = L_msu( Acc0, PerLpc[j], FirDl[j] ) ;
  537.         for ( j = LpcOrder-1 ; j > 0 ; j -- )
  538.             FirDl[j] = FirDl[j-1] ;
  539.         FirDl[0] = round( Acc1 ) ;
  540.         /* Iir part */
  541.         for ( j = 0 ; j < LpcOrder ; j ++ )
  542.             Acc0 = L_mac( Acc0, PerLpc[LpcOrder+j], IirDl[j] ) ;
  543.         Acc0 = L_shl( Acc0, (Word16) 2 ) ;
  544.         for ( j = LpcOrder-1 ; j > 0 ; j -- )
  545.             IirDl[j] = IirDl[j-1] ;
  546.         IirDl[0] = round( Acc0 ) ;
  547.         Temp[PitchMax+i] = IirDl[0] ;
  548.  /*
  549.   * Do the harmonic noise shaping filter and subtract the result
  550.   * from the harmonic noise weighted vector.
  551.   */
  552.         Acc0 = L_deposit_h( sub( Dpnt[i], IirDl[0] ) ) ;
  553.         Acc0 = L_mac( Acc0, Pw.Gain, Temp[PitchMax-(int)Pw.Indx+i] ) ;
  554.         Dpnt[i] = round ( Acc0 ) ;
  555.     }
  556. }
  557. /*
  558. **
  559. ** Function:        Upd_Ring()
  560. **
  561. ** Description:     Updates the memory of the combined formant
  562. **          perceptual weighting filter, harmonic noise
  563. **          shaping filter, and synthesis filter for a
  564. **          subframe.  The update is done by passing the
  565. **          current subframe's excitation through the
  566. **          combined filter.
  567. **
  568. ** Links to text:   Section 2.19
  569. **
  570. ** Arguments:       
  571. **
  572. **  Word16 Dpnt[]       Decoded excitation for the current subframe e[n] 
  573. **               (60 words)
  574. **  Word16 QntLpc[]     Quantized LPC coefficients (10 words)
  575. **  Word16 PerLpc[]     Perceptual filter coefficients (20 words)
  576. **  Word16 PrevErr[]    Harmonic noise shaping filter memory (145 words)
  577. **  
  578. ** Inputs:
  579. **
  580. **  CodStat.RingFirDl[] Perceptual weighting filter FIR memory from 
  581. **               previous subframe (10 words)
  582. **  CodStat.RingIirDl[] Perceptual weighting filter IIR memory from 
  583. **               previous subframe (10 words)
  584. **
  585. ** Outputs:     
  586. **
  587. **  Word16 PrevErr[]    Updated harmonic noise shaping filter memory 
  588. **  CodStat.RingFirDl[] Updated perceptual weighting filter FIR memory 
  589. **  CodStat.RingIirDl[] Updated perceptual weighting filter IIR memory 
  590. **
  591. ** Return value:    None
  592. **
  593. */
  594. void  Upd_Ring( Word16 *Dpnt, Word16 *QntLpc, Word16 *PerLpc, Word16
  595. *PrevErr )
  596. {
  597.     int   i,j   ;
  598.     Word32   Acc0,Acc1   ;
  599.  /*
  600.   * Shift the harmonic noise shaping filter memory
  601.   */
  602.     for ( i = SubFrLen ; i < PitchMax ; i ++ )
  603.         PrevErr[i-SubFrLen] = PrevErr[i] ;
  604.  /*
  605.   * Do for all elements in the subframe
  606.   */
  607.     for ( i = 0 ; i < SubFrLen ; i ++ ) {
  608.  /*
  609.   * Input the current subframe's excitation
  610.   */
  611.         Acc0 = L_deposit_h( Dpnt[i] ) ;
  612.         Acc0 = L_shr( Acc0, (Word16) 3 ) ;
  613.  /*
  614.   * Synthesis filter
  615.   */
  616.         for ( j = 0 ; j < LpcOrder ; j ++ )
  617.             Acc0 = L_mac( Acc0, QntLpc[j], CodStat.RingFirDl[j] ) ;
  618.         Acc1 = L_shl( Acc0, (Word16) 2 ) ;
  619.         Dpnt[i] = shl( round( Acc1 ), (Word16) 1 ) ;
  620.  /*
  621.   * Perceptual weighting filter
  622.   */
  623.         /* FIR part */
  624.         for ( j = 0 ; j < LpcOrder ; j ++ )
  625.             Acc0 = L_msu( Acc0, PerLpc[j], CodStat.RingFirDl[j] ) ;
  626.         /* Update FIR memory */
  627.         for ( j = LpcOrder-1 ; j > 0 ; j -- )
  628.             CodStat.RingFirDl[j] = CodStat.RingFirDl[j-1] ;
  629.         CodStat.RingFirDl[0] = round( Acc1 ) ;
  630.         /* IIR part */
  631.         for ( j = 0 ; j < LpcOrder ; j ++ )
  632.             Acc0 = L_mac( Acc0, PerLpc[LpcOrder+j], CodStat.RingIirDl[j] ) ;
  633.         Acc0 = L_shl( Acc0, (Word16) 2 ) ;
  634.         /* Update IIR memory */
  635.         for ( j = LpcOrder-1 ; j > 0 ; j -- )
  636.             CodStat.RingIirDl[j] = CodStat.RingIirDl[j-1] ;
  637.         CodStat.RingIirDl[0] = round( Acc0 ) ;
  638.         /* Update harmonic noise shaping memory */
  639.         PrevErr[PitchMax-SubFrLen+i] = CodStat.RingIirDl[0] ;
  640.     }
  641. }
  642. /*
  643. **
  644. ** Function:        Synt()
  645. **
  646. ** Description:     Implements the decoder synthesis filter for a
  647. **          subframe.  This is a tenth-order IIR filter.
  648. **
  649. ** Links to text:   Section 3.7
  650. **
  651. ** Arguments:       
  652. **
  653. **  Word16 Dpnt[]       Pitch-postfiltered excitation for the current
  654. **               subframe ppf[n] (60 words)
  655. **  Word16 Lpc[]        Quantized LPC coefficients (10 words)
  656. **  
  657. ** Inputs:
  658. **
  659. **  DecStat.SyntIirDl[] Synthesis filter memory from previous
  660. subframe (10 words)
  661. **
  662. ** Outputs:     
  663. **
  664. **  Word16 Dpnt[]       Synthesized speech vector sy[n]
  665. **  DecStat.SyntIirDl[] Updated synthesis filter memory 
  666. **
  667. ** Return value:    None
  668. **
  669. */
  670. void     Synt( Word16 *Dpnt, Word16 *Lpc )
  671. {
  672.     int   i,j   ;
  673.     Word32   Acc0  ;
  674.  /*
  675.   * Do for all elements in the subframe
  676.   */
  677.     for ( i = 0 ; i < SubFrLen ; i ++ ) {
  678.  /*
  679.   * Input the current subframe's excitation
  680.   */
  681.         Acc0 = L_deposit_h( Dpnt[i] ) ;
  682.         Acc0 = L_shr( Acc0, (Word16) 3 ) ;
  683.  /*
  684.   * Synthesis
  685.   */
  686.         /* Filter */
  687.         for ( j = 0 ; j < LpcOrder ; j ++ )
  688.             Acc0 = L_mac( Acc0, Lpc[j], DecStat.SyntIirDl[j] ) ;
  689.         /* Update memory */
  690.         for ( j = LpcOrder-1 ; j > 0 ; j -- )
  691.             DecStat.SyntIirDl[j] = DecStat.SyntIirDl[j-1] ;
  692.         Acc0 = L_shl( Acc0, (Word16) 2 ) ;
  693.         DecStat.SyntIirDl[0] = round( Acc0 ) ;
  694.  /*
  695.   * Scale output if postfilter is off.  (Otherwise output is
  696.   * scaled by the gain scaling unit.)
  697.   */
  698.         if ( UsePf )
  699.             Dpnt[i] = DecStat.SyntIirDl[0] ;
  700.         else
  701.             Dpnt[i] = shl( DecStat.SyntIirDl[0], (Word16) 1 ) ;
  702.     }
  703. }
  704. /*
  705. **
  706. ** Function:        Spf()
  707. **
  708. ** Description:     Implements the formant postfilter for a
  709. **          subframe.  The formant postfilter is a
  710. **          10-pole, 10-zero ARMA filter followed by a
  711. **          single-tap tilt compensation filter.
  712. **
  713. ** Links to text:   Section 3.8
  714. **
  715. ** Arguments:
  716. **
  717. **  Word16 Tv[]     Synthesized speech vector sy[n] (60 words)
  718. **  Word16 Lpc[]        Quantized LPC coefficients (10 words)
  719. **
  720. ** Inputs:
  721. **
  722. **  DecStat.PostIirDl[] Postfilter IIR memory from previous
  723. subframe (10 words)
  724. **  DecStat.PostFirDl[] Postfilter FIR memory from previous
  725. subframe (10 words)
  726. **  DecStat.Park        Previous value of compensation filter parameter
  727. **
  728. ** Outputs:
  729. **
  730. **  Word16 Tv[]     Postfiltered speech vector pf[n] (60 words)
  731. **  DecStat.PostIirDl[] Updated postfilter IIR memory
  732. **  DecStat.PostFirDl[] Updated postfilter FIR memory
  733. **  DecStat.Park        Updated compensation filter parameter
  734. **
  735. ** Return value: Input vector energy
  736. **
  737. */
  738. Word32  Spf( Word16 *Tv, Word16 *Lpc )
  739. {
  740.     int   i,j   ;
  741.     Word32   Acc0,Acc1   ;
  742.     Word32   Sen ;
  743.     Word16   Tmp ;
  744.     Word16   Exp ;
  745.     Word16   FirCoef[LpcOrder] ;
  746.     Word16   IirCoef[LpcOrder] ;
  747.     Word16   TmpVect[SubFrLen] ;
  748.  /*
  749.   * Compute ARMA coefficients.  Compute the jth FIR coefficient by
  750.   * multiplying the jth quantized LPC coefficient by (0.65)^j.
  751.   * Compute the jth IIR coefficient by multiplying the jth quantized
  752.   * LPC coefficient by (0.75)^j.  This emphasizes the formants in
  753.   * the frequency response.
  754.   */
  755.     for ( i = 0 ; i < LpcOrder ; i ++ ) {
  756.         FirCoef[i] = mult_r( Lpc[i], PostFiltZeroTable[i] ) ;
  757.         IirCoef[i] = mult_r( Lpc[i], PostFiltPoleTable[i] ) ;
  758.     }
  759.  /*
  760.   * Normalize the speech vector.
  761.   */
  762.     for ( i = 0 ; i < SubFrLen ; i ++ )
  763.         TmpVect[i] = Tv[i] ;
  764.     Exp = Vec_Norm( TmpVect, (Word16) SubFrLen ) ;
  765.  /*
  766.   * Compute the first two autocorrelation coefficients R[0] and R[1]
  767.   */
  768.     Acc0 = (Word32) 0 ;
  769.     Acc1 = L_mult( TmpVect[0], TmpVect[0] ) ;
  770.     for ( i = 1 ; i < SubFrLen ; i ++ ) {
  771.         Acc0 = L_mac( Acc0, TmpVect[i], TmpVect[i-1] ) ;
  772.         Acc1 = L_mac( Acc1, TmpVect[i], TmpVect[i] ) ;
  773.     }
  774.  /*
  775.   * Scale the energy for the later use.
  776.   */
  777.     Sen = L_shr( Acc1, (Word16)(2*Exp + 4) ) ;
  778.  /*
  779.   * Compute the first-order partial correlation coefficient of the
  780.   * input speech vector.
  781.   */
  782.     Tmp = extract_h( Acc1 ) ;
  783.     if ( Tmp != (Word16) 0 ) {
  784.         /* Compute first parkor */
  785.         Acc0 = L_shr( Acc0, (Word16) 1 ) ;
  786.         Acc1 = Acc0 ;
  787.         Acc0 = L_abs( Acc0 ) ;
  788.         Tmp = div_l( Acc0, Tmp ) ;
  789.         if ( Acc1 < (Word32) 0 )
  790.             Tmp = negate( Tmp ) ;
  791.     }
  792.     else
  793.         Tmp = (Word16) 0 ;
  794.  /*
  795.   * Compute the compensation filter parameter and update the memory
  796.   */
  797.     Acc0 = L_deposit_h( DecStat.Park ) ;
  798.     Acc0 = L_msu( Acc0, DecStat.Park, (Word16) 0x2000 ) ;
  799.     Acc0 = L_mac( Acc0, Tmp, (Word16) 0x2000 ) ;
  800.     DecStat.Park = round( Acc0 ) ;
  801.     Tmp  = mult( DecStat.Park, PreCoef ) ;
  802.     Tmp &= (Word16) 0xfffc ;
  803.  /*
  804.   *  Do for all elements in the subframe
  805.   */
  806.     for ( i = 0 ; i < SubFrLen ; i ++ ) {
  807.  /*
  808.   * Input the speech vector
  809.   */
  810.         Acc0 = L_deposit_h( Tv[i] ) ;
  811.         Acc0 = L_shr( Acc0, (Word16) 2 ) ;
  812.  /*
  813.   * Formant postfilter
  814.   */
  815.         /* FIR part */
  816.         for ( j = 0 ; j < LpcOrder ; j ++ )
  817.             Acc0 = L_msu( Acc0, FirCoef[j], DecStat.PostFirDl[j] ) ;
  818.         /* Update FIR memory */
  819.         for ( j = LpcOrder-1 ; j > 0 ; j -- )
  820.             DecStat.PostFirDl[j] = DecStat.PostFirDl[j-1] ;
  821.         DecStat.PostFirDl[0] = Tv[i] ;
  822.         /* IIR part */
  823.         for ( j = 0 ; j < LpcOrder ; j ++ )
  824.             Acc0 = L_mac( Acc0, IirCoef[j], DecStat.PostIirDl[j] ) ;
  825.         /* Update IIR memory */
  826.         for ( j = LpcOrder-1 ; j > 0 ; j -- )
  827.             DecStat.PostIirDl[j] = DecStat.PostIirDl[j-1] ;
  828.         Acc0 = L_shl( Acc0, (Word16) 2 ) ;
  829.         Acc1 = Acc0 ;
  830.         DecStat.PostIirDl[0] = round( Acc0 ) ;
  831.  /*
  832.   * Compensation filter
  833.   */
  834.         Acc1 = L_mac( Acc1, DecStat.PostIirDl[1], Tmp ) ;
  835.         Tv[i] = round( Acc1 ) ;
  836.     }
  837.     return Sen ;
  838. }