3rdparty/iaxclient/lib/libspeex/nb_celp.h

   1 /* Copyright (C) 2002 Jean-Marc Valin */
   2 /**
   3     @file nb_celp.h
   4     @brief Narrowband CELP encoder/decoder
   5 */
   6 /*
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  10
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  13
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  17
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  21
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  32    SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  33
  34 */
  35
  36 #ifndef NB_CELP_H
  37 #define NB_CELP_H
  38
  39 #include "modes.h"
  40 #include <speex/speex_bits.h>
  41 #include <speex/speex_callbacks.h>
  42 #include "vbr.h"
  43 #include "filters.h"
  44
  45 /**Structure representing the full state of the narrowband encoder*/
  46 typedef struct EncState {
  47    const SpeexMode *mode;       /**< Mode corresponding to the state */
  48    int    first;          /**< Is this the first frame? */
  49    int    frameSize;      /**< Size of frames */
  50    int    subframeSize;   /**< Size of sub-frames */
  51    int    nbSubframes;    /**< Number of sub-frames */
  52    int    windowSize;     /**< Analysis (LPC) window length */
  53    int    lpcSize;        /**< LPC order */
  54    int    min_pitch;      /**< Minimum pitch value allowed */
  55    int    max_pitch;      /**< Maximum pitch value allowed */
  56
  57    int    safe_pitch;     /**< Don't use too large values for pitch (in case we lose a packet) */
  58    int    bounded_pitch;  /**< Next frame should not rely on previous frames for pitch */
  59    int    ol_pitch;       /**< Open-loop pitch */
  60    int    ol_voiced;      /**< Open-loop voiced/non-voiced decision */
  61    int   *pitch;
  62
  63 #ifdef EPIC_48K
  64    int    lbr_48k;
  65 #endif
  66
  67    spx_word16_t  gamma1;         /**< Perceptual filter: A(z/gamma1) */
  68    spx_word16_t  gamma2;         /**< Perceptual filter: A(z/gamma2) */
  69    float  lag_factor;     /**< Lag windowing Gaussian width */
  70    float  lpc_floor;      /**< Noise floor multiplier for A[0] in LPC analysis*/
  71    char  *stack;          /**< Pseudo-stack allocation for temporary memory */
  72    spx_sig_t *inBuf;          /**< Input buffer (original signal) */
  73    spx_sig_t *frame;          /**< Start of original frame */
  74    spx_sig_t *excBuf;         /**< Excitation buffer */
  75    spx_sig_t *exc;            /**< Start of excitation frame */
  76    spx_sig_t *swBuf;          /**< Weighted signal buffer */
  77    spx_sig_t *sw;             /**< Start of weighted signal frame */
  78    spx_sig_t *innov;          /**< Innovation for the frame */
  79    spx_word16_t *window;         /**< Temporary (Hanning) window */
  80    spx_word16_t *autocorr;       /**< auto-correlation */
  81    spx_word16_t *lagWindow;      /**< Window applied to auto-correlation */
  82    spx_coef_t *lpc;            /**< LPCs for current frame */
  83    spx_lsp_t *lsp;            /**< LSPs for current frame */
  84    spx_lsp_t *qlsp;           /**< Quantized LSPs for current frame */
  85    spx_lsp_t *old_lsp;        /**< LSPs for previous frame */
  86    spx_lsp_t *old_qlsp;       /**< Quantized LSPs for previous frame */
  87    spx_lsp_t *interp_lsp;     /**< Interpolated LSPs */
  88    spx_lsp_t *interp_qlsp;    /**< Interpolated quantized LSPs */
  89    spx_coef_t *interp_lpc;     /**< Interpolated LPCs */
  90    spx_coef_t *interp_qlpc;    /**< Interpolated quantized LPCs */
  91    spx_coef_t *bw_lpc1;        /**< LPCs after bandwidth expansion by gamma1 for perceptual weighting*/
  92    spx_coef_t *bw_lpc2;        /**< LPCs after bandwidth expansion by gamma2 for perceptual weighting*/
  93    spx_mem_t *mem_sp;         /**< Filter memory for signal synthesis */
  94    spx_mem_t *mem_sw;         /**< Filter memory for perceptually-weighted signal */
  95    spx_mem_t *mem_sw_whole;   /**< Filter memory for perceptually-weighted signal (whole frame)*/
  96    spx_mem_t *mem_exc;        /**< Filter memory for excitation (whole frame) */
  97    spx_word32_t *pi_gain;        /**< Gain of LPC filter at theta=pi (fe/2) */
  98
  99    VBRState *vbr;         /**< State of the VBR data */
 100    float  vbr_quality;    /**< Quality setting for VBR encoding */
 101    float  relative_quality; /**< Relative quality that will be needed by VBR */
 102    int    vbr_enabled;    /**< 1 for enabling VBR, 0 otherwise */
 103    int    vad_enabled;    /**< 1 for enabling VAD, 0 otherwise */
 104    int    dtx_enabled;    /**< 1 for enabling DTX, 0 otherwise */
 105    int    dtx_count;      /**< Number of consecutive DTX frames */
 106    int    abr_enabled;    /**< ABR setting (in bps), 0 if off */
 107    float  abr_drift;
 108    float  abr_drift2;
 109    float  abr_count;
 110    int    complexity;     /**< Complexity setting (0-10 from least complex to most complex) */
 111    int    sampling_rate;
 112    int    plc_tuning;
 113    int    encode_submode;
 114    const SpeexSubmode * const *submodes; /**< Sub-mode data */
 115    int    submodeID;      /**< Activated sub-mode */
 116    int    submodeSelect;  /**< Mode chosen by the user (may differ from submodeID if VAD is on) */
 117 } EncState;
 118
 119 /**Structure representing the full state of the narrowband decoder*/
 120 typedef struct DecState {
 121    const SpeexMode *mode;       /**< Mode corresponding to the state */
 122    int    first;          /**< Is this the first frame? */
 123    int    count_lost;     /**< Was the last frame lost? */
 124    int    frameSize;      /**< Size of frames */
 125    int    subframeSize;   /**< Size of sub-frames */
 126    int    nbSubframes;    /**< Number of sub-frames */
 127    int    lpcSize;        /**< LPC order */
 128    int    min_pitch;      /**< Minimum pitch value allowed */
 129    int    max_pitch;      /**< Maximum pitch value allowed */
 130    int    sampling_rate;
 131
 132 #ifdef EPIC_48K
 133    int    lbr_48k;
 134 #endif
 135
 136    spx_word16_t  last_ol_gain;   /**< Open-loop gain for previous frame */
 137
 138    char  *stack;          /**< Pseudo-stack allocation for temporary memory */
 139    spx_sig_t *inBuf;          /**< Input buffer (original signal) */
 140    spx_sig_t *frame;          /**< Start of original frame */
 141    spx_sig_t *excBuf;         /**< Excitation buffer */
 142    spx_sig_t *exc;            /**< Start of excitation frame */
 143    spx_sig_t *innov;          /**< Innovation for the frame */
 144    spx_lsp_t *qlsp;           /**< Quantized LSPs for current frame */
 145    spx_lsp_t *old_qlsp;       /**< Quantized LSPs for previous frame */
 146    spx_lsp_t *interp_qlsp;    /**< Interpolated quantized LSPs */
 147    spx_coef_t *interp_qlpc;    /**< Interpolated quantized LPCs */
 148    spx_mem_t *mem_sp;         /**< Filter memory for synthesis signal */
 149    spx_word32_t *pi_gain;        /**< Gain of LPC filter at theta=pi (fe/2) */
 150    int    last_pitch;     /**< Pitch of last correctly decoded frame */
 151    spx_word16_t  last_pitch_gain; /**< Pitch gain of last correctly decoded frame */
 152    spx_word16_t  pitch_gain_buf[3];  /**< Pitch gain of last decoded frames */
 153    int    pitch_gain_buf_idx; /**< Tail of the buffer */
 154
 155    int    encode_submode;
 156    const SpeexSubmode * const *submodes; /**< Sub-mode data */
 157    int    submodeID;      /**< Activated sub-mode */
 158    int    lpc_enh_enabled; /**< 1 when LPC enhancer is on, 0 otherwise */
 159    CombFilterMem *comb_mem;
 160    SpeexCallback speex_callbacks[SPEEX_MAX_CALLBACKS];
 161
 162    SpeexCallback user_callback;
 163
 164    /*Vocoder data*/
 165    float  voc_m1;
 166    float  voc_m2;
 167    float  voc_mean;
 168    int    voc_offset;
 169
 170    int    dtx_enabled;
 171 } DecState;
 172
 173 /** Initializes encoder state*/
 174 void *nb_encoder_init(const SpeexMode *m);
 175
 176 /** De-allocates encoder state resources*/
 177 void nb_encoder_destroy(void *state);
 178
 179 /** Encodes one frame*/
 180 int nb_encode(void *state, void *in, SpeexBits *bits);
 181
 182
 183 /** Initializes decoder state*/
 184 void *nb_decoder_init(const SpeexMode *m);
 185
 186 /** De-allocates decoder state resources*/
 187 void nb_decoder_destroy(void *state);
 188
 189 /** Decodes one frame*/
 190 int nb_decode(void *state, SpeexBits *bits, void *out);
 191
 192 /** ioctl-like function for controlling a narrowband encoder */
 193 int nb_encoder_ctl(void *state, int request, void *ptr);
 194
 195 /** ioctl-like function for controlling a narrowband decoder */
 196 int nb_decoder_ctl(void *state, int request, void *ptr);
 197
 198
 199 #endif