← Back to branch summary

~ubuntu-branches/ubuntu/quantal/linphone/quantal

« back to all changes in this revision

Viewing changes to gsmlib/rpe.c

  • Committer: Bazaar Package Importer
  • Author(s): Samuel Mimram
  • Date: 2004-06-30 13:58:16 UTC
  • Revision ID: james.westby@ubuntu.com-20040630135816-wwx75gdlodkqbabb
Tags: upstream-0.12.2
Import upstream version 0.12.2

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
gsmlib/rpe.c
 
1
/*
 
2
 * Copyright 1992 by Jutta Degener and Carsten Bormann, Technische
 
3
 * Universitaet Berlin.  See the accompanying file "COPYRIGHT" for
 
4
 * details.  THERE IS ABSOLUTELY NO WARRANTY FOR THIS SOFTWARE.
 
5
 */
 
6
 
 
7
/* $Header: /cvsroot/linphone/linphone/gsmlib/rpe.c,v 1.1.1.1 2001/11/19 19:50:12 smorlat Exp $ */
 
8
 
 
9
#include <stdio.h>
 
10
#include <assert.h>
 
11
 
 
12
#include "private.h"
 
13
 
 
14
#include "gsm.h"
 
15
#include "proto.h"
 
16
 
 
17
/*  4.2.13 .. 4.2.17  RPE ENCODING SECTION
 
18
 */
 
19
 
 
20
/* 4.2.13 */
 
21
 
 
22
static void Weighting_filter P2((e, x),
 
23
        register word   * e,            /* signal [-5..0.39.44] IN  */
 
24
        word            * x             /* signal [0..39]       OUT */
 
25
)
 
26
/*
 
27
 *  The coefficients of the weighting filter are stored in a table
 
28
 *  (see table 4.4).  The following scaling is used:
 
29
 *
 
30
 *      H[0..10] = integer( real_H[ 0..10] * 8192 ); 
 
31
 */
 
32
{
 
33
        /* word                 wt[ 50 ]; */
 
34
 
 
35
        register longword       L_result;
 
36
        register int            k /* , i */ ;
 
37
 
 
38
        /*  Initialization of a temporary working array wt[0...49]
 
39
         */
 
40
 
 
41
        /* for (k =  0; k <=  4; k++) wt[k] = 0;
 
42
         * for (k =  5; k <= 44; k++) wt[k] = *e++;
 
43
         * for (k = 45; k <= 49; k++) wt[k] = 0;
 
44
         *
 
45
         *  (e[-5..-1] and e[40..44] are allocated by the caller,
 
46
         *  are initially zero and are not written anywhere.)
 
47
         */
 
48
        e -= 5;
 
49
 
 
50
        /*  Compute the signal x[0..39]
 
51
         */ 
 
52
        for (k = 0; k <= 39; k++) {
 
53
 
 
54
                L_result = 8192 >> 1;
 
55
 
 
56
                /* for (i = 0; i <= 10; i++) {
 
57
                 *      L_temp   = GSM_L_MULT( wt[k+i], gsm_H[i] );
 
58
                 *      L_result = GSM_L_ADD( L_result, L_temp );
 
59
                 * }
 
60
                 */
 
61
 
 
62
#undef  STEP
 
63
#define STEP( i, H )    (e[ k + i ] * (longword)H)
 
64
 
 
65
                /*  Every one of these multiplications is done twice --
 
66
                 *  but I don't see an elegant way to optimize this. 
 
67
                 *  Do you?
 
68
                 */
 
69
 
 
70
#ifdef  STUPID_COMPILER
 
71
                L_result += STEP(       0,      -134 ) ;
 
72
                L_result += STEP(       1,      -374 )  ;
 
73
                       /* + STEP(       2,      0    )  */
 
74
                L_result += STEP(       3,      2054 ) ;
 
75
                L_result += STEP(       4,      5741 ) ;
 
76
                L_result += STEP(       5,      8192 ) ;
 
77
                L_result += STEP(       6,      5741 ) ;
 
78
                L_result += STEP(       7,      2054 ) ;
 
79
                       /* + STEP(       8,      0    )  */
 
80
                L_result += STEP(       9,      -374 ) ;
 
81
                L_result += STEP(       10,     -134 ) ;
 
82
#else
 
83
                L_result +=
 
84
                  STEP( 0,      -134 ) 
 
85
                + STEP( 1,      -374 ) 
 
86
             /* + STEP( 2,      0    )  */
 
87
                + STEP( 3,      2054 ) 
 
88
                + STEP( 4,      5741 ) 
 
89
                + STEP( 5,      8192 ) 
 
90
                + STEP( 6,      5741 ) 
 
91
                + STEP( 7,      2054 ) 
 
92
             /* + STEP( 8,      0    )  */
 
93
                + STEP( 9,      -374 ) 
 
94
                + STEP(10,      -134 )
 
95
                ;
 
96
#endif
 
97
 
 
98
                /* L_result = GSM_L_ADD( L_result, L_result ); (* scaling(x2) *)
 
99
                 * L_result = GSM_L_ADD( L_result, L_result ); (* scaling(x4) *)
 
100
                 *
 
101
                 * x[k] = SASR( L_result, 16 );
 
102
                 */
 
103
 
 
104
                /* 2 adds vs. >>16 => 14, minus one shift to compensate for
 
105
                 * those we lost when replacing L_MULT by '*'.
 
106
                 */
 
107
 
 
108
                L_result = SASR( L_result, 13 );
 
109
                x[k] =  (  L_result < MIN_WORD ? MIN_WORD
 
110
                        : (L_result > MAX_WORD ? MAX_WORD : L_result ));
 
111
        }
 
112
}
 
113
 
 
114
/* 4.2.14 */
 
115
 
 
116
static void RPE_grid_selection P3((x,xM,Mc_out),
 
117
        word            * x,            /* [0..39]              IN  */ 
 
118
        word            * xM,           /* [0..12]              OUT */
 
119
        word            * Mc_out        /*                      OUT */
 
120
)
 
121
/*
 
122
 *  The signal x[0..39] is used to select the RPE grid which is
 
123
 *  represented by Mc.
 
124
 */
 
125
{
 
126
        /* register word        temp1;  */
 
127
        register int            /* m, */  i;
 
128
        register longword       L_result, L_temp;
 
129
        longword                EM;     /* xxx should be L_EM? */
 
130
        word                    Mc;
 
131
 
 
132
        longword                L_common_0_3;
 
133
 
 
134
        EM = 0;
 
135
        Mc = 0;
 
136
 
 
137
        /* for (m = 0; m <= 3; m++) {
 
138
         *      L_result = 0;
 
139
         *
 
140
         *
 
141
         *      for (i = 0; i <= 12; i++) {
 
142
         *
 
143
         *              temp1    = SASR( x[m + 3*i], 2 );
 
144
         *
 
145
         *              assert(temp1 != MIN_WORD);
 
146
         *
 
147
         *              L_temp   = GSM_L_MULT( temp1, temp1 );
 
148
         *              L_result = GSM_L_ADD( L_temp, L_result );
 
149
         *      }
 
150
         * 
 
151
         *      if (L_result > EM) {
 
152
         *              Mc = m;
 
153
         *              EM = L_result;
 
154
         *      }
 
155
         * }
 
156
         */
 
157
 
 
158
#undef  STEP
 
159
#define STEP( m, i )            L_temp = SASR( x[m + 3 * i], 2 );       \
 
160
                                L_result += L_temp * L_temp;
 
161
 
 
162
        /* common part of 0 and 3 */
 
163
 
 
164
        L_result = 0;
 
165
        STEP( 0, 1 ); STEP( 0, 2 ); STEP( 0, 3 ); STEP( 0, 4 );
 
166
        STEP( 0, 5 ); STEP( 0, 6 ); STEP( 0, 7 ); STEP( 0, 8 );
 
167
        STEP( 0, 9 ); STEP( 0, 10); STEP( 0, 11); STEP( 0, 12);
 
168
        L_common_0_3 = L_result;
 
169
 
 
170
        /* i = 0 */
 
171
 
 
172
        STEP( 0, 0 );
 
173
        L_result <<= 1; /* implicit in L_MULT */
 
174
        EM = L_result;
 
175
 
 
176
        /* i = 1 */
 
177
 
 
178
        L_result = 0;
 
179
        STEP( 1, 0 );
 
180
        STEP( 1, 1 ); STEP( 1, 2 ); STEP( 1, 3 ); STEP( 1, 4 );
 
181
        STEP( 1, 5 ); STEP( 1, 6 ); STEP( 1, 7 ); STEP( 1, 8 );
 
182
        STEP( 1, 9 ); STEP( 1, 10); STEP( 1, 11); STEP( 1, 12);
 
183
        L_result <<= 1;
 
184
        if (L_result > EM) {
 
185
                Mc = 1;
 
186
                EM = L_result;
 
187
        }
 
188
 
 
189
        /* i = 2 */
 
190
 
 
191
        L_result = 0;
 
192
        STEP( 2, 0 );
 
193
        STEP( 2, 1 ); STEP( 2, 2 ); STEP( 2, 3 ); STEP( 2, 4 );
 
194
        STEP( 2, 5 ); STEP( 2, 6 ); STEP( 2, 7 ); STEP( 2, 8 );
 
195
        STEP( 2, 9 ); STEP( 2, 10); STEP( 2, 11); STEP( 2, 12);
 
196
        L_result <<= 1;
 
197
        if (L_result > EM) {
 
198
                Mc = 2;
 
199
                EM = L_result;
 
200
        }
 
201
 
 
202
        /* i = 3 */
 
203
 
 
204
        L_result = L_common_0_3;
 
205
        STEP( 3, 12 );
 
206
        L_result <<= 1;
 
207
        if (L_result > EM) {
 
208
                Mc = 3;
 
209
                EM = L_result;
 
210
        }
 
211
 
 
212
        /**/
 
213
 
 
214
        /*  Down-sampling by a factor 3 to get the selected xM[0..12]
 
215
         *  RPE sequence.
 
216
         */
 
217
        for (i = 0; i <= 12; i ++) xM[i] = x[Mc + 3*i];
 
218
        *Mc_out = Mc;
 
219
}
 
220
 
 
221
/* 4.12.15 */
 
222
 
 
223
static void APCM_quantization_xmaxc_to_exp_mant P3((xmaxc,exp_out,mant_out),
 
224
        word            xmaxc,          /* IN   */
 
225
        word            * exp_out,      /* OUT  */
 
226
        word            * mant_out )    /* OUT  */
 
227
{
 
228
        word    exp, mant;
 
229
 
 
230
        /* Compute exponent and mantissa of the decoded version of xmaxc
 
231
         */
 
232
 
 
233
        exp = 0;
 
234
        if (xmaxc > 15) exp = SASR(xmaxc, 3) - 1;
 
235
        mant = xmaxc - (exp << 3);
 
236
 
 
237
        if (mant == 0) {
 
238
                exp  = -4;
 
239
                mant = 7;
 
240
        }
 
241
        else {
 
242
                while (mant <= 7) {
 
243
                        mant = mant << 1 | 1;
 
244
                        exp--;
 
245
                }
 
246
                mant -= 8;
 
247
        }
 
248
 
 
249
        assert( exp  >= -4 && exp <= 6 );
 
250
        assert( mant >= 0 && mant <= 7 );
 
251
 
 
252
        *exp_out  = exp;
 
253
        *mant_out = mant;
 
254
}
 
255
 
 
256
static void APCM_quantization P5((xM,xMc,mant_out,exp_out,xmaxc_out),
 
257
        word            * xM,           /* [0..12]              IN      */
 
258
 
 
259
        word            * xMc,          /* [0..12]              OUT     */
 
260
        word            * mant_out,     /*                      OUT     */
 
261
        word            * exp_out,      /*                      OUT     */
 
262
        word            * xmaxc_out     /*                      OUT     */
 
263
)
 
264
{
 
265
        int     i, itest;
 
266
 
 
267
        word    xmax, xmaxc, temp, temp1, temp2;
 
268
        word    exp, mant;
 
269
 
 
270
 
 
271
        /*  Find the maximum absolute value xmax of xM[0..12].
 
272
         */
 
273
 
 
274
        xmax = 0;
 
275
        for (i = 0; i <= 12; i++) {
 
276
                temp = xM[i];
 
277
                temp = GSM_ABS(temp);
 
278
                if (temp > xmax) xmax = temp;
 
279
        }
 
280
 
 
281
        /*  Qantizing and coding of xmax to get xmaxc.
 
282
         */
 
283
 
 
284
        exp   = 0;
 
285
        temp  = SASR( xmax, 9 );
 
286
        itest = 0;
 
287
 
 
288
        for (i = 0; i <= 5; i++) {
 
289
 
 
290
                itest |= (temp <= 0);
 
291
                temp = SASR( temp, 1 );
 
292
 
 
293
                assert(exp <= 5);
 
294
                if (itest == 0) exp++;          /* exp = add (exp, 1) */
 
295
        }
 
296
 
 
297
        assert(exp <= 6 && exp >= 0);
 
298
        temp = exp + 5;
 
299
 
 
300
        assert(temp <= 11 && temp >= 0);
 
301
        xmaxc = gsm_add( SASR(xmax, temp), exp << 3 );
 
302
 
 
303
        /*   Quantizing and coding of the xM[0..12] RPE sequence
 
304
         *   to get the xMc[0..12]
 
305
         */
 
306
 
 
307
        APCM_quantization_xmaxc_to_exp_mant( xmaxc, &exp, &mant );
 
308
 
 
309
        /*  This computation uses the fact that the decoded version of xmaxc
 
310
         *  can be calculated by using the exponent and the mantissa part of
 
311
         *  xmaxc (logarithmic table).
 
312
         *  So, this method avoids any division and uses only a scaling
 
313
         *  of the RPE samples by a function of the exponent.  A direct 
 
314
         *  multiplication by the inverse of the mantissa (NRFAC[0..7]
 
315
         *  found in table 4.5) gives the 3 bit coded version xMc[0..12]
 
316
         *  of the RPE samples.
 
317
         */
 
318
 
 
319
 
 
320
        /* Direct computation of xMc[0..12] using table 4.5
 
321
         */
 
322
 
 
323
        assert( exp <= 4096 && exp >= -4096);
 
324
        assert( mant >= 0 && mant <= 7 ); 
 
325
 
 
326
        temp1 = 6 - exp;                /* normalization by the exponent */
 
327
        temp2 = gsm_NRFAC[ mant ];      /* inverse mantissa              */
 
328
 
 
329
        for (i = 0; i <= 12; i++) {
 
330
 
 
331
                assert(temp1 >= 0 && temp1 < 16);
 
332
 
 
333
                temp = xM[i] << temp1;
 
334
                temp = GSM_MULT( temp, temp2 );
 
335
                temp = SASR(temp, 12);
 
336
                xMc[i] = temp + 4;              /* see note below */
 
337
        }
 
338
 
 
339
        /*  NOTE: This equation is used to make all the xMc[i] positive.
 
340
         */
 
341
 
 
342
        *mant_out  = mant;
 
343
        *exp_out   = exp;
 
344
        *xmaxc_out = xmaxc;
 
345
}
 
346
 
 
347
/* 4.2.16 */
 
348
 
 
349
static void APCM_inverse_quantization P4((xMc,mant,exp,xMp),
 
350
        register word   * xMc,  /* [0..12]                      IN      */
 
351
        word            mant,
 
352
        word            exp,
 
353
        register word   * xMp)  /* [0..12]                      OUT     */
 
354
/* 
 
355
 *  This part is for decoding the RPE sequence of coded xMc[0..12]
 
356
 *  samples to obtain the xMp[0..12] array.  Table 4.6 is used to get
 
357
 *  the mantissa of xmaxc (FAC[0..7]).
 
358
 */
 
359
{
 
360
        int     i;
 
361
        word    temp, temp1, temp2, temp3;
 
362
        longword        ltmp;
 
363
 
 
364
        assert( mant >= 0 && mant <= 7 ); 
 
365
 
 
366
        temp1 = gsm_FAC[ mant ];        /* see 4.2-15 for mant */
 
367
        temp2 = gsm_sub( 6, exp );      /* see 4.2-15 for exp  */
 
368
        temp3 = gsm_asl( 1, gsm_sub( temp2, 1 ));
 
369
 
 
370
        for (i = 13; i--;) {
 
371
 
 
372
                assert( *xMc <= 7 && *xMc >= 0 );       /* 3 bit unsigned */
 
373
 
 
374
                /* temp = gsm_sub( *xMc++ << 1, 7 ); */
 
375
                temp = (*xMc++ << 1) - 7;               /* restore sign   */
 
376
                assert( temp <= 7 && temp >= -7 );      /* 4 bit signed   */
 
377
 
 
378
                temp <<= 12;                            /* 16 bit signed  */
 
379
                temp = GSM_MULT_R( temp1, temp );
 
380
                temp = GSM_ADD( temp, temp3 );
 
381
                *xMp++ = gsm_asr( temp, temp2 );
 
382
        }
 
383
}
 
384
 
 
385
/* 4.2.17 */
 
386
 
 
387
static void RPE_grid_positioning P3((Mc,xMp,ep),
 
388
        word            Mc,             /* grid position        IN      */
 
389
        register word   * xMp,          /* [0..12]              IN      */
 
390
        register word   * ep            /* [0..39]              OUT     */
 
391
)
 
392
/*
 
393
 *  This procedure computes the reconstructed long term residual signal
 
394
 *  ep[0..39] for the LTP analysis filter.  The inputs are the Mc
 
395
 *  which is the grid position selection and the xMp[0..12] decoded
 
396
 *  RPE samples which are upsampled by a factor of 3 by inserting zero
 
397
 *  values.
 
398
 */
 
399
{
 
400
        int     i = 13;
 
401
 
 
402
        assert(0 <= Mc && Mc <= 3);
 
403
 
 
404
        switch (Mc) {
 
405
                case 3: *ep++ = 0;
 
406
                case 2:  do {
 
407
                                *ep++ = 0;
 
408
                case 1:         *ep++ = 0;
 
409
                case 0:         *ep++ = *xMp++;
 
410
                         } while (--i);
 
411
        }
 
412
        while (++Mc < 4) *ep++ = 0;
 
413
 
 
414
        /*
 
415
 
 
416
        int i, k;
 
417
        for (k = 0; k <= 39; k++) ep[k] = 0;
 
418
        for (i = 0; i <= 12; i++) {
 
419
                ep[ Mc + (3*i) ] = xMp[i];
 
420
        }
 
421
        */
 
422
}
 
423
 
 
424
/* 4.2.18 */
 
425
 
 
426
/*  This procedure adds the reconstructed long term residual signal
 
427
 *  ep[0..39] to the estimated signal dpp[0..39] from the long term
 
428
 *  analysis filter to compute the reconstructed short term residual
 
429
 *  signal dp[-40..-1]; also the reconstructed short term residual
 
430
 *  array dp[-120..-41] is updated.
 
431
 */
 
432
 
 
433
#if 0   /* Has been inlined in code.c */
 
434
void Gsm_Update_of_reconstructed_short_time_residual_signal P3((dpp, ep, dp),
 
435
        word    * dpp,          /* [0...39]     IN      */
 
436
        word    * ep,           /* [0...39]     IN      */
 
437
        word    * dp)           /* [-120...-1]  IN/OUT  */
 
438
{
 
439
        int             k;
 
440
 
 
441
        for (k = 0; k <= 79; k++) 
 
442
                dp[ -120 + k ] = dp[ -80 + k ];
 
443
 
 
444
        for (k = 0; k <= 39; k++)
 
445
                dp[ -40 + k ] = gsm_add( ep[k], dpp[k] );
 
446
}
 
447
#endif  /* Has been inlined in code.c */
 
448
 
 
449
void Gsm_RPE_Encoding P5((S,e,xmaxc,Mc,xMc),
 
450
 
 
451
        struct gsm_state * S,
 
452
 
 
453
        word    * e,            /* -5..-1][0..39][40..44        IN/OUT  */
 
454
        word    * xmaxc,        /*                              OUT */
 
455
        word    * Mc,           /*                              OUT */
 
456
        word    * xMc)          /* [0..12]                      OUT */
 
457
{
 
458
        word    x[40];
 
459
        word    xM[13], xMp[13];
 
460
        word    mant, exp;
 
461
 
 
462
        Weighting_filter(e, x);
 
463
        RPE_grid_selection(x, xM, Mc);
 
464
 
 
465
        APCM_quantization(      xM, xMc, &mant, &exp, xmaxc);
 
466
        APCM_inverse_quantization(  xMc,  mant,  exp, xMp);
 
467
 
 
468
        RPE_grid_positioning( *Mc, xMp, e );
 
469
 
 
470
}
 
471
 
 
472
void Gsm_RPE_Decoding P5((S, xmaxcr, Mcr, xMcr, erp),
 
473
        struct gsm_state        * S,
 
474
 
 
475
        word            xmaxcr,
 
476
        word            Mcr,
 
477
        word            * xMcr,  /* [0..12], 3 bits             IN      */
 
478
        word            * erp    /* [0..39]                     OUT     */
 
479
)
 
480
{
 
481
        word    exp, mant;
 
482
        word    xMp[ 13 ];
 
483
 
 
484
        APCM_quantization_xmaxc_to_exp_mant( xmaxcr, &exp, &mant );
 
485
        APCM_inverse_quantization( xMcr, mant, exp, xMp );
 
486
        RPE_grid_positioning( Mcr, xMp, erp );
 
487
 
 
488
}