Version 0.1.7 from FTP
[asterisk/asterisk.git] / codecs / lpc10 / synths.c
1 /*
2
3 $Log$
4 Revision 1.6  2000/01/05 08:20:39  markster
5 Version 0.1.7 from FTP
6
7 Revision 1.2  2000/01/05 08:20:39  markster
8 Some OSS fixes and a few lpc changes to make it actually work
9
10  * Revision 1.2  1996/08/20  20:42:59  jaf
11  * Removed all static local variables that were SAVE'd in the Fortran
12  * code, and put them in struct lpc10_decoder_state that is passed as an
13  * argument.
14  *
15  * Removed init function, since all initialization is now done in
16  * init_lpc10_decoder_state().
17  *
18  * Revision 1.1  1996/08/19  22:30:33  jaf
19  * Initial revision
20  *
21
22 */
23
24 #ifdef P_R_O_T_O_T_Y_P_E_S
25 extern int synths_(integer *voice, integer *pitch, real *rms, real *rc, real *speech, integer *k, struct lpc10_decoder_state *st);
26 /* comlen contrl_ 12 */
27 /*:ref: pitsyn_ 14 12 4 4 4 6 6 4 4 4 6 6 4 6 */
28 /*:ref: irc2pc_ 14 5 6 6 4 6 6 */
29 /*:ref: bsynz_ 14 7 6 4 4 6 6 6 6 */
30 /*:ref: deemp_ 14 2 6 4 */
31 /*:ref: initpitsyn_ 14 0 */
32 /*:ref: initbsynz_ 14 0 */
33 /*:ref: initdeemp_ 14 0 */
34 #endif
35
36 /*  -- translated by f2c (version 19951025).
37    You must link the resulting object file with the libraries:
38         -lf2c -lm   (in that order)
39 */
40
41 #include "f2c.h"
42
43 /* Common Block Declarations */
44
45 extern struct {
46     integer order, lframe;
47     logical corrp;
48 } contrl_;
49
50 #define contrl_1 contrl_
51
52 /* Table of constant values */
53
54 static real c_b2 = .7f;
55
56 /* ***************************************************************** */
57
58 /*      SYNTHS Version 54 */
59
60 /* $Log$
61  * Revision 1.6  2000/01/05 08:20:39  markster
62  * Version 0.1.7 from FTP
63  *
64 /* Revision 1.2  2000/01/05 08:20:39  markster
65 /* Some OSS fixes and a few lpc changes to make it actually work
66 /*
67  * Revision 1.2  1996/08/20  20:42:59  jaf
68  * Removed all static local variables that were SAVE'd in the Fortran
69  * code, and put them in struct lpc10_decoder_state that is passed as an
70  * argument.
71  *
72  * Removed init function, since all initialization is now done in
73  * init_lpc10_decoder_state().
74  *
75  * Revision 1.1  1996/08/19  22:30:33  jaf
76  * Initial revision
77  * */
78 /* Revision 1.5  1996/03/26  19:31:58  jaf */
79 /* Commented out trace statements. */
80
81 /* Revision 1.4  1996/03/25  19:41:01  jaf */
82 /* Changed so that MAXFRM samples are always returned in the output array */
83 /* SPEECH. */
84
85 /* This required delaying the returned samples by MAXFRM sample times, */
86 /* and remembering any "left over" samples returned by PITSYN from one */
87 /* call of SYNTHS to the next. */
88
89 /* Changed size of SPEECH from 2*MAXFRM to MAXFRM.  Removed local */
90 /* variable SOUT.  Added local state variables BUF and BUFLEN. */
91
92 /* Revision 1.3  1996/03/25  19:20:10  jaf */
93 /* Added comments about the range of possible return values for argument */
94 /* K, and increased the size of the arrays filled in by PITSYN from 11 to */
95 /* 16, as has been already done inside of PITSYN. */
96
97 /* Revision 1.2  1996/03/22  00:18:18  jaf */
98 /* Added comments explaining meanings of input and output parameters, and */
99 /* indicating which array indices can be read or written. */
100
101 /* Added entry INITSYNTHS, which does nothing except call the */
102 /* corresponding initialization entries for subroutines PITSYN, BSYNZ, */
103 /* and DEEMP. */
104
105 /* Revision 1.1  1996/02/07 14:49:44  jaf */
106 /* Initial revision */
107
108
109 /* ***************************************************************** */
110
111 /* The note below is from the distributed version of the LPC10 coder. */
112 /* The version of the code below has been modified so that SYNTHS always */
113 /* has a constant frame length output of MAXFRM. */
114
115 /* Also, BSYNZ and DEEMP need not be modified to work on variable */
116 /* positions within an array.  It is only necessary to pass the first */
117 /* index desired as the array argument.  What actually gets passed is the */
118 /* address of that array position, which the subroutine treats as the */
119 /* first index of the array. */
120
121 /* This technique is used in subroutine ANALYS when calling PREEMP, so it */
122 /* appears that multiple people wrote different parts of this LPC10 code, */
123 /* and that they didn't necessarily have equivalent knowledge of Fortran */
124 /* (not surprising). */
125
126 /*  NOTE: There is excessive buffering here, BSYNZ and DEEMP should be */
127 /*        changed to operate on variable positions within SOUT.  Also, */
128 /*        the output length parameter is bogus, and PITSYN should be */
129 /*        rewritten to allow a constant frame length output. */
130
131 /* Input: */
132 /*  VOICE  - Half frame voicing decisions */
133 /*           Indices 1 through 2 read. */
134 /* Input/Output: */
135 /*  PITCH  - Pitch */
136 /*           PITCH is restricted to range 20 to 156, inclusive, */
137 /*           before calling subroutine PITSYN, and then PITSYN */
138 /*           can modify it further under some conditions. */
139 /*  RMS    - Energy */
140 /*           Only use is for debugging, and passed to PITSYN. */
141 /*           See comments there for how it can be modified. */
142 /*  RC     - Reflection coefficients */
143 /*           Indices 1 through ORDER restricted to range -.99 to .99, */
144 /*           before calling subroutine PITSYN, and then PITSYN */
145 /*           can modify it further under some conditions. */
146 /* Output: */
147 /*  SPEECH - Synthesized speech samples. */
148 /*           Indices 1 through the final value of K are written. */
149 /*  K      - Number of samples placed into array SPEECH. */
150 /*           This is always MAXFRM. */
151
152 /* Subroutine */ int synths_(integer *voice, integer *pitch, real *
153         rms, real *rc, real *speech, integer *k, struct lpc10_decoder_state *st)
154 {
155     /* Initialized data */
156
157     real *buf;
158     integer *buflen;
159
160     /* System generated locals */
161     integer i__1;
162     real r__1, r__2;
163
164     /* Local variables */
165     real rmsi[16];
166     integer nout, ivuv[16], i__, j;
167     extern /* Subroutine */ int deemp_(real *, integer *, struct lpc10_decoder_state *);
168     real ratio;
169     integer ipiti[16];
170     extern /* Subroutine */ bsynz_(real *, integer *, 
171             integer *, real *, real *, real *, real *, struct lpc10_decoder_state *), irc2pc_(real *, real *
172             , integer *, real *, real *);
173     real g2pass;
174     real pc[10];
175     extern /* Subroutine */ int pitsyn_(integer *, integer *, integer *, real 
176             *, real *, integer *, integer *, integer *, real *, real *, 
177             integer *, real *, struct lpc10_decoder_state *);
178     real rci[160]       /* was [10][16] */;
179
180 /* $Log$
181  * Revision 1.6  2000/01/05 08:20:39  markster
182  * Version 0.1.7 from FTP
183  *
184 /* Revision 1.2  2000/01/05 08:20:39  markster
185 /* Some OSS fixes and a few lpc changes to make it actually work
186 /*
187  * Revision 1.2  1996/08/20  20:42:59  jaf
188  * Removed all static local variables that were SAVE'd in the Fortran
189  * code, and put them in struct lpc10_decoder_state that is passed as an
190  * argument.
191  *
192  * Removed init function, since all initialization is now done in
193  * init_lpc10_decoder_state().
194  *
195  * Revision 1.1  1996/08/19  22:30:33  jaf
196  * Initial revision
197  * */
198 /* Revision 1.3  1996/03/29  22:03:47  jaf */
199 /* Removed definitions for any constants that were no longer used. */
200
201 /* Revision 1.2  1996/03/26  19:34:33  jaf */
202 /* Added comments indicating which constants are not needed in an */
203 /* application that uses the LPC-10 coder. */
204
205 /* Revision 1.1  1996/02/07  14:43:51  jaf */
206 /* Initial revision */
207
208 /*   LPC Configuration parameters: */
209 /* Frame size, Prediction order, Pitch period */
210 /*       Arguments */
211 /* $Log$
212  * Revision 1.6  2000/01/05 08:20:39  markster
213  * Version 0.1.7 from FTP
214  *
215 /* Revision 1.2  2000/01/05 08:20:39  markster
216 /* Some OSS fixes and a few lpc changes to make it actually work
217 /*
218  * Revision 1.2  1996/08/20  20:42:59  jaf
219  * Removed all static local variables that were SAVE'd in the Fortran
220  * code, and put them in struct lpc10_decoder_state that is passed as an
221  * argument.
222  *
223  * Removed init function, since all initialization is now done in
224  * init_lpc10_decoder_state().
225  *
226  * Revision 1.1  1996/08/19  22:30:33  jaf
227  * Initial revision
228  * */
229 /* Revision 1.3  1996/03/29  22:05:55  jaf */
230 /* Commented out the common block variables that are not needed by the */
231 /* embedded version. */
232
233 /* Revision 1.2  1996/03/26  19:34:50  jaf */
234 /* Added comments indicating which constants are not needed in an */
235 /* application that uses the LPC-10 coder. */
236
237 /* Revision 1.1  1996/02/07  14:44:09  jaf */
238 /* Initial revision */
239
240 /*   LPC Processing control variables: */
241
242 /* *** Read-only: initialized in setup */
243
244 /*  Files for Speech, Parameter, and Bitstream Input & Output, */
245 /*    and message and debug outputs. */
246
247 /* Here are the only files which use these variables: */
248
249 /* lpcsim.f setup.f trans.f error.f vqsetup.f */
250
251 /* Many files which use fdebug are not listed, since it is only used in */
252 /* those other files conditionally, to print trace statements. */
253 /*      integer fsi, fso, fpi, fpo, fbi, fbo, pbin, fmsg, fdebug */
254 /*  LPC order, Frame size, Quantization rate, Bits per frame, */
255 /*    Error correction */
256 /* Subroutine SETUP is the only place where order is assigned a value, */
257 /* and that value is 10.  It could increase efficiency 1% or so to */
258 /* declare order as a constant (i.e., a Fortran PARAMETER) instead of as 
259 */
260 /* a variable in a COMMON block, since it is used in many places in the */
261 /* core of the coding and decoding routines.  Actually, I take that back. 
262 */
263 /* At least when compiling with f2c, the upper bound of DO loops is */
264 /* stored in a local variable before the DO loop begins, and then that is 
265 */
266 /* compared against on each iteration. */
267 /* Similarly for lframe, which is given a value of MAXFRM in SETUP. */
268 /* Similarly for quant, which is given a value of 2400 in SETUP.  quant */
269 /* is used in only a few places, and never in the core coding and */
270 /* decoding routines, so it could be eliminated entirely. */
271 /* nbits is similar to quant, and is given a value of 54 in SETUP. */
272 /* corrp is given a value of .TRUE. in SETUP, and is only used in the */
273 /* subroutines ENCODE and DECODE.  It doesn't affect the speed of the */
274 /* coder significantly whether it is .TRUE. or .FALSE., or whether it is 
275 */
276 /* a constant or a variable, since it is only examined once per frame. */
277 /* Leaving it as a variable that is set to .TRUE.  seems like a good */
278 /* idea, since it does enable some error-correction capability for */
279 /* unvoiced frames, with no change in the coding rate, and no noticeable 
280 */
281 /* quality difference in the decoded speech. */
282 /*      integer quant, nbits */
283 /* *** Read/write: variables for debugging, not needed for LPC algorithm 
284 */
285
286 /*  Current frame, Unstable frames, Output clip count, Max onset buffer, 
287 */
288 /*    Debug listing detail level, Line count on listing page */
289
290 /* nframe is not needed for an embedded LPC10 at all. */
291 /* nunsfm is initialized to 0 in SETUP, and incremented in subroutine */
292 /* ERROR, which is only called from RCCHK.  When LPC10 is embedded into */
293 /* an application, I would recommend removing the call to ERROR in RCCHK, 
294 */
295 /* and remove ERROR and nunsfm completely. */
296 /* iclip is initialized to 0 in SETUP, and incremented in entry SWRITE in 
297 */
298 /* sread.f.  When LPC10 is embedded into an application, one might want */
299 /* to cause it to be incremented in a routine that takes the output of */
300 /* SYNTHS and sends it to an audio device.  It could be optionally */
301 /* displayed, for those that might want to know what it is. */
302 /* maxosp is never initialized to 0 in SETUP, although it probably should 
303 */
304 /* be, and it is updated in subroutine ANALYS.  I doubt that its value */
305 /* would be of much interest to an application in which LPC10 is */
306 /* embedded. */
307 /* listl and lincnt are not needed for an embedded LPC10 at all. */
308 /*      integer nframe, nunsfm, iclip, maxosp, listl, lincnt */
309 /*      common /contrl/ fsi, fso, fpi, fpo, fbi, fbo, pbin, fmsg, fdebug */
310 /*      common /contrl/ quant, nbits */
311 /*      common /contrl/ nframe, nunsfm, iclip, maxosp, listl, lincnt */
312 /*       Parameters/constants */
313 /*       Local variables that need not be saved */
314 /*       Local state */
315 /*       BUF is a buffer of speech samples that would have been returned 
316 */
317 /*       by the older version of SYNTHS, but the newer version doesn't, */
318 /*       so that the newer version can always return MAXFRM samples on */
319 /*       every call.  This has the effect of delaying the return of */
320 /*       samples for one additional frame time. */
321
322 /*       Indices 1 through BUFLEN contain samples that are left over from 
323 */
324 /*       the last call to SYNTHS.  Given the way that PITSYN works, */
325 /*       BUFLEN should always be in the range MAXFRM-MAXPIT+1 through */
326 /*       MAXFRM, inclusive, after a call to SYNTHS is complete. */
327
328 /*       On the first call to SYNTHS (or the first call after */
329 /*       reinitializing with the entry INITSYNTHS), BUFLEN is MAXFRM, and 
330 */
331 /*       a frame of silence is always returned. */
332     /* Parameter adjustments */
333     if (voice) {
334         --voice;
335         }
336     if (rc) {
337         --rc;
338         }
339     if (speech) {
340         --speech;
341         }
342
343     /* Function Body */
344     buf = &(st->buf[0]);
345     buflen = &(st->buflen);
346
347 /* Computing MAX */
348     i__1 = min(*pitch,156);
349     *pitch = max(i__1,20);
350     i__1 = contrl_1.order;
351     for (i__ = 1; i__ <= i__1; ++i__) {
352 /* Computing MAX */
353 /* Computing MIN */
354         r__2 = rc[i__];
355         r__1 = min(r__2,.99f);
356         rc[i__] = max(r__1,-.99f);
357     }
358     pitsyn_(&contrl_1.order, &voice[1], pitch, rms, &rc[1], &contrl_1.lframe, 
359             ivuv, ipiti, rmsi, rci, &nout, &ratio, st);
360     if (nout > 0) {
361         i__1 = nout;
362         for (j = 1; j <= i__1; ++j) {
363
364 /*             Add synthesized speech for pitch period J to the en
365 d of */
366 /*             BUF. */
367
368             irc2pc_(&rci[j * 10 - 10], pc, &contrl_1.order, &c_b2, &g2pass);
369             bsynz_(pc, &ipiti[j - 1], &ivuv[j - 1], &buf[*buflen], &rmsi[j - 1]
370                     , &ratio, &g2pass, st);
371             deemp_(&buf[*buflen], &ipiti[j - 1], st);
372             *buflen += ipiti[j - 1];
373         }
374
375 /*          Copy first MAXFRM samples from BUF to output array SPEECH 
376 */
377 /*          (scaling them), and then remove them from the beginning of
378  */
379 /*          BUF. */
380
381         for (i__ = 1; i__ <= 180; ++i__) {
382             speech[i__] = buf[i__ - 1] / 4096.f;
383         }
384         *k = 180;
385         *buflen += -180;
386         i__1 = *buflen;
387         for (i__ = 1; i__ <= i__1; ++i__) {
388             buf[i__ - 1] = buf[i__ + 179];
389         }
390     }
391     return 0;
392 } /* synths_ */