code.vuplus.com Git - vuplus_webkit/blob - Source/WebCore/platform/audio/FFTFrame.cpp

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  27  */
  28
  29 #include "config.h"
  30
  31 #if ENABLE(WEB_AUDIO)
  32
  33 #include "FFTFrame.h"
  34
  35 #ifndef NDEBUG
  36 #include <stdio.h>
  37 #endif
  38
  39 #include <wtf/Complex.h>
  40 #include <wtf/MathExtras.h>
  41 #include <wtf/OwnPtr.h>
  42
  43 namespace WebCore {
  44
  45 void FFTFrame::doPaddedFFT(float* data, size_t dataSize)
  46 {
  47     // Zero-pad the impulse response
  48     AudioFloatArray paddedResponse(fftSize()); // zero-initialized
  49     paddedResponse.copyToRange(data, 0, dataSize);
  50
  51     // Get the frequency-domain version of padded response
  52     doFFT(paddedResponse.data());
  53 }
  54
  55 PassOwnPtr<FFTFrame> FFTFrame::createInterpolatedFrame(const FFTFrame& frame1, const FFTFrame& frame2, double x)
  56 {
  57     OwnPtr<FFTFrame> newFrame = adoptPtr(new FFTFrame(frame1.fftSize()));
  58
  59     newFrame->interpolateFrequencyComponents(frame1, frame2, x);
  60
  61     // In the time-domain, the 2nd half of the response must be zero, to avoid circular convolution aliasing...
  62     int fftSize = newFrame->fftSize();
  63     AudioFloatArray buffer(fftSize);
  64     newFrame->doInverseFFT(buffer.data());
  65     buffer.zeroRange(fftSize / 2, fftSize);
  66
  67     // Put back into frequency domain.
  68     newFrame->doFFT(buffer.data());
  69
  70     return newFrame.release();
  71 }
  72
  73 void FFTFrame::interpolateFrequencyComponents(const FFTFrame& frame1, const FFTFrame& frame2, double interp)
  74 {
  75     // FIXME : with some work, this method could be optimized
  76
  77     float* realP = realData();
  78     float* imagP = imagData();
  79
  80     const float* realP1 = frame1.realData();
  81     const float* imagP1 = frame1.imagData();
  82     const float* realP2 = frame2.realData();
  83     const float* imagP2 = frame2.imagData();
  84
  85     m_FFTSize = frame1.fftSize();
  86     m_log2FFTSize = frame1.log2FFTSize();
  87
  88     double s1base = (1.0 - interp);
  89     double s2base = interp;
  90
  91     double phaseAccum = 0.0;
  92     double lastPhase1 = 0.0;
  93     double lastPhase2 = 0.0;
  94
  95     realP[0] = static_cast<float>(s1base * realP1[0] + s2base * realP2[0]);
  96     imagP[0] = static_cast<float>(s1base * imagP1[0] + s2base * imagP2[0]);
  97
  98     int n = m_FFTSize / 2;
  99
 100     for (int i = 1; i < n; ++i) {
 101         Complex c1(realP1[i], imagP1[i]);
 102         Complex c2(realP2[i], imagP2[i]);
 103
 104         double mag1 = abs(c1);
 105         double mag2 = abs(c2);
 106
 107         // Interpolate magnitudes in decibels
 108         double mag1db = 20.0 * log10(mag1);
 109         double mag2db = 20.0 * log10(mag2);
 110
 111         double s1 = s1base;
 112         double s2 = s2base;
 113
 114         double magdbdiff = mag1db - mag2db;
 115
 116         // Empirical tweak to retain higher-frequency zeroes
 117         double threshold =  (i > 16) ? 5.0 : 2.0;
 118
 119         if (magdbdiff < -threshold && mag1db < 0.0) {
 120             s1 = pow(s1, 0.75);
 121             s2 = 1.0 - s1;
 122         } else if (magdbdiff > threshold && mag2db < 0.0) {
 123             s2 = pow(s2, 0.75);
 124             s1 = 1.0 - s2;
 125         }
 126
 127         // Average magnitude by decibels instead of linearly
 128         double magdb = s1 * mag1db + s2 * mag2db;
 129         double mag = pow(10.0, 0.05 * magdb);
 130
 131         // Now, deal with phase
 132         double phase1 = arg(c1);
 133         double phase2 = arg(c2);
 134
 135         double deltaPhase1 = phase1 - lastPhase1;
 136         double deltaPhase2 = phase2 - lastPhase2;
 137         lastPhase1 = phase1;
 138         lastPhase2 = phase2;
 139
 140         // Unwrap phase deltas
 141         if (deltaPhase1 > piDouble)
 142             deltaPhase1 -= 2.0 * piDouble;
 143         if (deltaPhase1 < -piDouble)
 144             deltaPhase1 += 2.0 * piDouble;
 145         if (deltaPhase2 > piDouble)
 146             deltaPhase2 -= 2.0 * piDouble;
 147         if (deltaPhase2 < -piDouble)
 148             deltaPhase2 += 2.0 * piDouble;
 149
 150         // Blend group-delays
 151         double deltaPhaseBlend;
 152
 153         if (deltaPhase1 - deltaPhase2 > piDouble)
 154             deltaPhaseBlend = s1 * deltaPhase1 + s2 * (2.0 * piDouble + deltaPhase2);
 155         else if (deltaPhase2 - deltaPhase1 > piDouble)
 156             deltaPhaseBlend = s1 * (2.0 * piDouble + deltaPhase1) + s2 * deltaPhase2;
 157         else
 158             deltaPhaseBlend = s1 * deltaPhase1 + s2 * deltaPhase2;
 159
 160         phaseAccum += deltaPhaseBlend;
 161
 162         // Unwrap
 163         if (phaseAccum > piDouble)
 164             phaseAccum -= 2.0 * piDouble;
 165         if (phaseAccum < -piDouble)
 166             phaseAccum += 2.0 * piDouble;
 167
 168         Complex c = complexFromMagnitudePhase(mag, phaseAccum);
 169
 170         realP[i] = static_cast<float>(c.real());
 171         imagP[i] = static_cast<float>(c.imag());
 172     }
 173 }
 174
 175 double FFTFrame::extractAverageGroupDelay()
 176 {
 177     float* realP = realData();
 178     float* imagP = imagData();
 179
 180     double aveSum = 0.0;
 181     double weightSum = 0.0;
 182     double lastPhase = 0.0;
 183
 184     int halfSize = fftSize() / 2;
 185
 186     const double kSamplePhaseDelay = (2.0 * piDouble) / double(fftSize());
 187
 188     // Calculate weighted average group delay
 189     for (int i = 0; i < halfSize; i++) {
 190         Complex c(realP[i], imagP[i]);
 191         double mag = abs(c);
 192         double phase = arg(c);
 193
 194         double deltaPhase = phase - lastPhase;
 195         lastPhase = phase;
 196
 197         // Unwrap
 198         if (deltaPhase < -piDouble)
 199             deltaPhase += 2.0 * piDouble;
 200         if (deltaPhase > piDouble)
 201             deltaPhase -= 2.0 * piDouble;
 202
 203         aveSum += mag * deltaPhase;
 204         weightSum += mag;
 205     }
 206
 207     // Note how we invert the phase delta wrt frequency since this is how group delay is defined
 208     double ave = aveSum / weightSum;
 209     double aveSampleDelay = -ave / kSamplePhaseDelay;
 210
 211     // Leave 20 sample headroom (for leading edge of impulse)
 212     if (aveSampleDelay > 20.0)
 213         aveSampleDelay -= 20.0;
 214
 215     // Remove average group delay (minus 20 samples for headroom)
 216     addConstantGroupDelay(-aveSampleDelay);
 217
 218     // Remove DC offset
 219     realP[0] = 0.0f;
 220
 221     return aveSampleDelay;
 222 }
 223
 224 void FFTFrame::addConstantGroupDelay(double sampleFrameDelay)
 225 {
 226     int halfSize = fftSize() / 2;
 227
 228     float* realP = realData();
 229     float* imagP = imagData();
 230
 231     const double kSamplePhaseDelay = (2.0 * piDouble) / double(fftSize());
 232
 233     double phaseAdj = -sampleFrameDelay * kSamplePhaseDelay;
 234
 235     // Add constant group delay
 236     for (int i = 1; i < halfSize; i++) {
 237         Complex c(realP[i], imagP[i]);
 238         double mag = abs(c);
 239         double phase = arg(c);
 240
 241         phase += i * phaseAdj;
 242
 243         Complex c2 = complexFromMagnitudePhase(mag, phase);
 244
 245         realP[i] = static_cast<float>(c2.real());
 246         imagP[i] = static_cast<float>(c2.imag());
 247     }
 248 }
 249
 250 #ifndef NDEBUG
 251 void FFTFrame::print()
 252 {
 253     FFTFrame& frame = *this;
 254     float* realP = frame.realData();
 255     float* imagP = frame.imagData();
 256     printf("**** \n");
 257     printf("DC = %f : nyquist = %f\n", realP[0], imagP[0]);
 258
 259     int n = m_FFTSize / 2;
 260
 261     for (int i = 1; i < n; i++) {
 262         double mag = sqrt(realP[i] * realP[i] + imagP[i] * imagP[i]);
 263         double phase = atan2(realP[i], imagP[i]);
 264
 265         printf("[%d] (%f %f)\n", i, mag, phase);
 266     }
 267     printf("****\n");
 268 }
 269 #endif // NDEBUG
 270
 271 } // namespace WebCore
 272
 273 #endif // ENABLE(WEB_AUDIO)