src/spectral/mfcc.c

   1 /*
   2   Copyright (C) 2007-2009 Paul Brossier <piem@aubio.org>
   3                       and Amaury Hazan <ahazan@iua.upf.edu>
   4
   5   This file is part of aubio.
   6
   7   aubio is free software: you can redistribute it and/or modify
   8   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   9   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
  10   (at your option) any later version.
  11
  12   aubio is distributed in the hope that it will be useful,
  13   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15   GNU General Public License for more details.
  16
  17   You should have received a copy of the GNU General Public License
  18   along with aubio.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  19
  20 */
  21
  22 #include "aubio_priv.h"
  23 #include "fvec.h"
  24 #include "cvec.h"
  25 #include "spectral/fft.h"
  26 #include "spectral/filterbank_mel.h"
  27 #include "spectral/mfcc.h"
  28
  29 /** Internal structure for mfcc object */
  30
  31 struct _aubio_mfcc_t
  32 {
  33   uint_t win_s;             /** grain length */
  34   uint_t samplerate;        /** sample rate (needed?) */
  35   uint_t n_filters;         /** number of  *filters */
  36   uint_t n_coefs;           /** number of coefficients (<= n_filters/2 +1) */
  37   aubio_filterbank_t *fb;   /** filter bank */
  38   fvec_t *in_dct;           /** input buffer for dct * [fb->n_filters] */
  39   fvec_t *dct_coeffs;       /** DCT transform n_filters * n_coeffs */
  40 };
  41
  42
  43 aubio_mfcc_t *
  44 new_aubio_mfcc (uint_t win_s, uint_t samplerate, uint_t n_filters,
  45     uint_t n_coefs)
  46 {
  47
  48   /* allocate space for mfcc object */
  49   aubio_mfcc_t *mfcc = AUBIO_NEW (aubio_mfcc_t);
  50
  51   uint_t i, j;
  52
  53   mfcc->win_s = win_s;
  54   mfcc->samplerate = samplerate;
  55   mfcc->n_filters = n_filters;
  56   mfcc->n_coefs = n_coefs;
  57
  58   /* filterbank allocation */
  59   mfcc->fb = new_aubio_filterbank (n_filters, mfcc->win_s);
  60   aubio_filterbank_set_mel_coeffs_slaney (mfcc->fb, samplerate);
  61
  62   /* allocating buffers */
  63   mfcc->in_dct = new_fvec (n_filters, 1);
  64
  65   mfcc->dct_coeffs = new_fvec (n_coefs, n_filters);
  66
  67   /* compute DCT transform dct_coeffs[i][j] as
  68      cos ( j * (i+.5) * PI / n_filters ) */
  69   smpl_t scaling = 1. / SQRT (n_filters / 2.);
  70   for (i = 0; i < n_filters; i++) {
  71     for (j = 0; j < n_coefs; j++) {
  72       mfcc->dct_coeffs->data[i][j] =
  73           scaling * COS (j * (i + 0.5) * PI / n_filters);
  74     }
  75     mfcc->dct_coeffs->data[i][0] *= SQRT (2.) / 2.;
  76   }
  77
  78   return mfcc;
  79 };
  80
  81 void
  82 del_aubio_mfcc (aubio_mfcc_t * mf)
  83 {
  84
  85   /* delete filterbank */
  86   del_aubio_filterbank (mf->fb);
  87
  88   /* delete buffers */
  89   del_fvec (mf->in_dct);
  90
  91   /* delete mfcc object */
  92   AUBIO_FREE (mf);
  93 }
  94
  95
  96 void
  97 aubio_mfcc_do (aubio_mfcc_t * mf, cvec_t * in, fvec_t * out)
  98 {
  99   uint_t i, j;
 100
 101   /* compute filterbank */
 102   aubio_filterbank_do (mf->fb, in, mf->in_dct);
 103
 104   /* zeros output */
 105   fvec_zeros(out);
 106
 107   /* compute discrete cosine transform */
 108   for (i = 0; i < mf->n_filters; i++) {
 109     for (j = 0; j < mf->n_coefs; j++) {
 110       out->data[0][j] += mf->in_dct->data[0][i]
 111           * mf->dct_coeffs->data[i][j];
 112     }
 113   }
 114
 115   return;
 116 }