src/pitch/: add first draft for specacf
authorPaul Brossier <piem@piem.org>
Mon, 8 Apr 2013 16:50:55 +0000 (11:50 -0500)
committerPaul Brossier <piem@piem.org>
Mon, 8 Apr 2013 16:50:55 +0000 (11:50 -0500)
src/pitch/pitch.c
src/pitch/pitchspecacf.c [new file with mode: 0644]
src/pitch/pitchspecacf.h [new file with mode: 0644]

index 35c12a066b0f3bfbfbb32b2943b98515c15cbbd4..e29d7a91bed4886f5ad7b1ad6d73aa3ec546254c 100644 (file)
@@ -32,6 +32,7 @@
 #include "pitch/pitchfcomb.h"
 #include "pitch/pitchschmitt.h"
 #include "pitch/pitchyinfft.h"
+#include "pitch/pitchspecacf.h"
 #include "pitch/pitch.h"
 
 /** pitch detection algorithms */
@@ -42,6 +43,7 @@ typedef enum
   aubio_pitcht_schmitt,    /**< `schmitt`, Schmitt trigger */
   aubio_pitcht_fcomb,      /**< `fcomb`, Fast comb filter */
   aubio_pitcht_yinfft,     /**< `yinfft`, Spectral YIN */
+  aubio_pitcht_specacf,    /**< `specacf`, Spectral autocorrelation */
   aubio_pitcht_default
     = aubio_pitcht_yinfft, /**< `default` */
 } aubio_pitch_type;
@@ -88,6 +90,7 @@ static void aubio_pitch_do_yin (aubio_pitch_t * p, fvec_t * ibuf, fvec_t * obuf)
 static void aubio_pitch_do_schmitt (aubio_pitch_t * p, fvec_t * ibuf, fvec_t * obuf);
 static void aubio_pitch_do_fcomb (aubio_pitch_t * p, fvec_t * ibuf, fvec_t * obuf);
 static void aubio_pitch_do_yinfft (aubio_pitch_t * p, fvec_t * ibuf, fvec_t * obuf);
+static void aubio_pitch_do_specacf (aubio_pitch_t * p, fvec_t * ibuf, fvec_t * obuf);
 
 /* conversion functions for frequency conversions */
 smpl_t freqconvbin (smpl_t f, uint_t samplerate, uint_t bufsize);
@@ -114,6 +117,8 @@ new_aubio_pitch (char_t * pitch_mode,
     pitch_type = aubio_pitcht_schmitt;
   else if (strcmp (pitch_mode, "fcomb") == 0)
     pitch_type = aubio_pitcht_fcomb;
+  else if (strcmp (pitch_mode, "specacf") == 0)
+    pitch_type = aubio_pitcht_specacf;
   else if (strcmp (pitch_mode, "default") == 0)
     pitch_type = aubio_pitcht_default;
   else {
@@ -158,6 +163,13 @@ new_aubio_pitch (char_t * pitch_mode,
       p->conf_cb = (aubio_pitch_get_conf_t)aubio_pitchyinfft_get_confidence;
       aubio_pitchyinfft_set_tolerance (p->p_object, 0.85);
       break;
+    case aubio_pitcht_specacf:
+      p->buf = new_fvec (bufsize);
+      p->p_object = new_aubio_pitchspecacf (bufsize);
+      p->detect_cb = aubio_pitch_do_specacf;
+      p->conf_cb = (aubio_pitch_get_conf_t)aubio_pitchspecacf_get_tolerance;
+      aubio_pitchspecacf_set_tolerance (p->p_object, 0.85);
+      break;
     default:
       break;
   }
@@ -190,6 +202,10 @@ del_aubio_pitch (aubio_pitch_t * p)
       del_fvec (p->buf);
       del_aubio_pitchyinfft (p->p_object);
       break;
+    case aubio_pitcht_specacf:
+      del_fvec (p->buf);
+      del_aubio_pitchspecacf (p->p_object);
+      break;
     default:
       break;
   }
@@ -314,6 +330,21 @@ aubio_pitch_do_yinfft (aubio_pitch_t * p, fvec_t * ibuf, fvec_t * obuf)
   obuf->data[0] = pitch;
 }
 
+void
+aubio_pitch_do_specacf (aubio_pitch_t * p, fvec_t * ibuf, fvec_t * out)
+{
+  aubio_pitch_slideblock (p, ibuf);
+  aubio_pitchspecacf_do (p->p_object, p->buf, out);
+  //out->data[0] = aubio_bintofreq (out->data[0], p->samplerate, p->bufsize);
+  smpl_t pitch = 0., period = out->data[0];
+  if (period > 0) {
+    pitch = p->samplerate / period;
+  } else {
+    pitch = 0.;
+  }
+  out->data[0] = pitch;
+}
+
 void
 aubio_pitch_do_fcomb (aubio_pitch_t * p, fvec_t * ibuf, fvec_t * out)
 {
diff --git a/src/pitch/pitchspecacf.c b/src/pitch/pitchspecacf.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..269f4b2
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,108 @@
+/*
+  Copyright (C) 2013 Paul Brossier <piem@aubio.org>
+
+  This file is part of aubio.
+
+  aubio is free software: you can redistribute it and/or modify
+  it under the terms of the GNU General Public License as published by
+  the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
+  (at your option) any later version.
+
+  aubio is distributed in the hope that it will be useful,
+  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+  GNU General Public License for more details.
+
+  You should have received a copy of the GNU General Public License
+  along with aubio.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
+
+*/
+
+#include "aubio_priv.h"
+#include "fvec.h"
+#include "cvec.h"
+#include "mathutils.h"
+#include "spectral/fft.h"
+#include "pitch/pitchspecacf.h"
+
+/** pitch specacf structure */
+struct _aubio_pitchspecacf_t
+{
+  fvec_t *win;        /**< temporal weighting window */
+  fvec_t *winput;     /**< windowed spectrum */
+  aubio_fft_t *fft;   /**< fft object to compute*/
+  fvec_t *fftout;     /**< Fourier transform output */
+  fvec_t *sqrmag;     /**< square magnitudes */
+  fvec_t *acf;        /**< auto correlation function */
+  smpl_t tol;         /**< tolerance */
+  smpl_t confidence;  /**< confidence */
+};
+
+aubio_pitchspecacf_t *
+new_aubio_pitchspecacf (uint_t bufsize)
+{
+  aubio_pitchspecacf_t *p = AUBIO_NEW (aubio_pitchspecacf_t);
+  p->win = new_aubio_window ("hanningz", bufsize);
+  p->winput = new_fvec (bufsize);
+  p->fft = new_aubio_fft (bufsize);
+  p->fftout = new_fvec (bufsize);
+  p->sqrmag = new_fvec (bufsize);
+  p->acf = new_fvec (bufsize / 2 + 1);
+  p->tol = 1.;
+  return p;
+}
+
+void
+aubio_pitchspecacf_do (aubio_pitchspecacf_t * p, fvec_t * input, fvec_t * output)
+{
+  uint_t l;
+  fvec_t *fftout = p->fftout;
+  // window the input
+  for (l = 0; l < input->length; l++) {
+    p->winput->data[l] = p->win->data[l] * input->data[l];
+  }
+  // get the real / imag parts of its fft
+  aubio_fft_do_complex (p->fft, p->winput, fftout);
+  for (l = 0; l < input->length / 2 + 1; l++) {
+    p->sqrmag->data[l] = SQR(fftout->data[l]);
+  }
+  // get the real / imag parts of the fft of the squared magnitude
+  aubio_fft_do_complex (p->fft, p->sqrmag, fftout);
+  // copy real part to acf
+  for (l = 0; l < fftout->length / 2 + 1; l++) {
+    p->acf->data[l] = fftout->data[l];
+  }
+  // get the minimum
+  uint_t tau = fvec_min_elem (p->acf);
+  // get the interpolated minimum
+  output->data[0] = fvec_quadratic_peak_pos (p->acf, tau) * 2.;
+}
+
+void
+del_aubio_pitchspecacf (aubio_pitchspecacf_t * p)
+{
+  del_fvec (p->win);
+  del_fvec (p->winput);
+  del_aubio_fft (p->fft);
+  del_fvec (p->sqrmag);
+  del_fvec (p->fftout);
+  AUBIO_FREE (p);
+}
+
+smpl_t
+aubio_pitchspecacf_get_confidence (aubio_pitchspecacf_t * o) {
+  return 0;
+}
+
+uint_t
+aubio_pitchspecacf_set_tolerance (aubio_pitchspecacf_t * p, smpl_t tol)
+{
+  p->tol = tol;
+  return 0;
+}
+
+smpl_t
+aubio_pitchspecacf_get_tolerance (aubio_pitchspecacf_t * p)
+{
+  return p->tol;
+}
diff --git a/src/pitch/pitchspecacf.h b/src/pitch/pitchspecacf.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..06b5b62
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,103 @@
+/*
+  Copyright (C) 2013 Paul Brossier <piem@aubio.org>
+
+  This file is part of aubio.
+
+  aubio is free software: you can redistribute it and/or modify
+  it under the terms of the GNU General Public License as published by
+  the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
+  (at your option) any later version.
+
+  aubio is distributed in the hope that it will be useful,
+  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+  GNU General Public License for more details.
+
+  You should have received a copy of the GNU General Public License
+  along with aubio.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
+
+*/
+
+/** \file
+
+  Pitch detection using spectral auto correlation
+
+  This algorithm implements pitch detection by computing the autocorrelation
+  function as the cosine transform of the square spectral magnitudes.
+
+  Anssi Klapuri. Qualitative and quantitative aspects in the design of
+  periodicity esti- mation algorithms. In Proceedings of the European Signal
+  Processing Conference (EUSIPCO), 2000.
+
+  Paul Brossier, [Automatic annotation of musical audio for interactive
+  systems](http://aubio.org/phd/), Chapter 3, Pitch Analysis, Autocorrelation,
+  pp. 75-77, PhD thesis, Centre for Digital music, Queen Mary University of
+  London, London, UK, 2006.
+
+  \example pitch/test-pitchspecacf.c
+
+*/
+
+#ifndef AUBIO_PITCHSPECACF_H
+#define AUBIO_PITCHSPECACF_H
+
+#ifdef __cplusplus
+extern "C" {
+#endif
+
+/** pitch detection object */
+typedef struct _aubio_pitchspecacf_t aubio_pitchspecacf_t;
+
+/** execute pitch detection on an input buffer
+
+  \param o pitch detection object as returned by new_aubio_pitchspecacf
+  \param samples_in input signal vector (length as specified at creation time)
+  \param cands_out pitch period candidates, in samples
+
+*/
+void aubio_pitchspecacf_do (aubio_pitchspecacf_t * o, fvec_t * samples_in, fvec_t * cands_out);
+/** creation of the pitch detection object
+
+  \param buf_size size of the input buffer to analyse
+
+*/
+aubio_pitchspecacf_t *new_aubio_pitchspecacf (uint_t buf_size);
+/** deletion of the pitch detection object
+
+  \param o pitch detection object as returned by new_aubio_pitchspecacf()
+
+*/
+void del_aubio_pitchspecacf (aubio_pitchspecacf_t * o);
+
+/** get tolerance parameter for `specacf` pitch detection object
+
+  \param o pitch detection object
+
+  \return tolerance parameter for minima selection [default 1.]
+
+*/
+smpl_t aubio_pitchspecacf_get_tolerance (aubio_pitchspecacf_t * o);
+
+/** set tolerance parameter for `specacf` pitch detection object
+
+  \param o pitch detection object
+  \param tol tolerance parameter for minima selection [default 1.]
+
+  \return `1` on error, `0` on success
+
+*/
+uint_t aubio_pitchspecacf_set_tolerance (aubio_pitchspecacf_t * o, smpl_t tol);
+
+/** get currenct confidence for `specacf` pitch detection object
+
+  \param o pitch detection object
+  \return confidence parameter
+
+*/
+smpl_t aubio_pitchspecacf_get_confidence (aubio_pitchspecacf_t * o);
+
+#ifdef __cplusplus
+}
+#endif
+
+#endif /*AUBIO_PITCHSPECACF_H*/