gtk2_ardour/fft_result.cc

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2008-2009 David Robillard <d@drobilla.net>
   3  *
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   7  * (at your option) any later version.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12  * GNU General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU General Public License along
  15  * with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  16  * 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
  17  */
  18
  19 #include "fft_result.h"
  20 #include "fft_graph.h"
  21 #include <cstdlib>
  22 #include <cstring>
  23 #include <string>
  24 #include <cmath>
  25 #include <algorithm>
  26
  27 using namespace std;
  28
  29 FFTResult::FFTResult(FFTGraph *graph, Gdk::Color color, string trackname)
  30 {
  31         _graph = graph;
  32
  33         _windowSize = _graph->windowSize();
  34         _dataSize   = _windowSize / 2;
  35         _averages = 0;
  36         _min_flat = _max_flat = 0.0;
  37         _min_prop = _max_prop = 0.0;
  38
  39         _data_flat_avg = (float *) malloc (sizeof(float) * _dataSize);
  40         _data_flat_min = (float *) malloc (sizeof(float) * _dataSize);
  41         _data_flat_max = (float *) malloc (sizeof(float) * _dataSize);
  42         _data_prop_avg = (float *) malloc (sizeof(float) * _dataSize);
  43         _data_prop_min = (float *) malloc (sizeof(float) * _dataSize);
  44         _data_prop_max = (float *) malloc (sizeof(float) * _dataSize);
  45
  46         for (unsigned int i = 0; i < _dataSize; i++) {
  47                 _data_flat_min[i] = FLT_MAX;
  48                 _data_flat_max[i] = FLT_MIN;
  49                 _data_flat_avg[i] = 0;
  50                 _data_prop_min[i] = FLT_MAX;
  51                 _data_prop_max[i] = FLT_MIN;
  52                 _data_prop_avg[i] = 0;
  53         }
  54
  55         _color     = color;
  56         _trackname = trackname;
  57 }
  58
  59 void
  60 FFTResult::analyzeWindow(float *window)
  61 {
  62         float const * const _hanning = _graph->_hanning;
  63         float *_in = _graph->_in;
  64         float *_out = _graph->_out;
  65
  66         // Copy the data and apply the hanning window
  67         for (unsigned int i = 0; i < _windowSize; ++i) {
  68                 _in[i] = window[i] * _hanning[i];
  69         }
  70
  71         fftwf_execute(_graph->_plan);
  72
  73         // calculate signal power per bin
  74         float b = _out[0] * _out[0];
  75
  76         _data_flat_avg[0] += b;
  77         if (b < _data_flat_min[0]) _data_flat_min[0] = b;
  78         if (b > _data_flat_max[0]) _data_flat_max[0] = b;
  79
  80         for (unsigned int i = 1; i < _dataSize - 1; ++i) {
  81                 b = (_out[i] * _out[i]) + (_out[_windowSize - i] * _out[_windowSize - i]);
  82                 _data_flat_avg[i] += b;
  83                 if (_data_flat_min[i] > b)  _data_flat_min[i] = b;
  84                 if (_data_flat_max[i] < b ) _data_flat_max[i] = b;
  85         }
  86
  87         _averages++;
  88 }
  89
  90 void
  91 FFTResult::finalize()
  92 {
  93         if (_averages == 0) {
  94                 _min_flat = _max_flat = 0.0;
  95                 _min_prop = _max_prop = 0.0;
  96                 return;
  97         }
  98
  99         // Average & scale
 100         for (unsigned int i = 0; i < _dataSize - 1; ++i) {
 101                 _data_flat_avg[i] /= _averages;
 102                 // proportional, pink spectrum @ -18dB
 103                 _data_prop_avg[i] = _data_flat_avg [i] * i / 63.096f;
 104                 _data_prop_min[i] = _data_flat_min [i] * i / 63.096f;
 105                 _data_prop_max[i] = _data_flat_max [i] * i / 63.096f;
 106         }
 107
 108         _data_prop_avg[0] = _data_flat_avg [0] / 63.096f;
 109         _data_prop_min[0] = _data_flat_min [0] / 63.096f;
 110         _data_prop_max[0] = _data_flat_max [0] / 63.096f;
 111
 112         // calculate power
 113         for (unsigned int i = 0; i < _dataSize - 1; ++i) {
 114                 _data_flat_min[i] = power_to_db (_data_flat_min[i]);
 115                 _data_flat_max[i] = power_to_db (_data_flat_max[i]);
 116                 _data_flat_avg[i] = power_to_db (_data_flat_avg[i]);
 117                 _data_prop_min[i] = power_to_db (_data_prop_min[i]);
 118                 _data_prop_max[i] = power_to_db (_data_prop_max[i]);
 119                 _data_prop_avg[i] = power_to_db (_data_prop_avg[i]);
 120         }
 121
 122         // find min & max
 123         _min_flat = _max_flat = _data_flat_avg[0];
 124         _min_prop = _max_prop = _data_prop_avg[0];
 125
 126         for (unsigned int i = 1; i < _dataSize - 1; ++i) {
 127                 _min_flat = std::min (_min_flat, _data_flat_avg[i]);
 128                 _max_flat = std::max (_max_flat, _data_flat_avg[i]);
 129                 _min_prop = std::min (_min_prop, _data_prop_avg[i]);
 130                 _max_prop = std::max (_max_prop, _data_prop_avg[i]);
 131         }
 132
 133         _averages = 0;
 134 }
 135
 136 FFTResult::~FFTResult()
 137 {
 138         free(_data_flat_avg);
 139         free(_data_flat_min);
 140         free(_data_flat_max);
 141         free(_data_prop_avg);
 142         free(_data_prop_min);
 143         free(_data_prop_max);
 144 }