gtk2_ardour/fft_result.cc

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2006, 2016 Paul Davis
   3  * Written by Sampo Savolainen & Robin Gareus
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   6  * modify it under the terms of the GNU General Public License
   7  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
   8  * of the License, or (at your option) any later version.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13  * GNU General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  16  * along with this program; if not, write to the Free Software
  17  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA.
  18  */
  19
  20 #include "fft_result.h"
  21 #include "fft_graph.h"
  22 #include <cstdlib>
  23 #include <cstring>
  24 #include <string>
  25 #include <cmath>
  26 #include <algorithm>
  27
  28 using namespace std;
  29
  30 FFTResult::FFTResult(FFTGraph *graph, Gdk::Color color, string trackname)
  31 {
  32         _graph = graph;
  33
  34         _windowSize = _graph->windowSize();
  35         _dataSize   = _windowSize / 2;
  36         _averages = 0;
  37         _min_flat = _max_flat = 0.0;
  38         _min_prop = _max_prop = 0.0;
  39
  40         _data_flat_avg = (float *) malloc (sizeof(float) * _dataSize);
  41         _data_flat_min = (float *) malloc (sizeof(float) * _dataSize);
  42         _data_flat_max = (float *) malloc (sizeof(float) * _dataSize);
  43         _data_prop_avg = (float *) malloc (sizeof(float) * _dataSize);
  44         _data_prop_min = (float *) malloc (sizeof(float) * _dataSize);
  45         _data_prop_max = (float *) malloc (sizeof(float) * _dataSize);
  46
  47         for (unsigned int i = 0; i < _dataSize; i++) {
  48                 _data_flat_min[i] = FLT_MAX;
  49                 _data_flat_max[i] = FLT_MIN;
  50                 _data_flat_avg[i] = 0;
  51                 _data_prop_min[i] = FLT_MAX;
  52                 _data_prop_max[i] = FLT_MIN;
  53                 _data_prop_avg[i] = 0;
  54         }
  55
  56         _color     = color;
  57         _trackname = trackname;
  58 }
  59
  60 void
  61 FFTResult::analyzeWindow(float *window)
  62 {
  63         float const * const _hanning = _graph->_hanning;
  64         float *_in = _graph->_in;
  65         float *_out = _graph->_out;
  66
  67         // Copy the data and apply the hanning window
  68         for (unsigned int i = 0; i < _windowSize; ++i) {
  69                 _in[i] = window[i] * _hanning[i];
  70         }
  71
  72         fftwf_execute(_graph->_plan);
  73
  74         // calculate signal power per bin
  75         float b = _out[0] * _out[0];
  76
  77         _data_flat_avg[0] += b;
  78         if (b < _data_flat_min[0]) _data_flat_min[0] = b;
  79         if (b > _data_flat_max[0]) _data_flat_max[0] = b;
  80
  81         for (unsigned int i = 1; i < _dataSize - 1; ++i) {
  82                 b = (_out[i] * _out[i]) + (_out[_windowSize - i] * _out[_windowSize - i]);
  83                 _data_flat_avg[i] += b;
  84                 if (_data_flat_min[i] > b)  _data_flat_min[i] = b;
  85                 if (_data_flat_max[i] < b ) _data_flat_max[i] = b;
  86         }
  87
  88         _averages++;
  89 }
  90
  91 void
  92 FFTResult::finalize()
  93 {
  94         if (_averages == 0) {
  95                 _min_flat = _max_flat = 0.0;
  96                 _min_prop = _max_prop = 0.0;
  97                 return;
  98         }
  99
 100         // Average & scale
 101         for (unsigned int i = 0; i < _dataSize - 1; ++i) {
 102                 _data_flat_avg[i] /= _averages;
 103                 // proportional, pink spectrum @ -18dB
 104                 _data_prop_avg[i] = _data_flat_avg [i] * i / 63.096f;
 105                 _data_prop_min[i] = _data_flat_min [i] * i / 63.096f;
 106                 _data_prop_max[i] = _data_flat_max [i] * i / 63.096f;
 107         }
 108
 109         _data_prop_avg[0] = _data_flat_avg [0] / 63.096f;
 110         _data_prop_min[0] = _data_flat_min [0] / 63.096f;
 111         _data_prop_max[0] = _data_flat_max [0] / 63.096f;
 112
 113         // calculate power
 114         for (unsigned int i = 0; i < _dataSize - 1; ++i) {
 115                 _data_flat_min[i] = power_to_db (_data_flat_min[i]);
 116                 _data_flat_max[i] = power_to_db (_data_flat_max[i]);
 117                 _data_flat_avg[i] = power_to_db (_data_flat_avg[i]);
 118                 _data_prop_min[i] = power_to_db (_data_prop_min[i]);
 119                 _data_prop_max[i] = power_to_db (_data_prop_max[i]);
 120                 _data_prop_avg[i] = power_to_db (_data_prop_avg[i]);
 121         }
 122
 123         // find min & max
 124         _min_flat = _max_flat = _data_flat_avg[0];
 125         _min_prop = _max_prop = _data_prop_avg[0];
 126
 127         for (unsigned int i = 1; i < _dataSize - 1; ++i) {
 128                 _min_flat = std::min (_min_flat, _data_flat_avg[i]);
 129                 _max_flat = std::max (_max_flat, _data_flat_avg[i]);
 130                 _min_prop = std::min (_min_prop, _data_prop_avg[i]);
 131                 _max_prop = std::max (_max_prop, _data_prop_avg[i]);
 132         }
 133
 134         _averages = 0;
 135 }
 136
 137 FFTResult::~FFTResult()
 138 {
 139         free(_data_flat_avg);
 140         free(_data_flat_min);
 141         free(_data_flat_max);
 142         free(_data_prop_avg);
 143         free(_data_prop_min);
 144         free(_data_prop_max);
 145 }