[WTF] Add makeUnique<T>, which ensures T is fast-allocated, makeUnique / makeUniqueWi...
[WebKit-https.git] / Source / WebCore / platform / audio / HRTFKernel.cpp
1 /*
2  * Copyright (C) 2010 Google Inc. All rights reserved.
3  *
4  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
5  * modification, are permitted provided that the following conditions
6  * are met:
7  *
8  * 1.  Redistributions of source code must retain the above copyright
9  *     notice, this list of conditions and the following disclaimer.
10  * 2.  Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
11  *     notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
12  *     documentation and/or other materials provided with the distribution.
13  * 3.  Neither the name of Apple Inc. ("Apple") nor the names of
14  *     its contributors may be used to endorse or promote products derived
15  *     from this software without specific prior written permission.
16  *
17  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY APPLE AND ITS CONTRIBUTORS "AS IS" AND ANY
18  * EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED
19  * WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE
20  * DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL APPLE OR ITS CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY
21  * DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES
22  * (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
23  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND
24  * ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
25  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
26  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
27  */
28
29 #include "config.h"
30
31 #if ENABLE(WEB_AUDIO)
32
33 #include "HRTFKernel.h"
34
35 #include "AudioChannel.h"
36 #include "Biquad.h"
37 #include "FFTFrame.h"
38 #include "FloatConversion.h"
39 #include <wtf/MathExtras.h>
40
41 namespace WebCore {
42
43 // Takes the input AudioChannel as an input impulse response and calculates the average group delay.
44 // This represents the initial delay before the most energetic part of the impulse response.
45 // The sample-frame delay is removed from the impulseP impulse response, and this value  is returned.
46 // the length of the passed in AudioChannel must be a power of 2.
47 static float extractAverageGroupDelay(AudioChannel* channel, size_t analysisFFTSize)
48 {
49     ASSERT(channel);
50         
51     float* impulseP = channel->mutableData();
52     
53     bool isSizeGood = channel->length() >= analysisFFTSize;
54     ASSERT(isSizeGood);
55     if (!isSizeGood)
56         return 0;
57     
58     // Check for power-of-2.
59     ASSERT(1UL << static_cast<unsigned>(log2(analysisFFTSize)) == analysisFFTSize);
60
61     FFTFrame estimationFrame(analysisFFTSize);
62     estimationFrame.doFFT(impulseP);
63
64     float frameDelay = narrowPrecisionToFloat(estimationFrame.extractAverageGroupDelay());
65     estimationFrame.doInverseFFT(impulseP);
66
67     return frameDelay;
68 }
69
70 HRTFKernel::HRTFKernel(AudioChannel* channel, size_t fftSize, float sampleRate)
71     : m_frameDelay(0)
72     , m_sampleRate(sampleRate)
73 {
74     ASSERT(channel);
75
76     // Determine the leading delay (average group delay) for the response.
77     m_frameDelay = extractAverageGroupDelay(channel, fftSize / 2);
78
79     float* impulseResponse = channel->mutableData();
80     size_t responseLength = channel->length();
81
82     // We need to truncate to fit into 1/2 the FFT size (with zero padding) in order to do proper convolution.
83     size_t truncatedResponseLength = std::min(responseLength, fftSize / 2); // truncate if necessary to max impulse response length allowed by FFT
84
85     // Quick fade-out (apply window) at truncation point
86     unsigned numberOfFadeOutFrames = static_cast<unsigned>(sampleRate / 4410); // 10 sample-frames @44.1KHz sample-rate
87     ASSERT(numberOfFadeOutFrames < truncatedResponseLength);
88     if (numberOfFadeOutFrames < truncatedResponseLength) {
89         for (unsigned i = truncatedResponseLength - numberOfFadeOutFrames; i < truncatedResponseLength; ++i) {
90             float x = 1.0f - static_cast<float>(i - (truncatedResponseLength - numberOfFadeOutFrames)) / numberOfFadeOutFrames;
91             impulseResponse[i] *= x;
92         }
93     }
94
95     m_fftFrame = makeUnique<FFTFrame>(fftSize);
96     m_fftFrame->doPaddedFFT(impulseResponse, truncatedResponseLength);
97 }
98
99 size_t HRTFKernel::fftSize() const
100 {
101     return m_fftFrame->fftSize();
102 }
103
104 std::unique_ptr<AudioChannel> HRTFKernel::createImpulseResponse()
105 {
106     auto channel = makeUnique<AudioChannel>(fftSize());
107     FFTFrame fftFrame(*m_fftFrame);
108
109     // Add leading delay back in.
110     fftFrame.addConstantGroupDelay(m_frameDelay);
111     fftFrame.doInverseFFT(channel->mutableData());
112
113     return channel;
114 }
115
116 // Interpolates two kernels with x: 0 -> 1 and returns the result.
117 RefPtr<HRTFKernel> HRTFKernel::createInterpolatedKernel(HRTFKernel* kernel1, HRTFKernel* kernel2, float x)
118 {
119     ASSERT(kernel1 && kernel2);
120     if (!kernel1 || !kernel2)
121         return nullptr;
122  
123     ASSERT(x >= 0.0 && x < 1.0);
124     x = std::min(1.0f, std::max(0.0f, x));
125     
126     float sampleRate1 = kernel1->sampleRate();
127     float sampleRate2 = kernel2->sampleRate();
128     ASSERT(sampleRate1 == sampleRate2);
129     if (sampleRate1 != sampleRate2)
130         return nullptr;
131     
132     float frameDelay = (1 - x) * kernel1->frameDelay() + x * kernel2->frameDelay();
133     
134     std::unique_ptr<FFTFrame> interpolatedFrame = FFTFrame::createInterpolatedFrame(*kernel1->fftFrame(), *kernel2->fftFrame(), x);
135     return HRTFKernel::create(WTFMove(interpolatedFrame), frameDelay, sampleRate1);
136 }
137
138 } // namespace WebCore
139
140 #endif // ENABLE(WEB_AUDIO)