libs/Music/Filter.h

   1 // Copyright 2007 "Gilles Degottex"
   2
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   4
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  10 // "Music" 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 Lesser General Public License for more details.
  14 //
  15 // You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License
  16 // along with this program; if not, write to the Free Software
  17 // Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
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  20 #ifndef _Filter_h_
  21 #define _Filter_h_
  22
  23 #include <assert.h>
  24 #include <vector>
  25 #include <deque>
  26
  27 namespace Music
  28 {
  29     /**************************************************************************
  30     * Parks-McClellan algorithm for FIR filter design (C version)
  31     *-------------------------------------------------
  32     *  Copyright (c) 1995,1998  Jake Janovetz (janovetz@uiuc.edu)
  33     *
  34     *  This library is free software; you can redistribute it and/or
  35     *  modify it under the terms of the GNU Library General Public
  36     *  License as published by the Free Software Foundation; either
  37     *  version 2 of the License, or (at your option) any later version.
  38     *
  39     *  This library is distributed in the hope that it will be useful,
  40     *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  41     *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  42     *  Library General Public License for more details.
  43
  44     *  You should have received a copy of the GNU Library General Public
  45     *  License along with this library; if not, write to the Free
  46     *  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  47     *
  48     *************************************************************************/
  49
  50     #define BANDPASS       1
  51     #define DIFFERENTIATOR 2
  52     #define HILBERT        3
  53
  54     #define NEGATIVE       0
  55     #define POSITIVE       1
  56
  57 //     #define Pi             3.1415926535897932
  58 //     #define Pi2            6.2831853071795865
  59
  60     #define GRIDDENSITY    16
  61     #define MAXITERATIONS  40
  62
  63     /* Function prototype for remez() - the only function that should need be
  64     * called from external code
  65     */
  66     void remez(double h[], int numtaps,
  67             int numband, double bands[], double des[], double weight[],
  68             int type);
  69
  70         std::vector<double> fir1_lowpass(int n, double cutoff);
  71         std::vector<double> fir1_highpass(int n, double cutoff);
  72         std::vector<double> fir1_bandpass(int n, double low_cutoff, double high_cutoff);
  73
  74         /* Real-Time Filter
  75         */
  76         class RTFilter
  77         {
  78           public:
  79                 virtual double operator()(double v)=0;
  80
  81                 virtual int getLength()=0;
  82
  83                 virtual ~RTFilter(){}
  84         };
  85
  86         class FIRRTFilter : public RTFilter
  87         {
  88                 std::vector<double> m_imp_res;
  89                 std::deque<double> m_to_filter;
  90
  91           public:
  92                 FIRRTFilter(){m_imp_res=std::vector<double>(1, 1.0);}
  93                 FIRRTFilter(std::vector<double>& imp_res);
  94                 void setImpulseResponse(std::vector<double> imp_res)    {m_imp_res=imp_res;}
  95
  96                 virtual int getLength()                                                                 {return m_imp_res.size();}
  97
  98                 virtual double operator()(double v);
  99         };
 100
 101         class RectangularHighPassRTFilter : public RTFilter
 102         {
 103                 int m_N;
 104                 std::deque<double> m_summed_values;
 105                 double m_sum;
 106
 107           public:
 108                 RectangularHighPassRTFilter(int N=0);
 109
 110                 void reset(int N);
 111                 virtual int getLength()                                                                 {return m_N;}
 112
 113                 virtual double operator()(double v);
 114         };
 115         class RectangularLowPassRTFilter : public RTFilter
 116         {
 117           public:
 118                 virtual double operator()(double v);
 119         };
 120         class RectangularBandPassRTFilter : public RTFilter
 121         {
 122           public:
 123                 virtual double operator()(double v);
 124         };
 125
 126         class DummyRTFilter : public RTFilter
 127         {
 128           public:
 129                 DummyRTFilter() {}
 130
 131                 virtual int getLength()                                                                 {return 1;}
 132
 133                 virtual double operator()(double v)     {return v;}
 134         };
 135 }
 136
 137 #endif // _Filter_h_