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synced 2026-04-23 16:54:03 +02:00
Add 1-pole low-pass filter.
This commit is contained in:
+154
-1
@@ -1662,10 +1662,23 @@ typedef struct
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ma_uint32 channels;
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ma_uint32 channels;
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ma_uint32 sampleRate;
|
ma_uint32 sampleRate;
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double cutoffFrequency;
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double cutoffFrequency;
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} ma_lpf_config;
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} ma_lpf_config, ma_lpf1_config;
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ma_lpf_config ma_lpf_config_init(ma_format format, ma_uint32 channels, ma_uint32 sampleRate, double cutoffFrequency);
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ma_lpf_config ma_lpf_config_init(ma_format format, ma_uint32 channels, ma_uint32 sampleRate, double cutoffFrequency);
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typedef struct
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{
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ma_format format;
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ma_uint32 channels;
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ma_biquad_coefficient a;
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ma_biquad_coefficient r1[MA_MAX_CHANNELS];
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} ma_lpf1;
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ma_result ma_lpf1_init(const ma_lpf1_config* pConfig, ma_lpf1* pLPF);
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ma_result ma_lpf1_reinit(const ma_lpf1_config* pConfig, ma_lpf1* pLPF);
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ma_result ma_lpf1_process_pcm_frames(ma_lpf1* pLPF, void* pFramesOut, const void* pFramesIn, ma_uint64 frameCount);
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ma_uint32 ma_lpf1_get_latency(ma_lpf1* pLPF);
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typedef struct
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typedef struct
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{
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{
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ma_biquad bq; /* The low-pass filter is implemented as a biquad filter. */
|
ma_biquad bq; /* The low-pass filter is implemented as a biquad filter. */
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@@ -5508,6 +5521,12 @@ static MA_INLINE double ma_cos(double x)
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return ma_sin((MA_PI*0.5) - x);
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return ma_sin((MA_PI*0.5) - x);
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}
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}
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static MA_INLINE double ma_exp(double x)
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{
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/* TODO: Implement custom exp(x). */
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return exp(x);
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}
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static MA_INLINE double ma_log(double x)
|
static MA_INLINE double ma_log(double x)
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{
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{
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/* TODO: Implement custom log(x). */
|
/* TODO: Implement custom log(x). */
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@@ -29324,6 +29343,140 @@ ma_lpf_config ma_lpf_config_init(ma_format format, ma_uint32 channels, ma_uint32
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return config;
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return config;
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}
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}
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ma_result ma_lpf1_init(const ma_lpf1_config* pConfig, ma_lpf1* pLPF)
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{
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if (pLPF == NULL) {
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return MA_INVALID_ARGS;
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}
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MA_ZERO_OBJECT(pLPF);
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if (pConfig == NULL) {
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return MA_INVALID_ARGS;
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}
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return ma_lpf1_reinit(pConfig, pLPF);
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}
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ma_result ma_lpf1_reinit(const ma_lpf1_config* pConfig, ma_lpf1* pLPF)
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{
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double a;
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if (pLPF == NULL || pConfig == NULL) {
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return MA_INVALID_ARGS;
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}
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|
/* Only supporting f32 and s16. */
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|
if (pConfig->format != ma_format_f32 && pConfig->format != ma_format_s16) {
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return MA_INVALID_ARGS;
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}
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/* The format cannot be changed after initialization. */
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|
if (pLPF->format != ma_format_unknown && pLPF->format != pConfig->format) {
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return MA_INVALID_OPERATION;
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}
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/* The channel count cannot be changed after initialization. */
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if (pLPF->channels != 0 && pLPF->channels != pConfig->channels) {
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return MA_INVALID_OPERATION;
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}
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pLPF->format = pConfig->format;
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|
pLPF->channels = pConfig->channels;
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a = ma_exp(-2 * MA_PI_D * pConfig->cutoffFrequency / pConfig->sampleRate);
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if (pConfig->format == ma_format_f32) {
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pLPF->a.f32 = (float)a;
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} else {
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|
pLPF->a.s32 = ma_biquad_float_to_fp(a);
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}
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|
return MA_SUCCESS;
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}
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static MA_INLINE void ma_lpf1_process_pcm_frame_f32(ma_lpf1* pLPF, float* pY, const float* pX)
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{
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ma_uint32 c;
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const float a = pLPF->a.f32;
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const float b = 1 - a;
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for (c = 0; c < pLPF->channels; c += 1) {
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float r1 = pLPF->r1[c].f32;
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float x = pX[c];
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float y;
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y = b*x + a*r1;
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pY[c] = y;
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|
pLPF->r1[c].f32 = y;
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}
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}
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static MA_INLINE void ma_lpf1_process_pcm_frame_s16(ma_lpf1* pLPF, ma_int16* pY, const ma_int16* pX)
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{
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ma_uint32 c;
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const ma_int32 a = pLPF->a.s32;
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|
const ma_int32 b = ((1 << MA_BIQUAD_FIXED_POINT_SHIFT) - a);
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|
for (c = 0; c < pLPF->channels; c += 1) {
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|
ma_int32 r1 = pLPF->r1[c].s32;
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|
ma_int32 x = pX[c];
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|
ma_int32 y;
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|
y = (b*x + a*r1) >> MA_BIQUAD_FIXED_POINT_SHIFT;
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|
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|
pY[c] = (ma_int16)y;
|
||||||
|
pLPF->r1[c].s32 = (ma_int32)y;
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|
}
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||||||
|
}
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|
ma_result ma_lpf1_process_pcm_frames(ma_lpf1* pLPF, void* pFramesOut, const void* pFramesIn, ma_uint64 frameCount)
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|
{
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|
ma_uint32 n;
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if (pLPF == NULL || pFramesOut == NULL || pFramesIn == NULL) {
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return MA_INVALID_ARGS;
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}
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/* Note that the logic below needs to support in-place filtering. That is, it must support the case where pFramesOut and pFramesIn are the same. */
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|
if (pLPF->format == ma_format_f32) {
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||||||
|
/* */ float* pY = ( float*)pFramesOut;
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|
const float* pX = (const float*)pFramesIn;
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||||||
|
for (n = 0; n < frameCount; n += 1) {
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||||||
|
ma_lpf1_process_pcm_frame_f32(pLPF, pY, pX);
|
||||||
|
pY += pLPF->channels;
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||||||
|
pX += pLPF->channels;
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|
}
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|
} else if (pLPF->format == ma_format_s16) {
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|
/* */ ma_int16* pY = ( ma_int16*)pFramesOut;
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|
const ma_int16* pX = (const ma_int16*)pFramesIn;
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|
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||||||
|
for (n = 0; n < frameCount; n += 1) {
|
||||||
|
ma_lpf1_process_pcm_frame_s16(pLPF, pY, pX);
|
||||||
|
pY += pLPF->channels;
|
||||||
|
pX += pLPF->channels;
|
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|
}
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|
} else {
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|
MA_ASSERT(MA_FALSE);
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|
return MA_INVALID_ARGS; /* Format not supported. Should never hit this because it's checked in ma_biquad_init() and ma_biquad_reinit(). */
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}
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|
return MA_SUCCESS;
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|
}
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ma_uint32 ma_lpf1_get_latency(ma_lpf1* pLPF)
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{
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if (pLPF == NULL) {
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|
return 0;
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}
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return 1;
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}
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static MA_INLINE ma_biquad_config ma_lpf__get_biquad_config(const ma_lpf_config* pConfig)
|
static MA_INLINE ma_biquad_config ma_lpf__get_biquad_config(const ma_lpf_config* pConfig)
|
||||||
{
|
{
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||||||
ma_biquad_config bqConfig;
|
ma_biquad_config bqConfig;
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@@ -1,7 +1,119 @@
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||||||
ma_result test_lpf__f32(const char* pInputFilePath)
|
ma_result test_lpf1__f32(const char* pInputFilePath)
|
||||||
{
|
{
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||||||
const char* pOutputFilePath = "output/lpf_f32.wav";
|
const char* pOutputFilePath = "output/lpf1_f32.wav";
|
||||||
|
ma_result result;
|
||||||
|
ma_decoder_config decoderConfig;
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||||||
|
ma_decoder decoder;
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||||||
|
drwav_data_format wavFormat;
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|
drwav wav;
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||||||
|
ma_lpf1_config lpfConfig;
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||||||
|
ma_lpf1 lpf;
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||||||
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|
||||||
|
decoderConfig = ma_decoder_config_init(ma_format_f32, 0, 0);
|
||||||
|
result = ma_decoder_init_file(pInputFilePath, &decoderConfig, &decoder);
|
||||||
|
if (result != MA_SUCCESS) {
|
||||||
|
return result;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
lpfConfig = ma_lpf_config_init(decoder.outputFormat, decoder.outputChannels, decoder.outputSampleRate, 2000);
|
||||||
|
result = ma_lpf1_init(&lpfConfig, &lpf);
|
||||||
|
if (result != MA_SUCCESS) {
|
||||||
|
ma_decoder_uninit(&decoder);
|
||||||
|
return result;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
wavFormat = drwav_data_format_from_minaudio_format(decoder.outputFormat, decoder.outputChannels, decoder.outputSampleRate);
|
||||||
|
if (!drwav_init_file_write(&wav, pOutputFilePath, &wavFormat, NULL)) {
|
||||||
|
ma_decoder_uninit(&decoder);
|
||||||
|
return MA_ERROR;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
for (;;) {
|
||||||
|
ma_uint8 tempIn[4096];
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||||||
|
ma_uint8 tempOut[4096];
|
||||||
|
ma_uint64 tempCapIn = sizeof(tempIn) / ma_get_bytes_per_frame(decoder.outputFormat, decoder.outputChannels);
|
||||||
|
ma_uint64 tempCapOut = sizeof(tempOut) / ma_get_bytes_per_frame(decoder.outputFormat, decoder.outputChannels);
|
||||||
|
ma_uint64 framesToRead;
|
||||||
|
ma_uint64 framesJustRead;
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|
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||||||
|
framesToRead = ma_min(tempCapIn, tempCapOut);
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||||||
|
framesJustRead = ma_decoder_read_pcm_frames(&decoder, tempIn, framesToRead);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Filter */
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|
ma_lpf1_process_pcm_frames(&lpf, tempOut, tempIn, framesJustRead);
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||||||
|
|
||||||
|
/* Write to the WAV file. */
|
||||||
|
drwav_write_pcm_frames(&wav, framesJustRead, tempOut);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (framesJustRead < framesToRead) {
|
||||||
|
break;
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|
}
|
||||||
|
}
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||||||
|
|
||||||
|
drwav_uninit(&wav);
|
||||||
|
return MA_SUCCESS;
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||||||
|
}
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||||||
|
|
||||||
|
ma_result test_lpf1__s16(const char* pInputFilePath)
|
||||||
|
{
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||||||
|
const char* pOutputFilePath = "output/lpf1_s16.wav";
|
||||||
|
ma_result result;
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||||||
|
ma_decoder_config decoderConfig;
|
||||||
|
ma_decoder decoder;
|
||||||
|
drwav_data_format wavFormat;
|
||||||
|
drwav wav;
|
||||||
|
ma_lpf1_config lpfConfig;
|
||||||
|
ma_lpf1 lpf;
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||||||
|
|
||||||
|
decoderConfig = ma_decoder_config_init(ma_format_s16, 0, 0);
|
||||||
|
result = ma_decoder_init_file(pInputFilePath, &decoderConfig, &decoder);
|
||||||
|
if (result != MA_SUCCESS) {
|
||||||
|
return result;
|
||||||
|
}
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||||||
|
|
||||||
|
lpfConfig = ma_lpf_config_init(decoder.outputFormat, decoder.outputChannels, decoder.outputSampleRate, 2000);
|
||||||
|
result = ma_lpf1_init(&lpfConfig, &lpf);
|
||||||
|
if (result != MA_SUCCESS) {
|
||||||
|
ma_decoder_uninit(&decoder);
|
||||||
|
return result;
|
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|
}
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||||||
|
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||||||
|
wavFormat = drwav_data_format_from_minaudio_format(decoder.outputFormat, decoder.outputChannels, decoder.outputSampleRate);
|
||||||
|
if (!drwav_init_file_write(&wav, pOutputFilePath, &wavFormat, NULL)) {
|
||||||
|
ma_decoder_uninit(&decoder);
|
||||||
|
return MA_ERROR;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
for (;;) {
|
||||||
|
ma_uint8 tempIn[4096];
|
||||||
|
ma_uint8 tempOut[4096];
|
||||||
|
ma_uint64 tempCapIn = sizeof(tempIn) / ma_get_bytes_per_frame(decoder.outputFormat, decoder.outputChannels);
|
||||||
|
ma_uint64 tempCapOut = sizeof(tempOut) / ma_get_bytes_per_frame(decoder.outputFormat, decoder.outputChannels);
|
||||||
|
ma_uint64 framesToRead;
|
||||||
|
ma_uint64 framesJustRead;
|
||||||
|
|
||||||
|
framesToRead = ma_min(tempCapIn, tempCapOut);
|
||||||
|
framesJustRead = ma_decoder_read_pcm_frames(&decoder, tempIn, framesToRead);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Filter */
|
||||||
|
ma_lpf1_process_pcm_frames(&lpf, tempOut, tempIn, framesJustRead);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Write to the WAV file. */
|
||||||
|
drwav_write_pcm_frames(&wav, framesJustRead, tempOut);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (framesJustRead < framesToRead) {
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
drwav_uninit(&wav);
|
||||||
|
return MA_SUCCESS;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
ma_result test_lpf2__f32(const char* pInputFilePath)
|
||||||
|
{
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||||||
|
const char* pOutputFilePath = "output/lpf2_f32.wav";
|
||||||
ma_result result;
|
ma_result result;
|
||||||
ma_decoder_config decoderConfig;
|
ma_decoder_config decoderConfig;
|
||||||
ma_decoder decoder;
|
ma_decoder decoder;
|
||||||
@@ -68,7 +180,17 @@ int test_entry__lpf(int argc, char** argv)
|
|||||||
|
|
||||||
pInputFilePath = argv[1];
|
pInputFilePath = argv[1];
|
||||||
|
|
||||||
result = test_lpf__f32(pInputFilePath);
|
result = test_lpf1__f32(pInputFilePath);
|
||||||
|
if (result != MA_SUCCESS) {
|
||||||
|
hasError = MA_TRUE;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
result = test_lpf1__s16(pInputFilePath);
|
||||||
|
if (result != MA_SUCCESS) {
|
||||||
|
hasError = MA_TRUE;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
result = test_lpf2__f32(pInputFilePath);
|
||||||
if (result != MA_SUCCESS) {
|
if (result != MA_SUCCESS) {
|
||||||
hasError = MA_TRUE;
|
hasError = MA_TRUE;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|||||||
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