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233
lib/filters.c
233
lib/filters.c
@@ -77,4 +77,237 @@ float hard_clip(float sample, float threshold) {
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} else {
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return sample; // No clipping
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}
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}
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float voltage_db_to_voltage(float db) {
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return powf(10.0f, db / 20.0f);
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}
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float power_db_to_voltage(float db) {
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return powf(10.0f, db / 10.0f);
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}
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float voltage_to_voltage_db(float linear) {
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return 20.0f * log10f(fmaxf(linear, 1e-10f)); // Avoid log(0)
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}
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||||
float voltage_to_power_db(float linear) {
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return 10.0f * log10f(fmaxf(linear, 1e-10f)); // Avoid log(0)
|
||||
}
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void init_compressor(Compressor *compressor, float threshold, float ratio, float knee, float makeup_gain, float attack, float release, float rmsTime, float sample_rate) {
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compressor->threshold = threshold;
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compressor->ratio = ratio;
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compressor->knee = knee;
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compressor->makeup_gain = makeup_gain;
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||||
compressor->attack = attack;
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||||
compressor->release = release;
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compressor->sample_rate = sample_rate;
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||||
compressor->gainReduction = 0.0f;
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||||
compressor->rmsEnv = 0.0f;
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compressor->rmsTime = rmsTime;
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}
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||||
float rms_compress(Compressor *compressor, float sample) {
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float env;
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float rmsAlpha = 1.0f - exp(-1.0f / (compressor->rmsTime * compressor->sample_rate));
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||||
compressor->rmsEnv = (1.0f - rmsAlpha) * compressor->rmsEnv + rmsAlpha * (sample * sample);
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env = sqrtf(compressor->rmsEnv);
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float input_db = voltage_to_voltage_db(env);
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float targetGR = 0.0f;
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||||
if(input_db > compressor->threshold) {
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if(compressor->knee > 0.0f) {
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||||
float delta = input_db - compressor->threshold;
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||||
if(delta < compressor->knee / 2.0f) {
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targetGR = (1.0f - 1.0f / compressor->ratio) * (delta * delta) / compressor->knee;
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} else {
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targetGR = (1.0f - 1.0f / compressor->ratio) * delta;
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}
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} else {
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targetGR = (1.0f - 1.0f / compressor->ratio) * (input_db - compressor->threshold);
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}
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} else {
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targetGR = 0.0f;
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}
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float coeff;
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||||
if(targetGR > compressor->gainReduction) {
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||||
coeff = expf(-1.0f / (compressor->attack * compressor->sample_rate));
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} else {
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coeff = expf(-1.0f / (compressor->release * compressor->sample_rate));
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}
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||||
compressor->gainReduction = coeff * compressor->gainReduction + (1.0f - coeff) * targetGR;
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float gain = voltage_db_to_voltage(compressor->makeup_gain - compressor->gainReduction);
|
||||
return sample * gain;
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}
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float peak_compress(Compressor *compressor, float sample) {
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float env = fabsf(sample);
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float input_db = voltage_to_voltage_db(env);
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float targetGR = 0.0f;
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||||
if(input_db > compressor->threshold) {
|
||||
if(compressor->knee > 0.0f) {
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||||
float delta = input_db - compressor->threshold;
|
||||
if(delta < compressor->knee / 2.0f) {
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||||
targetGR = (1.0f - 1.0f / compressor->ratio) * (delta * delta) / compressor->knee;
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} else {
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||||
targetGR = (1.0f - 1.0f / compressor->ratio) * delta;
|
||||
}
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} else {
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||||
targetGR = (1.0f - 1.0f / compressor->ratio) * (input_db - compressor->threshold);
|
||||
}
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||||
} else {
|
||||
targetGR = 0.0f;
|
||||
}
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||||
|
||||
float coeff;
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||||
if(targetGR > compressor->gainReduction) {
|
||||
coeff = expf(-1.0f / (compressor->attack * compressor->sample_rate));
|
||||
} else {
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||||
coeff = expf(-1.0f / (compressor->release * compressor->sample_rate));
|
||||
}
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||||
compressor->gainReduction = coeff * compressor->gainReduction + (1.0f - coeff) * targetGR;
|
||||
|
||||
float gain = voltage_db_to_voltage(compressor->makeup_gain - compressor->gainReduction);
|
||||
return sample * gain;
|
||||
}
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||||
void init_compressor_stereo(StereoCompressor *compressor, float threshold, float ratio, float knee, float makeup_gain, float attack, float release, float rmsTime, float sample_rate) {
|
||||
compressor->threshold = threshold;
|
||||
compressor->ratio = ratio;
|
||||
compressor->knee = knee;
|
||||
compressor->makeup_gain = makeup_gain;
|
||||
compressor->attack = attack;
|
||||
compressor->release = release;
|
||||
compressor->sample_rate = sample_rate;
|
||||
compressor->gainReduction = 0.0f;
|
||||
compressor->rmsEnv = 0.0f;
|
||||
compressor->rmsEnv2 = 0.0f;
|
||||
compressor->rmsTime = rmsTime;
|
||||
}
|
||||
|
||||
float rms_compress_stereo(StereoCompressor *compressor, float l, float r, float *output_r) {
|
||||
float env_l;
|
||||
float env_r;
|
||||
float rmsAlpha = 1.0f - exp(-1.0f / (compressor->rmsTime * compressor->sample_rate));
|
||||
compressor->rmsEnv = (1.0f - rmsAlpha) * compressor->rmsEnv + rmsAlpha * (l * l);
|
||||
compressor->rmsEnv2 = (1.0f - rmsAlpha) * compressor->rmsEnv + rmsAlpha * (r * r);
|
||||
env_l = sqrtf(compressor->rmsEnv);
|
||||
env_r = sqrtf(compressor->rmsEnv2);
|
||||
|
||||
float input_db = voltage_to_voltage_db(env_l);
|
||||
float input_db_r = voltage_to_voltage_db(env_r);
|
||||
|
||||
float targetGR = 0.0f;
|
||||
if(input_db > compressor->threshold) {
|
||||
if(compressor->knee > 0.0f) {
|
||||
float delta = input_db - compressor->threshold;
|
||||
if(delta < compressor->knee / 2.0f) {
|
||||
targetGR = (1.0f - 1.0f / compressor->ratio) * (delta * delta) / compressor->knee;
|
||||
} else {
|
||||
targetGR = (1.0f - 1.0f / compressor->ratio) * delta;
|
||||
}
|
||||
} else {
|
||||
targetGR = (1.0f - 1.0f / compressor->ratio) * (input_db - compressor->threshold);
|
||||
}
|
||||
} else {
|
||||
targetGR = 0.0f;
|
||||
}
|
||||
float targetGR_r = 0.0f;
|
||||
if(input_db_r > compressor->threshold) {
|
||||
if(compressor->knee > 0.0f) {
|
||||
float delta = input_db_r - compressor->threshold;
|
||||
if(delta < compressor->knee / 2.0f) {
|
||||
targetGR_r = (1.0f - 1.0f / compressor->ratio) * (delta * delta) / compressor->knee;
|
||||
} else {
|
||||
targetGR_r = (1.0f - 1.0f / compressor->ratio) * delta;
|
||||
}
|
||||
} else {
|
||||
targetGR_r = (1.0f - 1.0f / compressor->ratio) * (input_db_r - compressor->threshold);
|
||||
}
|
||||
} else {
|
||||
targetGR_r = 0.0f;
|
||||
}
|
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|
||||
float shared_target_gr;
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||||
if(targetGR > targetGR_r) {
|
||||
shared_target_gr = targetGR;
|
||||
} else {
|
||||
shared_target_gr = targetGR_r;
|
||||
}
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||||
float coeff;
|
||||
if(shared_target_gr > compressor->gainReduction) {
|
||||
coeff = expf(-1.0f / (compressor->attack * compressor->sample_rate));
|
||||
} else {
|
||||
coeff = expf(-1.0f / (compressor->release * compressor->sample_rate));
|
||||
}
|
||||
compressor->gainReduction = coeff * compressor->gainReduction + (1.0f - coeff) * shared_target_gr;
|
||||
|
||||
float gain = voltage_db_to_voltage(compressor->makeup_gain - compressor->gainReduction);
|
||||
*output_r = r * gain;
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||||
return l * gain;
|
||||
}
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||||
|
||||
float peak_compress_stereo(StereoCompressor *compressor, float l, float r, float *output_r) {
|
||||
float env_l = fabsf(l);
|
||||
float env_r = fabsf(r);
|
||||
|
||||
float input_db = voltage_to_voltage_db(env_l);
|
||||
float input_db_r = voltage_to_voltage_db(env_r);
|
||||
|
||||
float targetGR = 0.0f;
|
||||
if(input_db > compressor->threshold) {
|
||||
if(compressor->knee > 0.0f) {
|
||||
float delta = input_db - compressor->threshold;
|
||||
if(delta < compressor->knee / 2.0f) {
|
||||
targetGR = (1.0f - 1.0f / compressor->ratio) * (delta * delta) / compressor->knee;
|
||||
} else {
|
||||
targetGR = (1.0f - 1.0f / compressor->ratio) * delta;
|
||||
}
|
||||
} else {
|
||||
targetGR = (1.0f - 1.0f / compressor->ratio) * (input_db - compressor->threshold);
|
||||
}
|
||||
} else {
|
||||
targetGR = 0.0f;
|
||||
}
|
||||
float targetGR_r = 0.0f;
|
||||
if(input_db_r > compressor->threshold) {
|
||||
if(compressor->knee > 0.0f) {
|
||||
float delta = input_db_r - compressor->threshold;
|
||||
if(delta < compressor->knee / 2.0f) {
|
||||
targetGR_r = (1.0f - 1.0f / compressor->ratio) * (delta * delta) / compressor->knee;
|
||||
} else {
|
||||
targetGR_r = (1.0f - 1.0f / compressor->ratio) * delta;
|
||||
}
|
||||
} else {
|
||||
targetGR_r = (1.0f - 1.0f / compressor->ratio) * (input_db_r - compressor->threshold);
|
||||
}
|
||||
} else {
|
||||
targetGR_r = 0.0f;
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||||
}
|
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||||
float shared_target_gr;
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||||
if(targetGR > targetGR_r) {
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shared_target_gr = targetGR;
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} else {
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||||
shared_target_gr = targetGR_r;
|
||||
}
|
||||
|
||||
float coeff;
|
||||
if(shared_target_gr > compressor->gainReduction) {
|
||||
coeff = expf(-1.0f / (compressor->attack * compressor->sample_rate));
|
||||
} else {
|
||||
coeff = expf(-1.0f / (compressor->release * compressor->sample_rate));
|
||||
}
|
||||
compressor->gainReduction = coeff * compressor->gainReduction + (1.0f - coeff) * shared_target_gr;
|
||||
|
||||
float gain = voltage_db_to_voltage(compressor->makeup_gain - compressor->gainReduction);
|
||||
*output_r = r * gain;
|
||||
return l * gain;
|
||||
}
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