private double CalcCost(Lpf a, Lpf b)
{
double cost = 0;
int N = a.delay.DelaySamples;
for (int i = 0; i < N; ++i)
{
double aD = a.delay.GetNthDelayedSampleValue(i);
double bD = b.delay.GetNthDelayedSampleValue(i);
cost += (aD - bD) * (aD - bD);
}
return(cost);
}
public override PcmFormat Setup(PcmFormat inputFormat)
{
double fc = 20 * 1000;
double fs = 150 * 1000;
int sampleFreq = 44100 * 64;
var iir = new WWIIRFilterDesign.IIRFilterDesign();
if (!iir.Design(fc, fs, sampleFreq, WWIIRFilterDesign.IIRFilterDesign.Method.Bilinear))
{
Console.WriteLine("Error: iir.Design failed");
return(null);
}
#if false
// インパルス応答波形を出力。
{
var fg = iir.CreateIIRFilterGraph();
lock (fg) {
using (var sw = new System.IO.StreamWriter("C:/audio/impulseResponseBW.csv")) {
for (int i = 0; i < 8000; ++i)
{
double r = fg.Filter(i == 0 ? 1 : 0);
sw.WriteLine("{0} {1}", i, r);
}
}
}
}
#endif
var filterGraph = iir.CreateIIRFilterGraph();
mOriginalSignal = new Lpf(filterGraph);
mCandidates = new Lpf[InspectCandidates()];
for (int i = 0; i < InspectCandidates(); ++i)
{
mCandidates[i] = new Lpf(mOriginalSignal);
}
// INSPECT_BITSビットのあらゆるビットパターンをそれぞれのフィルターに投入。
/* INSPECT_BITS == 3のとき 8通り。
* idx==0 000 : -1, -1, -1
* idx==1 001 : +1, -1, -1
* idx==2 010 : -1, +1, -1
* idx==3 011 : +1, +1, -1
* idx==4 100 : -1, -1, +1
* idx==5 101 : +1, -1, +1
* idx==6 110 : -1, +1, +1
* idx==7 111 : +1, +1, +1
*/
Parallel.For(0, InspectCandidates(), idx => {
var lpf = mCandidates[idx];
for (int i = 0; i < INSPECT_BITS; ++i)
{
int bit = 1 & (idx >> i);
double v = (bit == 1) ? +1.0 : -1.0;
lpf.Filter(v);
}
});
mProcessed = 0;
return(new PcmFormat(inputFormat));
}
public Lpf(Lpf rhs)
{
fg = rhs.fg.CreateCopy();
delay = rhs.delay.CreateCopy();
}
private bool Process(double x, out double y)
{
bool result = false;
y = 0;
if (mProcessed < INSPECT_BITS - 1)
{
mOriginalSignal.Filter(x);
}
else
{
result = true;
// オリジナル信号を更新。
mOriginalSignal.Filter(x);
double smallestCost = double.MaxValue;
int chosenIdx = -1;
// 候補ビット列から、最もオリジナル信号と似ているものを選ぶ ==> y。
for (int i = 0; i < InspectCandidates(); ++i)
{
var lpf = mCandidates[i];
double cost = CalcCost(mOriginalSignal, lpf);
if (cost < smallestCost)
{
y = ((i & 1) == 1) ? +1.0 : -1.0;
smallestCost = cost;
chosenIdx = i;
}
}
// yが決定した。
// 候補ビット列を1ビット進めます。
if (y == -1.0)
{
/* INSPECT_BITS == 3のとき
* -1で始まるシーケンスが選択された。
* vv
* i==0 000 : -1, -1, -1 ==> そのまま使用。-1を投入。
* i==1 001 : +1, -1, -1 ==> i==0をコピー。+1を投入。
* i==2 010 : -1, +1, -1 ==> そのまま使用。-1を投入。
* i==3 011 : +1, +1, -1 ==> i==2をコピー。+1を投入。
* i==4 100 : -1, -1, +1 ==> そのまま使用。-1を投入。
* i==5 101 : +1, -1, +1 ==> i==4をコピー。+1を投入。
* i==6 110 : -1, +1, +1 ==> そのまま使用。-1を投入。
* i==7 111 : +1, +1, +1 ==> i==6をコピー。+1を投入。
*/
var newLpfCand = new Lpf[InspectCandidates()];
//for (int i = 0; i < InspectCandidates()/2; ++i) {
Parallel.For(0, InspectCandidates() / 2, i => {
newLpfCand[i * 2 + 0] = mCandidates[i * 2];
newLpfCand[i * 2 + 1] = new Lpf(mCandidates[i * 2]);
newLpfCand[i * 2 + 0].Filter(-1.0);
newLpfCand[i * 2 + 1].Filter(+1.0);
});
mCandidates = newLpfCand;
}
else
{
// y == +1.0
/* INSPECT_BITS == 3のとき
* +1で始まるシーケンスが選択された。
* vv
* i==0 000 : -1, -1, -1 ==> i==1をコピー。-1を投入。
* i==1 001 : +1, -1, -1 ==> そのまま使用。+1を投入。
* i==2 010 : -1, +1, -1 ==> i==3をコピー。-1を投入。
* i==3 011 : +1, +1, -1 ==> そのまま使用。+1を投入。
* i==4 100 : -1, -1, +1 ==> i==5をコピー。-1を投入。
* i==5 101 : +1, -1, +1 ==> そのまま使用。+1を投入。
* i==6 110 : -1, +1, +1 ==> i==7をコピー。-1を投入。
* i==7 111 : +1, +1, +1 ==> そのまま使用。+1を投入。
*/
var newLpfCand = new Lpf[InspectCandidates()];
//for (int i=0; i<InspectCandidates()/2; ++i) {
Parallel.For(0, InspectCandidates() / 2, i => {
newLpfCand[i * 2 + 0] = mCandidates[i * 2 + 1];
newLpfCand[i * 2 + 1] = new Lpf(mCandidates[i * 2 + 1]);
newLpfCand[i * 2 + 0].Filter(-1.0);
newLpfCand[i * 2 + 1].Filter(+1.0);
});
mCandidates = newLpfCand;
}
}
++mProcessed;
return(result);
}
