lc3-codec 0.2.0

An implementation of the LC3 audio codec for embedded systems (no_std)
Documentation
use crate::common::complex::Scaler;

// checked against spec

/// Refines the non-zero quantized coefficients with extra information from leftover bits available
/// after arithmetic encoding has saved all the critical audio information
///
/// # Arguments
///
/// * `lsb_mode` - Least significant bit mode (true for high bandwidth mode and false for normal mode)
/// * `residual_bits` - Input bits used to add some extra fidility to the spectral lines in x
/// * `spec_lines` - Input and Output spectral lines
pub fn decode(lsb_mode: bool, residual_bits: &[bool], spec_lines: &mut [Scaler]) {
    if !lsb_mode {
        let mut bits = residual_bits.iter();

        for spec_line in spec_lines.iter_mut() {
            if *spec_line != 0.0 {
                match bits.next() {
                    Some(true) => {
                        if *spec_line > 0.0 {
                            *spec_line += 0.3125
                        } else {
                            *spec_line += 0.1875
                        }
                    }
                    Some(false) => {
                        if *spec_line > 0.0 {
                            *spec_line -= 0.1875
                        } else {
                            *spec_line -= 0.3125
                        }
                    }
                    None => break,
                }
            }
        }
    }
}

#[cfg(test)]
mod tests {
    extern crate std;
    use super::*;

    #[test]
    fn residual_spectrum_decode() {
        let lsb_mode = false;
        let residual_bits = [
            false, true, true, true, false, false, false, true, false, false, true, true, true, false, false, false,
            true, true, true, false, true, false, true, true, false, false, true, true, false, true, true, false, true,
            true, true, false, true, false, true, true, false, false, true, true, true,
        ];
        let mut x_hat = [
            -9.0, 32.0, 65.0, 40.0, -4.0, -48.0, -36.0, 2.0, 21.0, -6.0, 27.0, 9.0, -9.0, -26.0, 9.0, -4.0, -1.0, 12.0,
            -8.0, -2.0, 23.0, -33.0, -10.0, 3.0, -15.0, -3.0, 5.0, 17.0, -1.0, 12.0, 27.0, -4.0, 8.0, 2.0, 10.0, -7.0,
            8.0, -6.0, 3.0, -22.0, 24.0, -6.0, -1.0, 2.0, 0.0, 1.0, -8.0, 3.0, -2.0, 0.0, 0.0, 2.0, -6.0, -2.0, -4.0,
            -3.0, 0.0, 1.0, 0.0, -7.0, -4.0, -11.0, -7.0, -6.0, 0.0, 3.0, 10.0, 2.0, 9.0, 3.0, 7.0, -2.0, 2.0, -2.0,
            -1.0, -1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 4.0, -1.0, -1.0, -1.0, 2.0, 1.0, 3.0, 3.0, 1.0, -2.0, -2.0, 1.0, 5.0,
            2.0, -2.0, -5.0, -4.0, -2.0, 0.0, 0.0, 0.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, 1.0, 1.0, -1.0, -3.0, -1.0, 1.0, 3.0,
            0.0, 0.0, 1.0, 2.0, -1.0, -1.0, 1.0, 2.0, 2.0, 1.0, 2.0, 0.0, -2.0, -3.0, 0.0, 3.0, 2.0, 0.0, 0.0, 0.0,
            0.0, 1.0, 1.0, 0.0, -1.0, 0.0, 0.0, 0.0, -1.0, -1.0, 1.0, 2.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, -1.0,
            2.0, 0.0, -1.0, -1.0, 0.0, 2.0, 0.0, 2.0, 0.0, 0.0, -2.0, -1.0, 0.0, 1.0, 0.0, -1.0, 0.0, 1.0, 2.0, 0.0,
            -1.0, 0.0, 1.0, 0.0, 1.0, 0.0, 1.0, -1.0, -1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, -1.0, -1.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, -1.0,
            0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 1.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, -1.0, 1.0, 2.0,
            -1.0, 0.0, 2.0, 0.0, 1.0, -1.0, 0.0, 0.0, -1.0, 0.0, 0.0, 2.0, -1.0, -1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, -1.0, 1.0,
            -1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 1.0, 1.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 1.0, 2.0, -2.0,
            0.0, -1.0, -1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, -1.0, 0.0, 0.0, -1.0, 1.0, 1.0, 1.0, -2.0, -1.0, -1.0, 0.0, 1.0, -1.0,
            0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, -1.0, 1.0, -1.0, 0.0, 0.0, -1.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 1.0, 0.0, -1.0,
            -1.0, 0.0, -1.0, 0.0, -1.0, -1.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, -1.0, 0.0, 1.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0,
            -1.0, -1.0, -1.0, 0.0, 0.0, 0.0, -1.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, -1.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, -1.0, 0.0, 0.0,
            0.0, -1.0, 0.0, 0.0, -1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, -1.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0,
            -1.0, -1.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, -1.0, -1.0, 0.0, 0.0,
            1.0, -1.0, -1.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, -1.0, 0.0, 1.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0,
            -1.0, 0.0, 0.0, 1.0, 1.0,
        ];

        decode(lsb_mode, &residual_bits, &mut x_hat);

        let x_hat_expected = [
            -9.3125, 32.3125, 65.3125, 40.3125, -4.3125, -48.3125, -36.3125, 2.3125, 20.8125, -6.3125, 27.3125, 9.3125,
            -8.8125, -26.3125, 8.8125, -4.3125, -0.8125, 12.3125, -7.8125, -2.3125, 23.3125, -33.3125, -9.8125, 3.3125,
            -15.3125, -3.3125, 5.3125, 17.3125, -1.3125, 12.3125, 27.3125, -4.3125, 8.3125, 2.3125, 10.3125, -7.3125,
            8.3125, -6.3125, 3.3125, -21.8125, 23.8125, -6.3125, -0.8125, 2.3125, 0.0, 1.3125, -8.0, 3.0, -2.0, 0.0,
            0.0, 2.0, -6.0, -2.0, -4.0, -3.0, 0.0, 1.0, 0.0, -7.0, -4.0, -11.0, -7.0, -6.0, 0.0, 3.0, 10.0, 2.0, 9.0,
            3.0, 7.0, -2.0, 2.0, -2.0, -1.0, -1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 4.0, -1.0, -1.0, -1.0, 2.0, 1.0, 3.0, 3.0,
            1.0, -2.0, -2.0, 1.0, 5.0, 2.0, -2.0, -5.0, -4.0, -2.0, 0.0, 0.0, 0.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, 1.0, 1.0,
            -1.0, -3.0, -1.0, 1.0, 3.0, 0.0, 0.0, 1.0, 2.0, -1.0, -1.0, 1.0, 2.0, 2.0, 1.0, 2.0, 0.0, -2.0, -3.0, 0.0,
            3.0, 2.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 1.0, 0.0, -1.0, 0.0, 0.0, 0.0, -1.0, -1.0, 1.0, 2.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0,
            0.0, 0.0, 0.0, -1.0, 2.0, 0.0, -1.0, -1.0, 0.0, 2.0, 0.0, 2.0, 0.0, 0.0, -2.0, -1.0, 0.0, 1.0, 0.0, -1.0,
            0.0, 1.0, 2.0, 0.0, -1.0, 0.0, 1.0, 0.0, 1.0, 0.0, 1.0, -1.0, -1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, -1.0, -1.0, 0.0,
            0.0, 1.0, 0.0, -1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 1.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0,
            0.0, -1.0, 1.0, 2.0, -1.0, 0.0, 2.0, 0.0, 1.0, -1.0, 0.0, 0.0, -1.0, 0.0, 0.0, 2.0, -1.0, -1.0, 0.0, 0.0,
            0.0, 0.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 1.0, 1.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0,
            0.0, 1.0, 2.0, -2.0, 0.0, -1.0, -1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, -1.0, 0.0, 0.0, -1.0, 1.0, 1.0, 1.0, -2.0, -1.0,
            -1.0, 0.0, 1.0, -1.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, -1.0, 1.0, -1.0, 0.0, 0.0, -1.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0,
            1.0, 1.0, 0.0, -1.0, -1.0, 0.0, -1.0, 0.0, -1.0, -1.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, -1.0, 0.0, 1.0, 1.0,
            0.0, 0.0, 0.0, 0.0, -1.0, -1.0, -1.0, 0.0, 0.0, 0.0, -1.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, -1.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0,
            0.0, -1.0, 0.0, 0.0, 0.0, -1.0, 0.0, 0.0, -1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, -1.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0,
            0.0, 0.0, 0.0, 0.0, -1.0, -1.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, -1.0,
            -1.0, 0.0, 0.0, 1.0, -1.0, -1.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, -1.0, 0.0, 1.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0,
            0.0, 0.0, 0.0, -1.0, 0.0, 0.0, 1.0, 1.0,
        ];

        assert_eq!(x_hat, x_hat_expected);
    }
}