Ignore:
Timestamp:
Aug 19, 2008 11:04:32 AM (16 years ago)
Author:
nanang
Message:

Ticket #490: Updated VAD with new algorithm.

File:
1 edited

Legend:

Unmodified
Added
Removed

  • pjproject/trunk/pjmedia/src/pjmedia/silencedet.c

    r2215 r2222  
    11/* $Id$ */ 
    22/*  
    3  * Copyright (C) 2003-2008 Benny Prijono <benny@prijono.org> 
     3 * Copyright (C) 2003-2007 Benny Prijono <benny@prijono.org> 
    44 * 
    55 * This program is free software; you can redistribute it and/or modify 
    … …  
    2424#include <pj/pool.h> 
    2525 
    26  
    2726#define THIS_FILE   "silencedet.c" 
    2827 
     28#if 0 
     29#   define TRACE_(x)    PJ_LOG(3,x) 
     30#else 
     31#   define TRACE_(x) 
     32#endif 
     33 
     34/** 
     35 * This enumeration specifies operation mode of silence detector  
     36 */ 
    2937typedef enum pjmedia_silence_det_mode { 
    3038    VAD_MODE_NONE, 
    … …  
    3341} pjmedia_silence_det_mode; 
    3442 
    35  
     43/** 
     44 * Default settings 
     45 */ 
     46#define DEF_RECALC_ON_VOICED        4000 /* Time to recalculate threshold 
     47                                            in voiced condition, in ms    */ 
     48#define DEF_RECALC_ON_SILENCE       2000 /* Time to recalculate threshold 
     49                                            in silence condition, in ms.  */ 
     50#define DEF_BEFORE_SILENCE          400  /* Silence time before really changing 
     51                                            state into SILENCE, in ms.    */ 
     52#define DEF_THRESHOLD               1000 /* Default threshold.            */ 
     53 
     54/** 
     55 * This enumeration specifies the states of the silence detector. 
     56 */ 
     57enum pjmedia_silence_det_state { 
     58    STATE_SILENCE, 
     59    STATE_START_SILENCE, 
     60    STATE_VOICED 
     61}; 
    3662 
    3763/** 
    … …  
    4268    char      objname[PJ_MAX_OBJ_NAME]; /**< VAD name.                      */ 
    4369 
    44     int       mode;             /**< VAD mode.                              */ 
    45     unsigned  ptime;            /**< Frame time, in msec.                   */ 
    46  
    47     unsigned  min_signal_cnt;   /**< # of signal frames.before talk burst   */ 
    48     unsigned  min_silence_cnt;  /**< # of silence frames before silence.    */ 
    49     unsigned  recalc_cnt;       /**< # of frames before adaptive recalc.    */ 
    50  
    51     pj_bool_t in_talk;          /**< In talk burst?                         */ 
    52     unsigned  cur_cnt;          /**< # of frames in current mode.           */ 
    53     unsigned  signal_cnt;       /**< # of signal frames received.           */ 
    54     unsigned  silence_cnt;      /**< # of silence frames received           */ 
    55     unsigned  cur_threshold;    /**< Current silence threshold.             */ 
    56     unsigned  weakest_signal;   /**< Weakest signal detected.               */ 
    57     unsigned  loudest_silence;  /**< Loudest silence detected.              */ 
     70    int       mode;                     /**< VAD mode.                      */ 
     71    unsigned  ptime;                    /**< Frame time, in msec.           */ 
     72 
     73    unsigned  threshold;                /**< Current threshold level.       */ 
     74    unsigned  sum_level;                /**< Total sum of recent level.     */ 
     75    unsigned  sum_cnt;                  /**< Number of level summed.        */ 
     76    unsigned  silence_timer;            /**< Silence condition timer.       */ 
     77    unsigned  voiced_timer;             /**< Voiced condition timer.        */ 
     78     
     79    enum pjmedia_silence_det_state state;/**< Silence detector state.       */ 
     80    unsigned  recalc_on_voiced;         /**< Setting of time to recalc  
     81                                             threshold in voiced condition. */ 
     82    unsigned  recalc_on_silence;        /**< Setting of time to recalc  
     83                                             threshold in silence condition.*/ 
     84    unsigned  before_silence;           /**< Setting of silence time before  
     85                                             really changing state into SILENCE, 
     86                                             in ms.                         */ 
    5887}; 
    5988 
    … …  
    71100    sd = PJ_POOL_ZALLOC_T(pool, pjmedia_silence_det); 
    72101 
    73     pj_ansi_strncpy(sd->objname, THIS_FILE, PJ_MAX_OBJ_NAME); 
     102    pj_ansi_snprintf(sd->objname, PJ_MAX_OBJ_NAME, THIS_FILE, sd); 
    74103    sd->objname[PJ_MAX_OBJ_NAME-1] = '\0'; 
    75104 
    76105    sd->ptime = samples_per_frame * 1000 / clock_rate; 
    77     sd->signal_cnt = 0; 
    78     sd->silence_cnt = 0; 
    79     sd->weakest_signal = 0xFFFFFFFFUL; 
    80     sd->loudest_silence = 0; 
    81106      
    82107    /* Default settings */ 
    83108    pjmedia_silence_det_set_params(sd, -1, -1, -1); 
    84109 
    85     /* Restart in fixed, silent mode */ 
    86     sd->in_talk = PJ_FALSE; 
     110    /* Restart in adaptive, silent mode */ 
    87111    pjmedia_silence_det_set_adaptive( sd, -1 ); 
    88112 
    … …  
    102126} 
    103127 
    104  
    105128PJ_DEF(pj_status_t) pjmedia_silence_det_set_adaptive(pjmedia_silence_det *sd, 
    106129                                                     int threshold) 
    … …  
    109132 
    110133    if (threshold < 0) 
    111         threshold = PJMEDIA_SILENCE_DET_THRESHOLD; 
     134        threshold = DEF_THRESHOLD; 
    112135 
    113136    sd->mode = VAD_MODE_ADAPTIVE; 
    114     sd->cur_threshold = threshold; 
     137    sd->threshold = threshold; 
    115138 
    116139    return PJ_SUCCESS; 
    … …  
    123146 
    124147    if (threshold < 0) 
    125         threshold = PJMEDIA_SILENCE_DET_THRESHOLD; 
     148        threshold = DEF_THRESHOLD; 
    126149 
    127150    sd->mode = VAD_MODE_FIXED; 
    128     sd->cur_threshold = threshold; 
     151    sd->threshold = threshold; 
    129152 
    130153    return PJ_SUCCESS; 
    … …  
    132155 
    133156PJ_DEF(pj_status_t) pjmedia_silence_det_set_params( pjmedia_silence_det *sd, 
    134                                                     int min_silence, 
    135                                                     int min_signal, 
    136                                                     int recalc_time) 
     157                                                    int before_silence, 
     158                                                    int recalc_time1, 
     159                                                    int recalc_time2) 
    137160{ 
    138161    PJ_ASSERT_RETURN(sd, PJ_EINVAL); 
    139162 
    140     if (min_silence == -1) 
    141         min_silence = 500; 
    142     if (min_signal < 0) 
    143         min_signal = sd->ptime; 
    144     if (recalc_time < 0) 
    145         recalc_time = 2000; 
    146  
    147     sd->min_signal_cnt = min_signal / sd->ptime; 
    148     sd->min_silence_cnt = min_silence / sd->ptime; 
    149     sd->recalc_cnt = recalc_time / sd->ptime; 
     163    if (recalc_time1 < 0) 
     164        recalc_time1 = DEF_RECALC_ON_VOICED; 
     165    if (recalc_time2 < 0) 
     166        recalc_time2 = DEF_RECALC_ON_SILENCE; 
     167    if (before_silence < 0) 
     168        before_silence = DEF_BEFORE_SILENCE; 
     169 
     170    sd->recalc_on_voiced = recalc_time1; 
     171    sd->recalc_on_silence = recalc_time2; 
     172    sd->before_silence  = before_silence; 
    150173 
    151174    return PJ_SUCCESS; 
    … …  
    187210                                             pj_uint32_t level) 
    188211{ 
    189     pj_bool_t have_signal; 
    190  
    191     /* Always return false if VAD is disabled */ 
     212    int avg_recent_level; 
     213 
    192214    if (sd->mode == VAD_MODE_NONE) 
    193215        return PJ_FALSE; 
    194216 
    195     /* Convert PCM level to ulaw */ 
    196     level = pjmedia_linear2ulaw(level) ^ 0xff; 
    197      
    198     /* Do we have signal? */ 
    199     have_signal = level > sd->cur_threshold; 
    200      
    201     /* We we're in transition between silence and signel, increment the  
    202      * current frame counter. We will only switch mode when we have enough 
    203      * frames. 
    204      */ 
    205     if (sd->in_talk != have_signal) { 
    206         unsigned limit; 
    207  
    208         sd->cur_cnt++; 
    209  
    210         limit = (sd->in_talk ? sd->min_silence_cnt :  
    211                                 sd->min_signal_cnt); 
    212  
    213         if (sd->cur_cnt > limit) { 
    214  
    215             /* Swap mode */ 
    216             sd->in_talk = !sd->in_talk; 
    217              
    218             /* Restart adaptive cur_threshold measurements */ 
    219             sd->weakest_signal = 0xFFFFFFFFUL; 
    220             sd->loudest_silence = 0; 
    221             sd->signal_cnt = 0; 
    222             sd->silence_cnt = 0; 
    223             sd->cur_cnt = 0; 
     217    if (sd->mode == VAD_MODE_FIXED) 
     218        return (level < sd->threshold); 
     219 
     220    /* Calculating recent level */ 
     221    sd->sum_level += level; 
     222    ++sd->sum_cnt; 
     223    avg_recent_level = (sd->sum_level / sd->sum_cnt); 
     224 
     225    if (level > sd->threshold) { 
     226        sd->silence_timer = 0; 
     227        sd->voiced_timer += sd->ptime; 
     228 
     229        switch(sd->state) { 
     230            case STATE_VOICED: 
     231                if (sd->voiced_timer > sd->recalc_on_voiced) { 
     232                    /* Voiced for long time (>recalc_on_voiced), current  
     233                     * threshold seems to be too low. 
     234                     */ 
     235                    sd->threshold = (avg_recent_level + sd->threshold) >> 1; 
     236                    TRACE_((THIS_FILE,"Re-adjust threshold (in talk burst)" 
     237                            "to %d", sd->threshold)); 
     238 
     239                    sd->voiced_timer = 0; 
     240 
     241                    /* Reset sig_level */ 
     242                    sd->sum_level = avg_recent_level; 
     243                    sd->sum_cnt = 1; 
     244                } 
     245                break; 
     246 
     247            case STATE_SILENCE: 
     248                TRACE_((THIS_FILE,"Starting talk burst (level=%d threshold=%d)", 
     249                        level, sd->threshold)); 
     250 
     251            case STATE_START_SILENCE: 
     252                sd->state = STATE_VOICED; 
     253 
     254                /* Reset sig_level */ 
     255                sd->sum_level = level; 
     256                sd->sum_cnt = 1; 
     257 
     258                break; 
     259 
     260            default: 
     261                pj_assert(0); 
     262                break; 
    224263        } 
    225  
    226264    } else { 
    227         /* Reset frame count */ 
    228         sd->cur_cnt = 0; 
     265        sd->voiced_timer = 0; 
     266        sd->silence_timer += sd->ptime; 
     267 
     268        switch(sd->state) { 
     269            case STATE_SILENCE: 
     270                if (sd->silence_timer >= sd->recalc_on_silence) { 
     271                    sd->threshold = avg_recent_level << 1; 
     272                    TRACE_((THIS_FILE,"Re-adjust threshold (in silence)" 
     273                            "to %d", sd->threshold)); 
     274 
     275                    sd->silence_timer = 0; 
     276 
     277                    /* Reset sig_level */ 
     278                    sd->sum_level = avg_recent_level; 
     279                    sd->sum_cnt = 1; 
     280                } 
     281                break; 
     282 
     283            case STATE_VOICED: 
     284                sd->state = STATE_START_SILENCE; 
     285 
     286                /* Reset sig_level */ 
     287                sd->sum_level = level; 
     288                sd->sum_cnt = 1; 
     289 
     290            case STATE_START_SILENCE: 
     291                if (sd->silence_timer >= sd->before_silence) { 
     292                    sd->state = STATE_SILENCE; 
     293                    sd->threshold = avg_recent_level << 1; 
     294                    TRACE_((THIS_FILE,"Starting silence (level=%d " 
     295                            "threshold=%d)", level, sd->threshold)); 
     296 
     297                    /* Reset sig_level */ 
     298                    sd->sum_level = avg_recent_level; 
     299                    sd->sum_cnt = 1; 
     300                } 
     301                break; 
     302 
     303            default: 
     304                pj_assert(0); 
     305                break; 
     306        } 
    229307    } 
    230      
    231  
    232     /* Count the number of silent and signal frames and calculate min/max */ 
    233     if (have_signal) { 
    234         if (level < sd->weakest_signal) 
    235             sd->weakest_signal = level; 
    236         sd->signal_cnt++; 
    237     } 
    238     else { 
    239         if (level > sd->loudest_silence) 
    240             sd->loudest_silence = level; 
    241         sd->silence_cnt++; 
    242     } 
    243  
    244     /* See if we have had enough frames to look at proportions of  
    245      * silence/signal frames. 
    246      */ 
    247     if ((sd->signal_cnt + sd->silence_cnt) > sd->recalc_cnt) { 
    248          
    249         if (sd->mode == VAD_MODE_ADAPTIVE) { 
    250             pj_bool_t updated = PJ_TRUE; 
    251             unsigned pct_signal, new_threshold = sd->cur_threshold; 
    252  
    253             /* Get percentage of signal */ 
    254             pct_signal = sd->signal_cnt * 100 /  
    255                         (sd->signal_cnt + sd->silence_cnt); 
    256  
    257             /* Adjust according to signal/silence proportions. */ 
    258             if (pct_signal > 95) { 
    259                 new_threshold += (sd->weakest_signal+1 - sd->cur_threshold)/2; 
    260             } else if (pct_signal < 5) { 
    261                 new_threshold = (sd->cur_threshold+sd->loudest_silence)/2+1; 
    262             } else if (pct_signal > 80) { 
    263                 new_threshold++; 
    264             } else if (pct_signal < 10) { 
    265                 new_threshold--; 
    266             } else { 
    267                 updated = PJ_FALSE; 
    268             } 
    269  
    270             if (new_threshold > PJMEDIA_SILENCE_DET_MAX_THRESHOLD) 
    271                 new_threshold = PJMEDIA_SILENCE_DET_MAX_THRESHOLD; 
    272  
    273             if (updated && sd->cur_threshold != new_threshold) { 
    274                 PJ_LOG(5,(sd->objname,  
    275                           "Vad cur_threshold updated %d-->%d. " 
    276                           "Signal lo=%d", 
    277                           sd->cur_threshold, new_threshold, 
    278                           sd->weakest_signal)); 
    279                 sd->cur_threshold = new_threshold; 
    280             } 
    281         } 
    282  
    283         /* Reset. */ 
    284         sd->weakest_signal = 0xFFFFFFFFUL; 
    285         sd->loudest_silence = 0; 
    286         sd->signal_cnt = 0; 
    287         sd->silence_cnt = 0; 
    288     } 
    289      
    290     return !sd->in_talk; 
    291  
     308 
     309    return (sd->state == STATE_SILENCE); 
    292310} 
    293311 
Note: See TracChangeset for help on using the changeset viewer.