lyblsgo
2023-05-08 1799f356dff6bcc790d702bb15dc2eed07722ec9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
#include <math.h>
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <fstream>
#include <assert.h>
 
#include "audio.h"
#include "precomp.h"
 
using namespace std;
 
namespace funasr {
// see http://soundfile.sapp.org/doc/WaveFormat/
// Note: We assume little endian here
struct WaveHeader {
  bool Validate() const {
    //                 F F I R
    if (chunk_id != 0x46464952) {
      printf("Expected chunk_id RIFF. Given: 0x%08x\n", chunk_id);
      return false;
    }
    //               E V A W
    if (format != 0x45564157) {
      printf("Expected format WAVE. Given: 0x%08x\n", format);
      return false;
    }
 
    if (subchunk1_id != 0x20746d66) {
      printf("Expected subchunk1_id 0x20746d66. Given: 0x%08x\n",
                       subchunk1_id);
      return false;
    }
 
    if (subchunk1_size != 16) {  // 16 for PCM
      printf("Expected subchunk1_size 16. Given: %d\n",
                       subchunk1_size);
      return false;
    }
 
    if (audio_format != 1) {  // 1 for PCM
      printf("Expected audio_format 1. Given: %d\n", audio_format);
      return false;
    }
 
    if (num_channels != 1) {  // we support only single channel for now
      printf("Expected single channel. Given: %d\n", num_channels);
      return false;
    }
    if (byte_rate != (sample_rate * num_channels * bits_per_sample / 8)) {
      return false;
    }
 
    if (block_align != (num_channels * bits_per_sample / 8)) {
      return false;
    }
 
    if (bits_per_sample != 16) {  // we support only 16 bits per sample
      printf("Expected bits_per_sample 16. Given: %d\n",
                       bits_per_sample);
      return false;
    }
    return true;
  }
 
  // See https://en.wikipedia.org/wiki/WAV#Metadata and
  // https://www.robotplanet.dk/audio/wav_meta_data/riff_mci.pdf
  void SeekToDataChunk(std::istream &is) {
    //                              a t a d
    while (is && subchunk2_id != 0x61746164) {
      // const char *p = reinterpret_cast<const char *>(&subchunk2_id);
      // printf("Skip chunk (%x): %c%c%c%c of size: %d\n", subchunk2_id, p[0],
      //        p[1], p[2], p[3], subchunk2_size);
      is.seekg(subchunk2_size, std::istream::cur);
      is.read(reinterpret_cast<char *>(&subchunk2_id), sizeof(int32_t));
      is.read(reinterpret_cast<char *>(&subchunk2_size), sizeof(int32_t));
    }
  }
 
  int32_t chunk_id;
  int32_t chunk_size;
  int32_t format;
  int32_t subchunk1_id;
  int32_t subchunk1_size;
  int16_t audio_format;
  int16_t num_channels;
  int32_t sample_rate;
  int32_t byte_rate;
  int16_t block_align;
  int16_t bits_per_sample;
  int32_t subchunk2_id;    // a tag of this chunk
  int32_t subchunk2_size;  // size of subchunk2
};
static_assert(sizeof(WaveHeader) == WAV_HEADER_SIZE, "");
 
class AudioWindow {
  private:
    int *window;
    int in_idx;
    int out_idx;
    int sum;
    int window_size = 0;
 
  public:
    AudioWindow(int window_size) : window_size(window_size)
    {
        window = (int *)calloc(sizeof(int), window_size + 1);
        in_idx = 0;
        out_idx = 1;
        sum = 0;
    };
    ~AudioWindow(){
        free(window);
    };
    int put(int val)
    {
        sum = sum + val - window[out_idx];
        window[in_idx] = val;
        in_idx = in_idx == window_size ? 0 : in_idx + 1;
        out_idx = out_idx == window_size ? 0 : out_idx + 1;
        return sum;
    };
};
 
AudioFrame::AudioFrame(){};
AudioFrame::AudioFrame(int len) : len(len)
{
    start = 0;
};
AudioFrame::~AudioFrame(){};
int AudioFrame::SetStart(int val)
{
    start = val < 0 ? 0 : val;
    return start;
};
 
int AudioFrame::SetEnd(int val)
{
    end = val;
    len = end - start;
    return end;
};
 
int AudioFrame::GetStart()
{
    return start;
};
 
int AudioFrame::GetLen()
{
    return len;
};
 
int AudioFrame::Disp()
{
    LOG(ERROR) << "Not imp!!!!";
    return 0;
};
 
Audio::Audio(int data_type) : data_type(data_type)
{
    speech_buff = NULL;
    speech_data = NULL;
    align_size = 1360;
}
 
Audio::Audio(int data_type, int size) : data_type(data_type)
{
    speech_buff = NULL;
    speech_data = NULL;
    align_size = (float)size;
}
 
Audio::~Audio()
{
    if (speech_buff != NULL) {
        free(speech_buff);
        
    }
 
    if (speech_data != NULL) {
        
        free(speech_data);
    }
}
 
void Audio::Disp()
{
    LOG(INFO) << "Audio time is " << (float)speech_len / MODEL_SAMPLE_RATE << " s. len is " << speech_len;
}
 
float Audio::GetTimeLen()
{
    return (float)speech_len / MODEL_SAMPLE_RATE;
}
 
void Audio::WavResample(int32_t sampling_rate, const float *waveform,
                          int32_t n)
{
    LOG(INFO) << "Creating a resampler:\n"
              << "   in_sample_rate: "<< sampling_rate << "\n"
              << "   output_sample_rate: " << static_cast<int32_t>(MODEL_SAMPLE_RATE);
    float min_freq =
        std::min<int32_t>(sampling_rate, MODEL_SAMPLE_RATE);
    float lowpass_cutoff = 0.99 * 0.5 * min_freq;
 
    int32_t lowpass_filter_width = 6;
 
    auto resampler = std::make_unique<LinearResample>(
          sampling_rate, MODEL_SAMPLE_RATE, lowpass_cutoff, lowpass_filter_width);
    std::vector<float> samples;
    resampler->Resample(waveform, n, true, &samples);
    //reset speech_data
    speech_len = samples.size();
    if (speech_data != NULL) {
        free(speech_data);
    }
    speech_data = (float*)malloc(sizeof(float) * speech_len);
    memset(speech_data, 0, sizeof(float) * speech_len);
    copy(samples.begin(), samples.end(), speech_data);
}
 
bool Audio::LoadWav(const char *filename, int32_t* sampling_rate)
{
    WaveHeader header;
    if (speech_data != NULL) {
        free(speech_data);
    }
    if (speech_buff != NULL) {
        free(speech_buff);
    }
    
    offset = 0;
    std::ifstream is(filename, std::ifstream::binary);
    is.read(reinterpret_cast<char *>(&header), sizeof(header));
    if(!is){
        LOG(ERROR) << "Failed to read " << filename;
        return false;
    }
 
    if (!header.Validate()) {
        return false;
    }
 
    header.SeekToDataChunk(is);
    if (!is) {
        return false;
    }
    
    if (!header.Validate()) {
        return false;
    }
 
    header.SeekToDataChunk(is);
    if (!is) {
        return false;
    }
    
    *sampling_rate = header.sample_rate;
    // header.subchunk2_size contains the number of bytes in the data.
    // As we assume each sample contains two bytes, so it is divided by 2 here
    speech_len = header.subchunk2_size / 2;
    speech_buff = (int16_t *)malloc(sizeof(int16_t) * speech_len);
 
    if (speech_buff)
    {
        memset(speech_buff, 0, sizeof(int16_t) * speech_len);
        is.read(reinterpret_cast<char *>(speech_buff), header.subchunk2_size);
        if (!is) {
            LOG(ERROR) << "Failed to read " << filename;
            return false;
        }
        speech_data = (float*)malloc(sizeof(float) * speech_len);
        memset(speech_data, 0, sizeof(float) * speech_len);
 
        float scale = 1;
        if (data_type == 1) {
            scale = 32768;
        }
        for (int32_t i = 0; i != speech_len; ++i) {
            speech_data[i] = (float)speech_buff[i] / scale;
        }
 
        //resample
        if(*sampling_rate != MODEL_SAMPLE_RATE){
            WavResample(*sampling_rate, speech_data, speech_len);
        }
 
        AudioFrame* frame = new AudioFrame(speech_len);
        frame_queue.push(frame);
 
        return true;
    }
    else
        return false;
}
 
bool Audio::LoadWav(const char* buf, int n_file_len, int32_t* sampling_rate)
{
    WaveHeader header;
    if (speech_data != NULL) {
        free(speech_data);
    }
    if (speech_buff != NULL) {
        free(speech_buff);
    }
    offset = 0;
 
    std::memcpy(&header, buf, sizeof(header));
 
    *sampling_rate = header.sample_rate;
    speech_len = header.subchunk2_size / 2;
    speech_buff = (int16_t *)malloc(sizeof(int16_t) * speech_len);
    if (speech_buff)
    {
        memset(speech_buff, 0, sizeof(int16_t) * speech_len);
        memcpy((void*)speech_buff, (const void*)(buf + WAV_HEADER_SIZE), speech_len * sizeof(int16_t));
 
        speech_data = (float*)malloc(sizeof(float) * speech_len);
        memset(speech_data, 0, sizeof(float) * speech_len);
 
        float scale = 1;
        if (data_type == 1) {
            scale = 32768;
        }
 
        for (int32_t i = 0; i != speech_len; ++i) {
            speech_data[i] = (float)speech_buff[i] / scale;
        }
        
        //resample
        if(*sampling_rate != MODEL_SAMPLE_RATE){
            WavResample(*sampling_rate, speech_data, speech_len);
        }
 
        AudioFrame* frame = new AudioFrame(speech_len);
        frame_queue.push(frame);
 
        return true;
    }
    else
        return false;
}
 
bool Audio::LoadPcmwav(const char* buf, int n_buf_len, int32_t* sampling_rate)
{
    if (speech_data != NULL) {
        free(speech_data);
    }
    if (speech_buff != NULL) {
        free(speech_buff);
    }
    offset = 0;
 
    speech_len = n_buf_len / 2;
    speech_buff = (int16_t*)malloc(sizeof(int16_t) * speech_len);
    if (speech_buff)
    {
        memset(speech_buff, 0, sizeof(int16_t) * speech_len);
        memcpy((void*)speech_buff, (const void*)buf, speech_len * sizeof(int16_t));
 
        speech_data = (float*)malloc(sizeof(float) * speech_len);
        memset(speech_data, 0, sizeof(float) * speech_len);
 
        float scale = 1;
        if (data_type == 1) {
            scale = 32768;
        }
 
        for (int32_t i = 0; i != speech_len; ++i) {
            speech_data[i] = (float)speech_buff[i] / scale;
        }
        
        //resample
        if(*sampling_rate != MODEL_SAMPLE_RATE){
            WavResample(*sampling_rate, speech_data, speech_len);
        }
 
        AudioFrame* frame = new AudioFrame(speech_len);
        frame_queue.push(frame);
        return true;
 
    }
    else
        return false;
}
 
bool Audio::LoadPcmwav(const char* filename, int32_t* sampling_rate)
{
    if (speech_data != NULL) {
        free(speech_data);
    }
    if (speech_buff != NULL) {
        free(speech_buff);
    }
    offset = 0;
 
    FILE* fp;
    fp = fopen(filename, "rb");
    if (fp == nullptr)
    {
        LOG(ERROR) << "Failed to read " << filename;
        return false;
    }
    fseek(fp, 0, SEEK_END);
    uint32_t n_file_len = ftell(fp);
    fseek(fp, 0, SEEK_SET);
 
    speech_len = (n_file_len) / 2;
    speech_buff = (int16_t*)malloc(sizeof(int16_t) * speech_len);
    if (speech_buff)
    {
        memset(speech_buff, 0, sizeof(int16_t) * speech_len);
        int ret = fread(speech_buff, sizeof(int16_t), speech_len, fp);
        fclose(fp);
 
        speech_data = (float*)malloc(sizeof(float) * speech_len);
        memset(speech_data, 0, sizeof(float) * speech_len);
 
        float scale = 1;
        if (data_type == 1) {
            scale = 32768;
        }
        for (int32_t i = 0; i != speech_len; ++i) {
            speech_data[i] = (float)speech_buff[i] / scale;
        }
 
        //resample
        if(*sampling_rate != MODEL_SAMPLE_RATE){
            WavResample(*sampling_rate, speech_data, speech_len);
        }
 
        AudioFrame* frame = new AudioFrame(speech_len);
        frame_queue.push(frame);
    
        return true;
    }
    else
        return false;
 
}
 
int Audio::FetchChunck(float *&dout, int len)
{
    if (offset >= speech_align_len) {
        dout = NULL;
        return S_ERR;
    } else if (offset == speech_align_len - len) {
        dout = speech_data + offset;
        offset = speech_align_len;
        // 临时解决 
        AudioFrame *frame = frame_queue.front();
        frame_queue.pop();
        delete frame;
 
        return S_END;
    } else {
        dout = speech_data + offset;
        offset += len;
        return S_MIDDLE;
    }
}
 
int Audio::Fetch(float *&dout, int &len, int &flag)
{
    if (frame_queue.size() > 0) {
        AudioFrame *frame = frame_queue.front();
        frame_queue.pop();
 
        dout = speech_data + frame->GetStart();
        len = frame->GetLen();
        delete frame;
        flag = S_END;
        return 1;
    } else {
        return 0;
    }
}
 
void Audio::Padding()
{
    float num_samples = speech_len;
    float frame_length = 400;
    float frame_shift = 160;
    float num_frames = floor((num_samples + (frame_shift / 2)) / frame_shift);
    float num_new_samples = (num_frames - 1) * frame_shift + frame_length;
    float num_padding = num_new_samples - num_samples;
    float num_left_padding = (frame_length - frame_shift) / 2;
    float num_right_padding = num_padding - num_left_padding;
 
    float *new_data = (float *)malloc(num_new_samples * sizeof(float));
    int i;
    int tmp_off = 0;
    for (i = 0; i < num_left_padding; i++) {
        int ii = num_left_padding - i - 1;
        new_data[i] = speech_data[ii];
    }
    tmp_off = num_left_padding;
    memcpy(new_data + tmp_off, speech_data, speech_len * sizeof(float));
    tmp_off += speech_len;
 
    for (i = 0; i < num_right_padding; i++) {
        int ii = speech_len - i - 1;
        new_data[tmp_off + i] = speech_data[ii];
    }
    free(speech_data);
    speech_data = new_data;
    speech_len = num_new_samples;
 
    AudioFrame *frame = new AudioFrame(num_new_samples);
    frame_queue.push(frame);
    frame = frame_queue.front();
    frame_queue.pop();
    delete frame;
}
 
void Audio::Split(OfflineStream* offline_stream)
{
    AudioFrame *frame;
 
    frame = frame_queue.front();
    frame_queue.pop();
    int sp_len = frame->GetLen();
    delete frame;
    frame = NULL;
 
    std::vector<float> pcm_data(speech_data, speech_data+sp_len);
    vector<std::vector<int>> vad_segments = (offline_stream->vad_handle)->Infer(pcm_data);
    int seg_sample = MODEL_SAMPLE_RATE/1000;
    for(vector<int> segment:vad_segments)
    {
        frame = new AudioFrame();
        int start = segment[0]*seg_sample;
        int end = segment[1]*seg_sample;
        frame->SetStart(start);
        frame->SetEnd(end);
        frame_queue.push(frame);
        frame = NULL;
    }
}
 
 
void Audio::Split(VadModel* vad_obj, vector<std::vector<int>>& vad_segments)
{
    AudioFrame *frame;
 
    frame = frame_queue.front();
    frame_queue.pop();
    int sp_len = frame->GetLen();
    delete frame;
    frame = NULL;
 
    std::vector<float> pcm_data(speech_data, speech_data+sp_len);
    vad_segments = vad_obj->Infer(pcm_data);
}
 
} // namespace funasr