add one-knob compressor with feedback topology
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@@ -0,0 +1,118 @@
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#pragma once
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#include "audio_math.h"
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#include <cmath>
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namespace trnr {
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struct rms_detector {
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float alpha;
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float rms_squared;
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};
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inline void rms_init(rms_detector& det, float samplerate, float window_ms)
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{
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float window_seconds = 0.001f * window_ms;
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det.alpha = 1.0f - expf(-1.0f / (samplerate * window_seconds));
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det.rms_squared = 0.0f;
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}
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template <typename sample>
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inline sample rms_process(rms_detector& det, sample input)
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{
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det.rms_squared = (1.0f - det.alpha) * det.rms_squared + det.alpha * (input * input);
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return sqrtf(det.rms_squared);
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}
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struct hp_filter {
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float a0, a1, b1;
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float z1; // filter state
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};
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inline void hp_filter_init(hp_filter& f, float samplerate)
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{
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float cutoff = 100.0f;
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float w0 = 2.0f * 3.14159265359f * cutoff / samplerate;
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float alpha = (1.0f - std::tan(w0 / 2.0f)) / (1.0f + std::tan(w0 / 2.0f));
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f.a0 = 0.5f * (1.0f + alpha);
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f.a1 = -0.5f * (1.0f + alpha);
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f.b1 = alpha;
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f.z1 = 0.0f;
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}
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inline float hp_filter_process(hp_filter& f, float x)
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{
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float y = f.a0 * x + f.a1 * f.z1 - f.b1 * f.z1;
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f.z1 = x;
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return y;
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}
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struct oneknob_comp {
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// params
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float amount;
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// state
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rms_detector detector;
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hp_filter filter;
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float attack_coef;
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float release_coef;
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float envelope_level;
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float sidechain_in;
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};
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inline void oneknob_init(oneknob_comp& comp, float samplerate, float window_ms)
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rms_init(comp.detector, samplerate, window_ms);
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hp_filter_init(comp.filter, samplerate);
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comp.amount = 0.0f;
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const float attack_ms = 10.f;
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const float release_ms = 100.f;
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comp.attack_coef = expf(-1.0f / (samplerate * (attack_ms * 0.001f)));
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comp.release_coef = expf(-1.0f / (samplerate * (release_ms * 0.001f)));
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comp.envelope_level = 0.f;
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comp.sidechain_in = 0.f;
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}
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template <typename sample>
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inline void oneknob_process_block(oneknob_comp& comp, sample** audio, int frames)
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const float threshold = -18.f;
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const float min_ratio = 1.0f;
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const float max_ratio = 10.0f;
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float ratio = min_ratio + comp.amount * (max_ratio - min_ratio);
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for (int i = 0; i < frames; ++i) {
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float rms_value = rms_process(comp.detector, comp.sidechain_in);
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float absolute_rms_db = lin_2_db(fabs(rms_value));
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// cut envelope below threshold
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float overshoot = absolute_rms_db - threshold;
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if (overshoot < 0.f) overshoot = 0.f;
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if (overshoot > comp.envelope_level) {
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comp.envelope_level = overshoot + comp.attack_coef * (comp.envelope_level - overshoot);
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} else {
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comp.envelope_level = overshoot + comp.release_coef * (comp.envelope_level - overshoot);
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}
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if (comp.envelope_level < 0.f) comp.envelope_level = 0.f;
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float slope = 1.f / ratio;
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float gain_reduction_db = comp.envelope_level * (slope - 1.f);
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float gain_reduction_lin = db_2_lin(gain_reduction_db);
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sample input_l = audio[0][i];
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sample input_r = audio[1][i];
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audio[0][i] *= gain_reduction_lin;
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audio[1][i] *= gain_reduction_lin;
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// feedback compression
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float sum = sqrtf(0.5f * (audio[0][i] * audio[0][i] + audio[1][i] * audio[1][i]));
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comp.sidechain_in = hp_filter_process(comp.filter, sum);
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}
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}
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} // namespace trnr
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