ANCcontroller.h

#pragma once

//#include <Arduino.h>
#include <deque>
#include <numeric>
#include <math.h>
//#include <stdlib.h>
#include <Arduino.h>

#include "array.h"
#include "ext_arm_lms_norm_f32.h"

#define INT_WAVE 0
#define UNSINGED_INT_WAVE 1
#define FLOAT_WAVE 2
class WaveGenerator
{
  private:


    const float FREQ = 120;
    const float GAIN = 0.8;

    float SAMPLE_RATE;
    int AS_nBIT_MAX_NUM; //量子化ビット数から算出した最大値(dex)
    //charp信号用_Juceから移植したのでリファクタリング推奨
    const float fMin = 50;
    const float fMax = 700;
    const float tLength = 0.15;

    std::deque<int16_t> wave_sin;
    std::deque<int16_t> waveIntChirp;
    std::deque<int16_t> waveUnsingedIntChirp;

    void CreateSinWave();
    void CreateChirpWave();

  public:

    uint32_t sound_cnt = 0;

    WaveGenerator(int sp_rate,int quantifying_bit_number);


    int16_t playWaveSin(char mode);
    int16_t playWaveCharp(char mode);

};

//model
class ANC_DataBase {
  public:
    ANC_DataBase();

    const float samplerate = 48000;
    static const int16_t WaveBufLen = 2000;

    //WaveBufLen >= CoefLenであること
    static const int16_t CoefWLen = 500;//(882 + 2400) ;
    static const int16_t CoefCLen = 300 ;//900
    static const int16_t CoefHLen = 3800;

    float32_t coefW[CoefWLen]={0};//主経路
    float32_t coefC[CoefCLen]={0};//二次経路
    float32_t coefH[CoefHLen]={0};//ハウリング経路
    
    float32_t lmsStateW[CoefWLen]={0};
    float32_t lmsStateC[CoefCLen]={0};
    float32_t lmsStateH[CoefHLen]={0};

    //ちなみにmuのこと
    float32_t StepSizeW = 0.0004;
    float32_t StepSizeC = 0.95;
    float32_t StepSizeH = 0.95;

    arm_lms_norm_instance_f32 lmsInstance;

    const int SftBits = 0;

    //LMS用バッファー
    std::deque<float> squaredXBuf;
    std::deque<float> inputXBuf;
    std::deque<float> filteredXBuf;
    std::deque<float> outputYBuf;

    float32_t y = 0;
    float32_t yc = 0;
    
    float32_t err = 0;

    template <class T>
    void shiftBuffer(T inValue, std::deque<T>& ioBuffer);

    template<class T, class U, size_t FilterSize >
    float calcFIR(const std::deque<T>& inDataBuf, inoArray<U, FilterSize>& filter_ary);

    template <class T>
    void InitFilter(T &Filter);

    void initCorfWFillter();
    
    //クラス内部で適応フィルタを計算する
    //使い勝手を意識して引数多めにしているが、減らしてもいい
    //アルゴリズムを変更する場合はオーバーロードが妥当
    template<class T, size_t FilterSize >
    void calcAptiveFilter(float inErrValue, inoArray<T, FilterSize> &ioW, float inStepSize, const std::deque<T>& inXBuf, const std::deque<T>& xAvaHelp );

    template<class T, size_t FilterSize >
    void IdentTransferFunction(float errGain, float TrainingWave, inoArray<T, FilterSize>& TF, float inStepSize);

    //ANC用の波形を算出する(2マイク) CoefH CoefC 必須 TODO:未実装
    void calcANCwave_FF(float errGain , float refGain);
    
    //ANC用の波形を算出する(2マイク) CoefH CoefC いらないTODO:未実装
    void calcANCwave_Nopass(float32_t errGain , float32_t refGain);

    //ANC用の波形を算出する(1マイク) CoefC 必須
    void calcANCwave_IMC(float errGain);

    //ANC用の波形を算出する(H∞フィルタ)CoefH CoefC 必須 TODO:未実装
    void calcANCwave_HI(float errGain);


};

#define AS_IMC 1 //1マイク運用
#define AS_FF 2  //2マイク運用
#define AS_NP_FF 3  //2マイク運用前処理ナシ
#define AS_HI 4  //H∞フィルタ


class ANC_Controller {



  public:
	  //ANC構成情報
	  ANC_DataBase DB;

    //システム状態管理用の変数
    static const char IDENTIFICAT_COEFC = 0;
    static const char ACTIVATION_ANC = 1;
    //static const int16_t IDENTIFICAT_coefH

    ANC_Controller();

    //TrainingWaveと比較しながら経路の伝達関数を算出する。2ndとEchoで共通のプロパティを使っており、同時に実行することは想定していない。
    //同時に動かすと地獄みたいに重くなるので1つずつ測定し、終了時にDB.IdentTransferFunction()すること
    void calc2ndPassTF(float errGain, float TrainingWave) ;
    void calcEchoPassTF(float errGain, float TrainingWave) ;

    /* ANCの出力波形を計算して波形を出力
      AS_IMC 1 //1マイク運用
      AS_FF 2  //2マイク運用
      AS_HI 3  //H∞フィルタ */
    float calcANCwave(const char methodNum , float errGain , float refGain);


    void printCoefH();
    void printCoefC();
    
  private:

};