git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/binkaudio.c

   1 /*
   2  * Bink Audio decoder
   3  * Copyright (c) 2007-2011 Peter Ross (pross@xvid.org)
   4  * Copyright (c) 2009 Daniel Verkamp (daniel@drv.nu)
   5  *
   6  * This file is part of FFmpeg.
   7  *
   8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 /**
  24  * @file
  25  * Bink Audio decoder
  26  *
  27  * Technical details here:
  28  *  http://wiki.multimedia.cx/index.php?title=Bink_Audio
  29  */
  30
  31 #include "libavutil/channel_layout.h"
  32 #include "libavutil/intfloat.h"
  33
  34 #define BITSTREAM_READER_LE
  35 #include "avcodec.h"
  36 #include "dct.h"
  37 #include "decode.h"
  38 #include "get_bits.h"
  39 #include "internal.h"
  40 #include "rdft.h"
  41 #include "wma_freqs.h"
  42
  43 #define MAX_CHANNELS 2
  44 #define BINK_BLOCK_MAX_SIZE (MAX_CHANNELS << 11)
  45
  46 typedef struct BinkAudioContext {
  47     GetBitContext gb;
  48     int version_b;          ///< Bink version 'b'
  49     int first;
  50     int channels;
  51     int frame_len;          ///< transform size (samples)
  52     int overlap_len;        ///< overlap size (samples)
  53     int block_size;
  54     int num_bands;
  55     float root;
  56     unsigned int bands[26];
  57     float previous[MAX_CHANNELS][BINK_BLOCK_MAX_SIZE / 16];  ///< coeffs from previous audio block
  58     float quant_table[96];
  59     AVPacket *pkt;
  60     union {
  61         RDFTContext rdft;
  62         DCTContext dct;
  63     } trans;
  64 } BinkAudioContext;
  65
  66
  67 static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx)
  68 {
  69     BinkAudioContext *s = avctx->priv_data;
  70     int sample_rate = avctx->sample_rate;
  71     int sample_rate_half;
  72     int i;
  73     int frame_len_bits;
  74
  75     /* determine frame length */
  76     if (avctx->sample_rate < 22050) {
  77         frame_len_bits = 9;
  78     } else if (avctx->sample_rate < 44100) {
  79         frame_len_bits = 10;
  80     } else {
  81         frame_len_bits = 11;
  82     }
  83
  84     if (avctx->channels < 1 || avctx->channels > MAX_CHANNELS) {
  85         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid number of channels: %d\n", avctx->channels);
  86         return AVERROR_INVALIDDATA;
  87     }
  88     avctx->channel_layout = avctx->channels == 1 ? AV_CH_LAYOUT_MONO :
  89                                                    AV_CH_LAYOUT_STEREO;
  90
  91     s->version_b = avctx->extradata_size >= 4 && avctx->extradata[3] == 'b';
  92
  93     if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT) {
  94         // audio is already interleaved for the RDFT format variant
  95         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_FLT;
  96         if (sample_rate > INT_MAX / avctx->channels)
  97             return AVERROR_INVALIDDATA;
  98         sample_rate  *= avctx->channels;
  99         s->channels = 1;
 100         if (!s->version_b)
 101             frame_len_bits += av_log2(avctx->channels);
 102     } else {
 103         s->channels = avctx->channels;
 104         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_FLTP;
 105     }
 106
 107     s->frame_len     = 1 << frame_len_bits;
 108     s->overlap_len   = s->frame_len / 16;
 109     s->block_size    = (s->frame_len - s->overlap_len) * s->channels;
 110     sample_rate_half = (sample_rate + 1LL) / 2;
 111     if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT)
 112         s->root = 2.0 / (sqrt(s->frame_len) * 32768.0);
 113     else
 114         s->root = s->frame_len / (sqrt(s->frame_len) * 32768.0);
 115     for (i = 0; i < 96; i++) {
 116         /* constant is result of 0.066399999/log10(M_E) */
 117         s->quant_table[i] = expf(i * 0.15289164787221953823f) * s->root;
 118     }
 119
 120     /* calculate number of bands */
 121     for (s->num_bands = 1; s->num_bands < 25; s->num_bands++)
 122         if (sample_rate_half <= ff_wma_critical_freqs[s->num_bands - 1])
 123             break;
 124
 125     /* populate bands data */
 126     s->bands[0] = 2;
 127     for (i = 1; i < s->num_bands; i++)
 128         s->bands[i] = (ff_wma_critical_freqs[i - 1] * s->frame_len / sample_rate_half) & ~1;
 129     s->bands[s->num_bands] = s->frame_len;
 130
 131     s->first = 1;
 132
 133     if (CONFIG_BINKAUDIO_RDFT_DECODER && avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT)
 134         ff_rdft_init(&s->trans.rdft, frame_len_bits, DFT_C2R);
 135     else if (CONFIG_BINKAUDIO_DCT_DECODER)
 136         ff_dct_init(&s->trans.dct, frame_len_bits, DCT_III);
 137     else
 138         av_assert0(0);
 139
 140     s->pkt = av_packet_alloc();
 141     if (!s->pkt)
 142         return AVERROR(ENOMEM);
 143
 144     return 0;
 145 }
 146
 147 static float get_float(GetBitContext *gb)
 148 {
 149     int power = get_bits(gb, 5);
 150     float f = ldexpf(get_bits(gb, 23), power - 23);
 151     if (get_bits1(gb))
 152         f = -f;
 153     return f;
 154 }
 155
 156 static const uint8_t rle_length_tab[16] = {
 157     2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 32, 64
 158 };
 159
 160 /**
 161  * Decode Bink Audio block
 162  * @param[out] out Output buffer (must contain s->block_size elements)
 163  * @return 0 on success, negative error code on failure
 164  */
 165 static int decode_block(BinkAudioContext *s, float **out, int use_dct)
 166 {
 167     int ch, i, j, k;
 168     float q, quant[25];
 169     int width, coeff;
 170     GetBitContext *gb = &s->gb;
 171
 172     if (use_dct)
 173         skip_bits(gb, 2);
 174
 175     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 176         FFTSample *coeffs = out[ch];
 177
 178         if (s->version_b) {
 179             if (get_bits_left(gb) < 64)
 180                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 181             coeffs[0] = av_int2float(get_bits_long(gb, 32)) * s->root;
 182             coeffs[1] = av_int2float(get_bits_long(gb, 32)) * s->root;
 183         } else {
 184             if (get_bits_left(gb) < 58)
 185                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 186             coeffs[0] = get_float(gb) * s->root;
 187             coeffs[1] = get_float(gb) * s->root;
 188         }
 189
 190         if (get_bits_left(gb) < s->num_bands * 8)
 191             return AVERROR_INVALIDDATA;
 192         for (i = 0; i < s->num_bands; i++) {
 193             int value = get_bits(gb, 8);
 194             quant[i]  = s->quant_table[FFMIN(value, 95)];
 195         }
 196
 197         k = 0;
 198         q = quant[0];
 199
 200         // parse coefficients
 201         i = 2;
 202         while (i < s->frame_len) {
 203             if (s->version_b) {
 204                 j = i + 16;
 205             } else {
 206                 int v = get_bits1(gb);
 207                 if (v) {
 208                     v = get_bits(gb, 4);
 209                     j = i + rle_length_tab[v] * 8;
 210                 } else {
 211                     j = i + 8;
 212                 }
 213             }
 214
 215             j = FFMIN(j, s->frame_len);
 216
 217             width = get_bits(gb, 4);
 218             if (width == 0) {
 219                 memset(coeffs + i, 0, (j - i) * sizeof(*coeffs));
 220                 i = j;
 221                 while (s->bands[k] < i)
 222                     q = quant[k++];
 223             } else {
 224                 while (i < j) {
 225                     if (s->bands[k] == i)
 226                         q = quant[k++];
 227                     coeff = get_bits(gb, width);
 228                     if (coeff) {
 229                         int v;
 230                         v = get_bits1(gb);
 231                         if (v)
 232                             coeffs[i] = -q * coeff;
 233                         else
 234                             coeffs[i] =  q * coeff;
 235                     } else {
 236                         coeffs[i] = 0.0f;
 237                     }
 238                     i++;
 239                 }
 240             }
 241         }
 242
 243         if (CONFIG_BINKAUDIO_DCT_DECODER && use_dct) {
 244             coeffs[0] /= 0.5;
 245             s->trans.dct.dct_calc(&s->trans.dct,  coeffs);
 246         }
 247         else if (CONFIG_BINKAUDIO_RDFT_DECODER)
 248             s->trans.rdft.rdft_calc(&s->trans.rdft, coeffs);
 249     }
 250
 251     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 252         int j;
 253         int count = s->overlap_len * s->channels;
 254         if (!s->first) {
 255             j = ch;
 256             for (i = 0; i < s->overlap_len; i++, j += s->channels)
 257                 out[ch][i] = (s->previous[ch][i] * (count - j) +
 258                                       out[ch][i] *          j) / count;
 259         }
 260         memcpy(s->previous[ch], &out[ch][s->frame_len - s->overlap_len],
 261                s->overlap_len * sizeof(*s->previous[ch]));
 262     }
 263
 264     s->first = 0;
 265
 266     return 0;
 267 }
 268
 269 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
 270 {
 271     BinkAudioContext * s = avctx->priv_data;
 272     if (CONFIG_BINKAUDIO_RDFT_DECODER && avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT)
 273         ff_rdft_end(&s->trans.rdft);
 274     else if (CONFIG_BINKAUDIO_DCT_DECODER)
 275         ff_dct_end(&s->trans.dct);
 276
 277     av_packet_free(&s->pkt);
 278
 279     return 0;
 280 }
 281
 282 static void get_bits_align32(GetBitContext *s)
 283 {
 284     int n = (-get_bits_count(s)) & 31;
 285     if (n) skip_bits(s, n);
 286 }
 287
 288 static int binkaudio_receive_frame(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame)
 289 {
 290     BinkAudioContext *s = avctx->priv_data;
 291     GetBitContext *gb = &s->gb;
 292     int ret;
 293
 294     if (!s->pkt->data) {
 295         ret = ff_decode_get_packet(avctx, s->pkt);
 296         if (ret < 0)
 297             return ret;
 298
 299         if (s->pkt->size < 4) {
 300             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
 301             ret = AVERROR_INVALIDDATA;
 302             goto fail;
 303         }
 304
 305         ret = init_get_bits8(gb, s->pkt->data, s->pkt->size);
 306         if (ret < 0)
 307             goto fail;
 308
 309         /* skip reported size */
 310         skip_bits_long(gb, 32);
 311     }
 312
 313     /* get output buffer */
 314     frame->nb_samples = s->frame_len;
 315     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0)
 316         return ret;
 317
 318     if (decode_block(s, (float **)frame->extended_data,
 319                      avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_BINKAUDIO_DCT)) {
 320         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incomplete packet\n");
 321         return AVERROR_INVALIDDATA;
 322     }
 323     get_bits_align32(gb);
 324     if (!get_bits_left(gb)) {
 325         memset(gb, 0, sizeof(*gb));
 326         av_packet_unref(s->pkt);
 327     }
 328
 329     frame->nb_samples = s->block_size / avctx->channels;
 330
 331     return 0;
 332 fail:
 333     av_packet_unref(s->pkt);
 334     return ret;
 335 }
 336
 337 AVCodec ff_binkaudio_rdft_decoder = {
 338     .name           = "binkaudio_rdft",
 339     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Bink Audio (RDFT)"),
 340     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 341     .id             = AV_CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT,
 342     .priv_data_size = sizeof(BinkAudioContext),
 343     .init           = decode_init,
 344     .close          = decode_end,
 345     .receive_frame  = binkaudio_receive_frame,
 346     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DELAY | AV_CODEC_CAP_DR1,
 347 };
 348
 349 AVCodec ff_binkaudio_dct_decoder = {
 350     .name           = "binkaudio_dct",
 351     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Bink Audio (DCT)"),
 352     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 353     .id             = AV_CODEC_ID_BINKAUDIO_DCT,
 354     .priv_data_size = sizeof(BinkAudioContext),
 355     .init           = decode_init,
 356     .close          = decode_end,
 357     .receive_frame  = binkaudio_receive_frame,
 358     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DELAY | AV_CODEC_CAP_DR1,
 359 };