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

   1 /*
   2  * DCA encoder
   3  * Copyright (C) 2008-2012 Alexander E. Patrakov
   4  *               2010 Benjamin Larsson
   5  *               2011 Xiang Wang
   6  *
   7  * This file is part of FFmpeg.
   8  *
   9  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
  10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  11  * License as published by the Free Software Foundation; either
  12  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  13  *
  14  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  17  * Lesser General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  20  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  22  */
  23
  24 #define FFT_FLOAT 0
  25 #define FFT_FIXED_32 1
  26
  27 #include "libavutil/avassert.h"
  28 #include "libavutil/channel_layout.h"
  29 #include "libavutil/common.h"
  30 #include "libavutil/ffmath.h"
  31 #include "libavutil/opt.h"
  32 #include "avcodec.h"
  33 #include "dca.h"
  34 #include "dcaadpcm.h"
  35 #include "dcamath.h"
  36 #include "dca_core.h"
  37 #include "dcadata.h"
  38 #include "dcaenc.h"
  39 #include "fft.h"
  40 #include "internal.h"
  41 #include "mathops.h"
  42 #include "put_bits.h"
  43
  44 #define MAX_CHANNELS 6
  45 #define DCA_MAX_FRAME_SIZE 16384
  46 #define DCA_HEADER_SIZE 13
  47 #define DCA_LFE_SAMPLES 8
  48
  49 #define DCAENC_SUBBANDS 32
  50 #define SUBFRAMES 1
  51 #define SUBSUBFRAMES 2
  52 #define SUBBAND_SAMPLES (SUBFRAMES * SUBSUBFRAMES * 8)
  53 #define AUBANDS 25
  54
  55 #define COS_T(x) (c->cos_table[(x) & 2047])
  56
  57 typedef struct CompressionOptions {
  58     int adpcm_mode;
  59 } CompressionOptions;
  60
  61 typedef struct DCAEncContext {
  62     AVClass *class;
  63     PutBitContext pb;
  64     DCAADPCMEncContext adpcm_ctx;
  65     FFTContext mdct;
  66     CompressionOptions options;
  67     int frame_size;
  68     int frame_bits;
  69     int fullband_channels;
  70     int channels;
  71     int lfe_channel;
  72     int samplerate_index;
  73     int bitrate_index;
  74     int channel_config;
  75     const int32_t *band_interpolation;
  76     const int32_t *band_spectrum;
  77     int lfe_scale_factor;
  78     softfloat lfe_quant;
  79     int32_t lfe_peak_cb;
  80     const int8_t *channel_order_tab;  ///< channel reordering table, lfe and non lfe
  81
  82     int32_t prediction_mode[MAX_CHANNELS][DCAENC_SUBBANDS];
  83     int32_t adpcm_history[MAX_CHANNELS][DCAENC_SUBBANDS][DCA_ADPCM_COEFFS * 2];
  84     int32_t history[MAX_CHANNELS][512]; /* This is a circular buffer */
  85     int32_t *subband[MAX_CHANNELS][DCAENC_SUBBANDS];
  86     int32_t quantized[MAX_CHANNELS][DCAENC_SUBBANDS][SUBBAND_SAMPLES];
  87     int32_t peak_cb[MAX_CHANNELS][DCAENC_SUBBANDS];
  88     int32_t diff_peak_cb[MAX_CHANNELS][DCAENC_SUBBANDS]; ///< expected peak of residual signal
  89     int32_t downsampled_lfe[DCA_LFE_SAMPLES];
  90     int32_t masking_curve_cb[SUBSUBFRAMES][256];
  91     int32_t bit_allocation_sel[MAX_CHANNELS];
  92     int abits[MAX_CHANNELS][DCAENC_SUBBANDS];
  93     int scale_factor[MAX_CHANNELS][DCAENC_SUBBANDS];
  94     softfloat quant[MAX_CHANNELS][DCAENC_SUBBANDS];
  95     int32_t quant_index_sel[MAX_CHANNELS][DCA_CODE_BOOKS];
  96     int32_t eff_masking_curve_cb[256];
  97     int32_t band_masking_cb[32];
  98     int32_t worst_quantization_noise;
  99     int32_t worst_noise_ever;
 100     int consumed_bits;
 101     int consumed_adpcm_bits; ///< Number of bits to transmit ADPCM related info
 102
 103     int32_t cos_table[2048];
 104     int32_t band_interpolation_tab[2][512];
 105     int32_t band_spectrum_tab[2][8];
 106     int32_t auf[9][AUBANDS][256];
 107     int32_t cb_to_add[256];
 108     int32_t cb_to_level[2048];
 109     int32_t lfe_fir_64i[512];
 110 } DCAEncContext;
 111
 112 /* Transfer function of outer and middle ear, Hz -> dB */
 113 static double hom(double f)
 114 {
 115     double f1 = f / 1000;
 116
 117     return -3.64 * pow(f1, -0.8)
 118            + 6.8 * exp(-0.6 * (f1 - 3.4) * (f1 - 3.4))
 119            - 6.0 * exp(-0.15 * (f1 - 8.7) * (f1 - 8.7))
 120            - 0.0006 * (f1 * f1) * (f1 * f1);
 121 }
 122
 123 static double gammafilter(int i, double f)
 124 {
 125     double h = (f - fc[i]) / erb[i];
 126
 127     h = 1 + h * h;
 128     h = 1 / (h * h);
 129     return 20 * log10(h);
 130 }
 131
 132 static int subband_bufer_alloc(DCAEncContext *c)
 133 {
 134     int ch, band;
 135     int32_t *bufer = av_calloc(MAX_CHANNELS * DCAENC_SUBBANDS *
 136                                (SUBBAND_SAMPLES + DCA_ADPCM_COEFFS),
 137                                sizeof(int32_t));
 138     if (!bufer)
 139         return AVERROR(ENOMEM);
 140
 141     /* we need a place for DCA_ADPCM_COEFF samples from previous frame
 142      * to calc prediction coefficients for each subband */
 143     for (ch = 0; ch < MAX_CHANNELS; ch++) {
 144         for (band = 0; band < DCAENC_SUBBANDS; band++) {
 145             c->subband[ch][band] = bufer +
 146                                    ch * DCAENC_SUBBANDS * (SUBBAND_SAMPLES + DCA_ADPCM_COEFFS) +
 147                                    band * (SUBBAND_SAMPLES + DCA_ADPCM_COEFFS) + DCA_ADPCM_COEFFS;
 148         }
 149     }
 150     return 0;
 151 }
 152
 153 static void subband_bufer_free(DCAEncContext *c)
 154 {
 155     if (c->subband[0][0]) {
 156         int32_t *bufer = c->subband[0][0] - DCA_ADPCM_COEFFS;
 157         av_free(bufer);
 158         c->subband[0][0] = NULL;
 159     }
 160 }
 161
 162 static int encode_init(AVCodecContext *avctx)
 163 {
 164     DCAEncContext *c = avctx->priv_data;
 165     uint64_t layout = avctx->channel_layout;
 166     int i, j, k, min_frame_bits;
 167     int ret;
 168
 169     if ((ret = subband_bufer_alloc(c)) < 0)
 170         return ret;
 171
 172     c->fullband_channels = c->channels = avctx->channels;
 173     c->lfe_channel = (avctx->channels == 3 || avctx->channels == 6);
 174     c->band_interpolation = c->band_interpolation_tab[1];
 175     c->band_spectrum = c->band_spectrum_tab[1];
 176     c->worst_quantization_noise = -2047;
 177     c->worst_noise_ever = -2047;
 178     c->consumed_adpcm_bits = 0;
 179
 180     if (ff_dcaadpcm_init(&c->adpcm_ctx))
 181         return AVERROR(ENOMEM);
 182
 183     if (!layout) {
 184         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "No channel layout specified. The "
 185                                       "encoder will guess the layout, but it "
 186                                       "might be incorrect.\n");
 187         layout = av_get_default_channel_layout(avctx->channels);
 188     }
 189     switch (layout) {
 190     case AV_CH_LAYOUT_MONO:         c->channel_config = 0; break;
 191     case AV_CH_LAYOUT_STEREO:       c->channel_config = 2; break;
 192     case AV_CH_LAYOUT_2_2:          c->channel_config = 8; break;
 193     case AV_CH_LAYOUT_5POINT0:      c->channel_config = 9; break;
 194     case AV_CH_LAYOUT_5POINT1:      c->channel_config = 9; break;
 195     default:
 196         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported channel layout!\n");
 197         return AVERROR_PATCHWELCOME;
 198     }
 199
 200     if (c->lfe_channel) {
 201         c->fullband_channels--;
 202         c->channel_order_tab = channel_reorder_lfe[c->channel_config];
 203     } else {
 204         c->channel_order_tab = channel_reorder_nolfe[c->channel_config];
 205     }
 206
 207     for (i = 0; i < MAX_CHANNELS; i++) {
 208         for (j = 0; j < DCA_CODE_BOOKS; j++) {
 209             c->quant_index_sel[i][j] = ff_dca_quant_index_group_size[j];
 210         }
 211         /* 6 - no Huffman */
 212         c->bit_allocation_sel[i] = 6;
 213
 214         for (j = 0; j < DCAENC_SUBBANDS; j++) {
 215             /* -1 - no ADPCM */
 216             c->prediction_mode[i][j] = -1;
 217             memset(c->adpcm_history[i][j], 0, sizeof(int32_t)*DCA_ADPCM_COEFFS);
 218         }
 219     }
 220
 221     for (i = 0; i < 9; i++) {
 222         if (sample_rates[i] == avctx->sample_rate)
 223             break;
 224     }
 225     if (i == 9)
 226         return AVERROR(EINVAL);
 227     c->samplerate_index = i;
 228
 229     if (avctx->bit_rate < 32000 || avctx->bit_rate > 3840000) {
 230         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Bit rate %"PRId64" not supported.", avctx->bit_rate);
 231         return AVERROR(EINVAL);
 232     }
 233     for (i = 0; ff_dca_bit_rates[i] < avctx->bit_rate; i++)
 234         ;
 235     c->bitrate_index = i;
 236     c->frame_bits = FFALIGN((avctx->bit_rate * 512 + avctx->sample_rate - 1) / avctx->sample_rate, 32);
 237     min_frame_bits = 132 + (493 + 28 * 32) * c->fullband_channels + c->lfe_channel * 72;
 238     if (c->frame_bits < min_frame_bits || c->frame_bits > (DCA_MAX_FRAME_SIZE << 3))
 239         return AVERROR(EINVAL);
 240
 241     c->frame_size = (c->frame_bits + 7) / 8;
 242
 243     avctx->frame_size = 32 * SUBBAND_SAMPLES;
 244
 245     if ((ret = ff_mdct_init(&c->mdct, 9, 0, 1.0)) < 0)
 246         return ret;
 247
 248     /* Init all tables */
 249     c->cos_table[0] = 0x7fffffff;
 250     c->cos_table[512] = 0;
 251     c->cos_table[1024] = -c->cos_table[0];
 252     for (i = 1; i < 512; i++) {
 253         c->cos_table[i]   = (int32_t)(0x7fffffff * cos(M_PI * i / 1024));
 254         c->cos_table[1024-i] = -c->cos_table[i];
 255         c->cos_table[1024+i] = -c->cos_table[i];
 256         c->cos_table[2048-i] = +c->cos_table[i];
 257     }
 258
 259     for (i = 0; i < 2048; i++)
 260         c->cb_to_level[i] = (int32_t)(0x7fffffff * ff_exp10(-0.005 * i));
 261
 262     for (k = 0; k < 32; k++) {
 263         for (j = 0; j < 8; j++) {
 264             c->lfe_fir_64i[64 * j + k] = (int32_t)(0xffffff800000ULL * ff_dca_lfe_fir_64[8 * k + j]);
 265             c->lfe_fir_64i[64 * (7-j) + (63 - k)] = (int32_t)(0xffffff800000ULL * ff_dca_lfe_fir_64[8 * k + j]);
 266         }
 267     }
 268
 269     for (i = 0; i < 512; i++) {
 270         c->band_interpolation_tab[0][i] = (int32_t)(0x1000000000ULL * ff_dca_fir_32bands_perfect[i]);
 271         c->band_interpolation_tab[1][i] = (int32_t)(0x1000000000ULL * ff_dca_fir_32bands_nonperfect[i]);
 272     }
 273
 274     for (i = 0; i < 9; i++) {
 275         for (j = 0; j < AUBANDS; j++) {
 276             for (k = 0; k < 256; k++) {
 277                 double freq = sample_rates[i] * (k + 0.5) / 512;
 278
 279                 c->auf[i][j][k] = (int32_t)(10 * (hom(freq) + gammafilter(j, freq)));
 280             }
 281         }
 282     }
 283
 284     for (i = 0; i < 256; i++) {
 285         double add = 1 + ff_exp10(-0.01 * i);
 286         c->cb_to_add[i] = (int32_t)(100 * log10(add));
 287     }
 288     for (j = 0; j < 8; j++) {
 289         double accum = 0;
 290         for (i = 0; i < 512; i++) {
 291             double reconst = ff_dca_fir_32bands_perfect[i] * ((i & 64) ? (-1) : 1);
 292             accum += reconst * cos(2 * M_PI * (i + 0.5 - 256) * (j + 0.5) / 512);
 293         }
 294         c->band_spectrum_tab[0][j] = (int32_t)(200 * log10(accum));
 295     }
 296     for (j = 0; j < 8; j++) {
 297         double accum = 0;
 298         for (i = 0; i < 512; i++) {
 299             double reconst = ff_dca_fir_32bands_nonperfect[i] * ((i & 64) ? (-1) : 1);
 300             accum += reconst * cos(2 * M_PI * (i + 0.5 - 256) * (j + 0.5) / 512);
 301         }
 302         c->band_spectrum_tab[1][j] = (int32_t)(200 * log10(accum));
 303     }
 304
 305     return 0;
 306 }
 307
 308 static av_cold int encode_close(AVCodecContext *avctx)
 309 {
 310     DCAEncContext *c = avctx->priv_data;
 311     ff_mdct_end(&c->mdct);
 312     subband_bufer_free(c);
 313     ff_dcaadpcm_free(&c->adpcm_ctx);
 314
 315     return 0;
 316 }
 317
 318 static void subband_transform(DCAEncContext *c, const int32_t *input)
 319 {
 320     int ch, subs, i, k, j;
 321
 322     for (ch = 0; ch < c->fullband_channels; ch++) {
 323         /* History is copied because it is also needed for PSY */
 324         int32_t hist[512];
 325         int hist_start = 0;
 326         const int chi = c->channel_order_tab[ch];
 327
 328         memcpy(hist, &c->history[ch][0], 512 * sizeof(int32_t));
 329
 330         for (subs = 0; subs < SUBBAND_SAMPLES; subs++) {
 331             int32_t accum[64];
 332             int32_t resp;
 333             int band;
 334
 335             /* Calculate the convolutions at once */
 336             memset(accum, 0, 64 * sizeof(int32_t));
 337
 338             for (k = 0, i = hist_start, j = 0;
 339                     i < 512; k = (k + 1) & 63, i++, j++)
 340                 accum[k] += mul32(hist[i], c->band_interpolation[j]);
 341             for (i = 0; i < hist_start; k = (k + 1) & 63, i++, j++)
 342                 accum[k] += mul32(hist[i], c->band_interpolation[j]);
 343
 344             for (k = 16; k < 32; k++)
 345                 accum[k] = accum[k] - accum[31 - k];
 346             for (k = 32; k < 48; k++)
 347                 accum[k] = accum[k] + accum[95 - k];
 348
 349             for (band = 0; band < 32; band++) {
 350                 resp = 0;
 351                 for (i = 16; i < 48; i++) {
 352                     int s = (2 * band + 1) * (2 * (i + 16) + 1);
 353                     resp += mul32(accum[i], COS_T(s << 3)) >> 3;
 354                 }
 355
 356                 c->subband[ch][band][subs] = ((band + 1) & 2) ? -resp : resp;
 357             }
 358
 359             /* Copy in 32 new samples from input */
 360             for (i = 0; i < 32; i++)
 361                 hist[i + hist_start] = input[(subs * 32 + i) * c->channels + chi];
 362
 363             hist_start = (hist_start + 32) & 511;
 364         }
 365     }
 366 }
 367
 368 static void lfe_downsample(DCAEncContext *c, const int32_t *input)
 369 {
 370     /* FIXME: make 128x LFE downsampling possible */
 371     const int lfech = lfe_index[c->channel_config];
 372     int i, j, lfes;
 373     int32_t hist[512];
 374     int32_t accum;
 375     int hist_start = 0;
 376
 377     memcpy(hist, &c->history[c->channels - 1][0], 512 * sizeof(int32_t));
 378
 379     for (lfes = 0; lfes < DCA_LFE_SAMPLES; lfes++) {
 380         /* Calculate the convolution */
 381         accum = 0;
 382
 383         for (i = hist_start, j = 0; i < 512; i++, j++)
 384             accum += mul32(hist[i], c->lfe_fir_64i[j]);
 385         for (i = 0; i < hist_start; i++, j++)
 386             accum += mul32(hist[i], c->lfe_fir_64i[j]);
 387
 388         c->downsampled_lfe[lfes] = accum;
 389
 390         /* Copy in 64 new samples from input */
 391         for (i = 0; i < 64; i++)
 392             hist[i + hist_start] = input[(lfes * 64 + i) * c->channels + lfech];
 393
 394         hist_start = (hist_start + 64) & 511;
 395     }
 396 }
 397
 398 static int32_t get_cb(DCAEncContext *c, int32_t in)
 399 {
 400     int i, res = 0;
 401     in = FFABS(in);
 402
 403     for (i = 1024; i > 0; i >>= 1) {
 404         if (c->cb_to_level[i + res] >= in)
 405             res += i;
 406     }
 407     return -res;
 408 }
 409
 410 static int32_t add_cb(DCAEncContext *c, int32_t a, int32_t b)
 411 {
 412     if (a < b)
 413         FFSWAP(int32_t, a, b);
 414
 415     if (a - b >= 256)
 416         return a;
 417     return a + c->cb_to_add[a - b];
 418 }
 419
 420 static void calc_power(DCAEncContext *c,
 421                        const int32_t in[2 * 256], int32_t power[256])
 422 {
 423     int i;
 424     LOCAL_ALIGNED_32(int32_t, data,  [512]);
 425     LOCAL_ALIGNED_32(int32_t, coeff, [256]);
 426
 427     for (i = 0; i < 512; i++)
 428         data[i] = norm__(mul32(in[i], 0x3fffffff - (COS_T(4 * i + 2) >> 1)), 4);
 429
 430     c->mdct.mdct_calc(&c->mdct, coeff, data);
 431     for (i = 0; i < 256; i++) {
 432         const int32_t cb = get_cb(c, coeff[i]);
 433         power[i] = add_cb(c, cb, cb);
 434     }
 435 }
 436
 437 static void adjust_jnd(DCAEncContext *c,
 438                        const int32_t in[512], int32_t out_cb[256])
 439 {
 440     int32_t power[256];
 441     int32_t out_cb_unnorm[256];
 442     int32_t denom;
 443     const int32_t ca_cb = -1114;
 444     const int32_t cs_cb = 928;
 445     const int samplerate_index = c->samplerate_index;
 446     int i, j;
 447
 448     calc_power(c, in, power);
 449
 450     for (j = 0; j < 256; j++)
 451         out_cb_unnorm[j] = -2047; /* and can only grow */
 452
 453     for (i = 0; i < AUBANDS; i++) {
 454         denom = ca_cb; /* and can only grow */
 455         for (j = 0; j < 256; j++)
 456             denom = add_cb(c, denom, power[j] + c->auf[samplerate_index][i][j]);
 457         for (j = 0; j < 256; j++)
 458             out_cb_unnorm[j] = add_cb(c, out_cb_unnorm[j],
 459                                       -denom + c->auf[samplerate_index][i][j]);
 460     }
 461
 462     for (j = 0; j < 256; j++)
 463         out_cb[j] = add_cb(c, out_cb[j], -out_cb_unnorm[j] - ca_cb - cs_cb);
 464 }
 465
 466 typedef void (*walk_band_t)(DCAEncContext *c, int band1, int band2, int f,
 467                             int32_t spectrum1, int32_t spectrum2, int channel,
 468                             int32_t * arg);
 469
 470 static void walk_band_low(DCAEncContext *c, int band, int channel,
 471                           walk_band_t walk, int32_t *arg)
 472 {
 473     int f;
 474
 475     if (band == 0) {
 476         for (f = 0; f < 4; f++)
 477             walk(c, 0, 0, f, 0, -2047, channel, arg);
 478     } else {
 479         for (f = 0; f < 8; f++)
 480             walk(c, band, band - 1, 8 * band - 4 + f,
 481                     c->band_spectrum[7 - f], c->band_spectrum[f], channel, arg);
 482     }
 483 }
 484
 485 static void walk_band_high(DCAEncContext *c, int band, int channel,
 486                            walk_band_t walk, int32_t *arg)
 487 {
 488     int f;
 489
 490     if (band == 31) {
 491         for (f = 0; f < 4; f++)
 492             walk(c, 31, 31, 256 - 4 + f, 0, -2047, channel, arg);
 493     } else {
 494         for (f = 0; f < 8; f++)
 495             walk(c, band, band + 1, 8 * band + 4 + f,
 496                     c->band_spectrum[f], c->band_spectrum[7 - f], channel, arg);
 497     }
 498 }
 499
 500 static void update_band_masking(DCAEncContext *c, int band1, int band2,
 501                                 int f, int32_t spectrum1, int32_t spectrum2,
 502                                 int channel, int32_t * arg)
 503 {
 504     int32_t value = c->eff_masking_curve_cb[f] - spectrum1;
 505
 506     if (value < c->band_masking_cb[band1])
 507         c->band_masking_cb[band1] = value;
 508 }
 509
 510 static void calc_masking(DCAEncContext *c, const int32_t *input)
 511 {
 512     int i, k, band, ch, ssf;
 513     int32_t data[512];
 514
 515     for (i = 0; i < 256; i++)
 516         for (ssf = 0; ssf < SUBSUBFRAMES; ssf++)
 517             c->masking_curve_cb[ssf][i] = -2047;
 518
 519     for (ssf = 0; ssf < SUBSUBFRAMES; ssf++)
 520         for (ch = 0; ch < c->fullband_channels; ch++) {
 521             const int chi = c->channel_order_tab[ch];
 522
 523             for (i = 0, k = 128 + 256 * ssf; k < 512; i++, k++)
 524                 data[i] = c->history[ch][k];
 525             for (k -= 512; i < 512; i++, k++)
 526                 data[i] = input[k * c->channels + chi];
 527             adjust_jnd(c, data, c->masking_curve_cb[ssf]);
 528         }
 529     for (i = 0; i < 256; i++) {
 530         int32_t m = 2048;
 531
 532         for (ssf = 0; ssf < SUBSUBFRAMES; ssf++)
 533             if (c->masking_curve_cb[ssf][i] < m)
 534                 m = c->masking_curve_cb[ssf][i];
 535         c->eff_masking_curve_cb[i] = m;
 536     }
 537
 538     for (band = 0; band < 32; band++) {
 539         c->band_masking_cb[band] = 2048;
 540         walk_band_low(c, band, 0, update_band_masking, NULL);
 541         walk_band_high(c, band, 0, update_band_masking, NULL);
 542     }
 543 }
 544
 545 static inline int32_t find_peak(DCAEncContext *c, const int32_t *in, int len)
 546 {
 547     int sample;
 548     int32_t m = 0;
 549     for (sample = 0; sample < len; sample++) {
 550         int32_t s = abs(in[sample]);
 551         if (m < s)
 552             m = s;
 553     }
 554     return get_cb(c, m);
 555 }
 556
 557 static void find_peaks(DCAEncContext *c)
 558 {
 559     int band, ch;
 560
 561     for (ch = 0; ch < c->fullband_channels; ch++) {
 562         for (band = 0; band < 32; band++)
 563             c->peak_cb[ch][band] = find_peak(c, c->subband[ch][band],
 564                                              SUBBAND_SAMPLES);
 565     }
 566
 567     if (c->lfe_channel)
 568         c->lfe_peak_cb = find_peak(c, c->downsampled_lfe, DCA_LFE_SAMPLES);
 569 }
 570
 571 static void adpcm_analysis(DCAEncContext *c)
 572 {
 573     int ch, band;
 574     int pred_vq_id;
 575     int32_t *samples;
 576     int32_t estimated_diff[SUBBAND_SAMPLES];
 577
 578     c->consumed_adpcm_bits = 0;
 579     for (ch = 0; ch < c->fullband_channels; ch++) {
 580         for (band = 0; band < 32; band++) {
 581             samples = c->subband[ch][band] - DCA_ADPCM_COEFFS;
 582             pred_vq_id = ff_dcaadpcm_subband_analysis(&c->adpcm_ctx, samples,
 583                                                       SUBBAND_SAMPLES, estimated_diff);
 584             if (pred_vq_id >= 0) {
 585                 c->prediction_mode[ch][band] = pred_vq_id;
 586                 c->consumed_adpcm_bits += 12; //12 bits to transmit prediction vq index
 587                 c->diff_peak_cb[ch][band] = find_peak(c, estimated_diff, 16);
 588             } else {
 589                 c->prediction_mode[ch][band] = -1;
 590             }
 591         }
 592     }
 593 }
 594
 595 static const int snr_fudge = 128;
 596 #define USED_1ABITS 1
 597 #define USED_26ABITS 4
 598
 599 static inline int32_t get_step_size(DCAEncContext *c, int ch, int band)
 600 {
 601     int32_t step_size;
 602
 603     if (c->bitrate_index == 3)
 604         step_size = ff_dca_lossless_quant[c->abits[ch][band]];
 605     else
 606         step_size = ff_dca_lossy_quant[c->abits[ch][band]];
 607
 608     return step_size;
 609 }
 610
 611 static int calc_one_scale(DCAEncContext *c, int32_t peak_cb, int abits,
 612                           softfloat *quant)
 613 {
 614     int32_t peak;
 615     int our_nscale, try_remove;
 616     softfloat our_quant;
 617
 618     av_assert0(peak_cb <= 0);
 619     av_assert0(peak_cb >= -2047);
 620
 621     our_nscale = 127;
 622     peak = c->cb_to_level[-peak_cb];
 623
 624     for (try_remove = 64; try_remove > 0; try_remove >>= 1) {
 625         if (scalefactor_inv[our_nscale - try_remove].e + stepsize_inv[abits].e <= 17)
 626             continue;
 627         our_quant.m = mul32(scalefactor_inv[our_nscale - try_remove].m, stepsize_inv[abits].m);
 628         our_quant.e = scalefactor_inv[our_nscale - try_remove].e + stepsize_inv[abits].e - 17;
 629         if ((ff_dca_quant_levels[abits] - 1) / 2 < quantize_value(peak, our_quant))
 630             continue;
 631         our_nscale -= try_remove;
 632     }
 633
 634     if (our_nscale >= 125)
 635         our_nscale = 124;
 636
 637     quant->m = mul32(scalefactor_inv[our_nscale].m, stepsize_inv[abits].m);
 638     quant->e = scalefactor_inv[our_nscale].e + stepsize_inv[abits].e - 17;
 639     av_assert0((ff_dca_quant_levels[abits] - 1) / 2 >= quantize_value(peak, *quant));
 640
 641     return our_nscale;
 642 }
 643
 644 static inline void quantize_adpcm_subband(DCAEncContext *c, int ch, int band)
 645 {
 646     int32_t step_size;
 647     int32_t diff_peak_cb = c->diff_peak_cb[ch][band];
 648     c->scale_factor[ch][band] = calc_one_scale(c, diff_peak_cb,
 649                                                c->abits[ch][band],
 650                                                &c->quant[ch][band]);
 651
 652     step_size = get_step_size(c, ch, band);
 653     ff_dcaadpcm_do_real(c->prediction_mode[ch][band],
 654                         c->quant[ch][band],
 655                         ff_dca_scale_factor_quant7[c->scale_factor[ch][band]],
 656                         step_size, c->adpcm_history[ch][band], c->subband[ch][band],
 657                         c->adpcm_history[ch][band] + 4, c->quantized[ch][band],
 658                         SUBBAND_SAMPLES, c->cb_to_level[-diff_peak_cb]);
 659 }
 660
 661 static void quantize_adpcm(DCAEncContext *c)
 662 {
 663     int band, ch;
 664
 665     for (ch = 0; ch < c->fullband_channels; ch++)
 666         for (band = 0; band < 32; band++)
 667             if (c->prediction_mode[ch][band] >= 0)
 668                 quantize_adpcm_subband(c, ch, band);
 669 }
 670
 671 static void quantize_pcm(DCAEncContext *c)
 672 {
 673     int sample, band, ch;
 674
 675     for (ch = 0; ch < c->fullband_channels; ch++) {
 676         for (band = 0; band < 32; band++) {
 677             if (c->prediction_mode[ch][band] == -1) {
 678                 for (sample = 0; sample < SUBBAND_SAMPLES; sample++) {
 679                     int32_t val = quantize_value(c->subband[ch][band][sample],
 680                                                  c->quant[ch][band]);
 681                     c->quantized[ch][band][sample] = val;
 682                 }
 683             }
 684         }
 685     }
 686 }
 687
 688 static void accumulate_huff_bit_consumption(int abits, int32_t *quantized,
 689                                             uint32_t *result)
 690 {
 691     uint8_t sel, id = abits - 1;
 692     for (sel = 0; sel < ff_dca_quant_index_group_size[id]; sel++)
 693         result[sel] += ff_dca_vlc_calc_quant_bits(quantized, SUBBAND_SAMPLES,
 694                                                   sel, id);
 695 }
 696
 697 static uint32_t set_best_code(uint32_t vlc_bits[DCA_CODE_BOOKS][7],
 698                               uint32_t clc_bits[DCA_CODE_BOOKS],
 699                               int32_t res[DCA_CODE_BOOKS])
 700 {
 701     uint8_t i, sel;
 702     uint32_t best_sel_bits[DCA_CODE_BOOKS];
 703     int32_t best_sel_id[DCA_CODE_BOOKS];
 704     uint32_t t, bits = 0;
 705
 706     for (i = 0; i < DCA_CODE_BOOKS; i++) {
 707
 708         av_assert0(!((!!vlc_bits[i][0]) ^ (!!clc_bits[i])));
 709         if (vlc_bits[i][0] == 0) {
 710             /* do not transmit adjustment index for empty codebooks */
 711             res[i] = ff_dca_quant_index_group_size[i];
 712             /* and skip it */
 713             continue;
 714         }
 715
 716         best_sel_bits[i] = vlc_bits[i][0];
 717         best_sel_id[i] = 0;
 718         for (sel = 0; sel < ff_dca_quant_index_group_size[i]; sel++) {
 719             if (best_sel_bits[i] > vlc_bits[i][sel] && vlc_bits[i][sel]) {
 720                 best_sel_bits[i] = vlc_bits[i][sel];
 721                 best_sel_id[i] = sel;
 722             }
 723         }
 724
 725         /* 2 bits to transmit scale factor adjustment index */
 726         t = best_sel_bits[i] + 2;
 727         if (t < clc_bits[i]) {
 728             res[i] = best_sel_id[i];
 729             bits += t;
 730         } else {
 731             res[i] = ff_dca_quant_index_group_size[i];
 732             bits += clc_bits[i];
 733         }
 734     }
 735     return bits;
 736 }
 737
 738 static uint32_t set_best_abits_code(int abits[DCAENC_SUBBANDS], int bands,
 739                                     int32_t *res)
 740 {
 741     uint8_t i;
 742     uint32_t t;
 743     int32_t best_sel = 6;
 744     int32_t best_bits = bands * 5;
 745
 746     /* Check do we have subband which cannot be encoded by Huffman tables */
 747     for (i = 0; i < bands; i++) {
 748         if (abits[i] > 12 || abits[i] == 0) {
 749             *res = best_sel;
 750             return best_bits;
 751         }
 752     }
 753
 754     for (i = 0; i < DCA_BITALLOC_12_COUNT; i++) {
 755         t = ff_dca_vlc_calc_alloc_bits(abits, bands, i);
 756         if (t < best_bits) {
 757             best_bits = t;
 758             best_sel = i;
 759         }
 760     }
 761
 762     *res = best_sel;
 763     return best_bits;
 764 }
 765
 766 static int init_quantization_noise(DCAEncContext *c, int noise, int forbid_zero)
 767 {
 768     int ch, band, ret = USED_26ABITS | USED_1ABITS;
 769     uint32_t huff_bit_count_accum[MAX_CHANNELS][DCA_CODE_BOOKS][7];
 770     uint32_t clc_bit_count_accum[MAX_CHANNELS][DCA_CODE_BOOKS];
 771     uint32_t bits_counter = 0;
 772
 773     c->consumed_bits = 132 + 333 * c->fullband_channels;
 774     c->consumed_bits += c->consumed_adpcm_bits;
 775     if (c->lfe_channel)
 776         c->consumed_bits += 72;
 777
 778     /* attempt to guess the bit distribution based on the prevoius frame */
 779     for (ch = 0; ch < c->fullband_channels; ch++) {
 780         for (band = 0; band < 32; band++) {
 781             int snr_cb = c->peak_cb[ch][band] - c->band_masking_cb[band] - noise;
 782
 783             if (snr_cb >= 1312) {
 784                 c->abits[ch][band] = 26;
 785                 ret &= ~USED_1ABITS;
 786             } else if (snr_cb >= 222) {
 787                 c->abits[ch][band] = 8 + mul32(snr_cb - 222, 69000000);
 788                 ret &= ~(USED_26ABITS | USED_1ABITS);
 789             } else if (snr_cb >= 0) {
 790                 c->abits[ch][band] = 2 + mul32(snr_cb, 106000000);
 791                 ret &= ~(USED_26ABITS | USED_1ABITS);
 792             } else if (forbid_zero || snr_cb >= -140) {
 793                 c->abits[ch][band] = 1;
 794                 ret &= ~USED_26ABITS;
 795             } else {
 796                 c->abits[ch][band] = 0;
 797                 ret &= ~(USED_26ABITS | USED_1ABITS);
 798             }
 799         }
 800         c->consumed_bits += set_best_abits_code(c->abits[ch], 32,
 801                                                 &c->bit_allocation_sel[ch]);
 802     }
 803
 804     /* Recalc scale_factor each time to get bits consumption in case of Huffman coding.
 805        It is suboptimal solution */
 806     /* TODO: May be cache scaled values */
 807     for (ch = 0; ch < c->fullband_channels; ch++) {
 808         for (band = 0; band < 32; band++) {
 809             if (c->prediction_mode[ch][band] == -1) {
 810                 c->scale_factor[ch][band] = calc_one_scale(c, c->peak_cb[ch][band],
 811                                                            c->abits[ch][band],
 812                                                            &c->quant[ch][band]);
 813             }
 814         }
 815     }
 816     quantize_adpcm(c);
 817     quantize_pcm(c);
 818
 819     memset(huff_bit_count_accum, 0, MAX_CHANNELS * DCA_CODE_BOOKS * 7 * sizeof(uint32_t));
 820     memset(clc_bit_count_accum, 0, MAX_CHANNELS * DCA_CODE_BOOKS * sizeof(uint32_t));
 821     for (ch = 0; ch < c->fullband_channels; ch++) {
 822         for (band = 0; band < 32; band++) {
 823             if (c->abits[ch][band] && c->abits[ch][band] <= DCA_CODE_BOOKS) {
 824                 accumulate_huff_bit_consumption(c->abits[ch][band],
 825                                                 c->quantized[ch][band],
 826                                                 huff_bit_count_accum[ch][c->abits[ch][band] - 1]);
 827                 clc_bit_count_accum[ch][c->abits[ch][band] - 1] += bit_consumption[c->abits[ch][band]];
 828             } else {
 829                 bits_counter += bit_consumption[c->abits[ch][band]];
 830             }
 831         }
 832     }
 833
 834     for (ch = 0; ch < c->fullband_channels; ch++) {
 835         bits_counter += set_best_code(huff_bit_count_accum[ch],
 836                                       clc_bit_count_accum[ch],
 837                                       c->quant_index_sel[ch]);
 838     }
 839
 840     c->consumed_bits += bits_counter;
 841
 842     return ret;
 843 }
 844
 845 static void assign_bits(DCAEncContext *c)
 846 {
 847     /* Find the bounds where the binary search should work */
 848     int low, high, down;
 849     int used_abits = 0;
 850     int forbid_zero = 1;
 851 restart:
 852     init_quantization_noise(c, c->worst_quantization_noise, forbid_zero);
 853     low = high = c->worst_quantization_noise;
 854     if (c->consumed_bits > c->frame_bits) {
 855         while (c->consumed_bits > c->frame_bits) {
 856             if (used_abits == USED_1ABITS && forbid_zero) {
 857                 forbid_zero = 0;
 858                 goto restart;
 859             }
 860             low = high;
 861             high += snr_fudge;
 862             used_abits = init_quantization_noise(c, high, forbid_zero);
 863         }
 864     } else {
 865         while (c->consumed_bits <= c->frame_bits) {
 866             high = low;
 867             if (used_abits == USED_26ABITS)
 868                 goto out; /* The requested bitrate is too high, pad with zeros */
 869             low -= snr_fudge;
 870             used_abits = init_quantization_noise(c, low, forbid_zero);
 871         }
 872     }
 873
 874     /* Now do a binary search between low and high to see what fits */
 875     for (down = snr_fudge >> 1; down; down >>= 1) {
 876         init_quantization_noise(c, high - down, forbid_zero);
 877         if (c->consumed_bits <= c->frame_bits)
 878             high -= down;
 879     }
 880     init_quantization_noise(c, high, forbid_zero);
 881 out:
 882     c->worst_quantization_noise = high;
 883     if (high > c->worst_noise_ever)
 884         c->worst_noise_ever = high;
 885 }
 886
 887 static void shift_history(DCAEncContext *c, const int32_t *input)
 888 {
 889     int k, ch;
 890
 891     for (k = 0; k < 512; k++)
 892         for (ch = 0; ch < c->channels; ch++) {
 893             const int chi = c->channel_order_tab[ch];
 894
 895             c->history[ch][k] = input[k * c->channels + chi];
 896         }
 897 }
 898
 899 static void fill_in_adpcm_bufer(DCAEncContext *c)
 900 {
 901      int ch, band;
 902      int32_t step_size;
 903      /* We fill in ADPCM work buffer for subbands which hasn't been ADPCM coded
 904       * in current frame - we need this data if subband of next frame is
 905       * ADPCM
 906       */
 907      for (ch = 0; ch < c->channels; ch++) {
 908         for (band = 0; band < 32; band++) {
 909             int32_t *samples = c->subband[ch][band] - DCA_ADPCM_COEFFS;
 910             if (c->prediction_mode[ch][band] == -1) {
 911                 step_size = get_step_size(c, ch, band);
 912
 913                 ff_dca_core_dequantize(c->adpcm_history[ch][band],
 914                                        c->quantized[ch][band]+12, step_size,
 915                                        ff_dca_scale_factor_quant7[c->scale_factor[ch][band]], 0, 4);
 916             } else {
 917                 AV_COPY128U(c->adpcm_history[ch][band], c->adpcm_history[ch][band]+4);
 918             }
 919             /* Copy dequantized values for LPC analysis.
 920              * It reduces artifacts in case of extreme quantization,
 921              * example: in current frame abits is 1 and has no prediction flag,
 922              * but end of this frame is sine like signal. In this case, if LPC analysis uses
 923              * original values, likely LPC analysis returns good prediction gain, and sets prediction flag.
 924              * But there are no proper value in decoder history, so likely result will be no good.
 925              * Bitstream has "Predictor history flag switch", but this flag disables history for all subbands
 926              */
 927             samples[0] = c->adpcm_history[ch][band][0] << 7;
 928             samples[1] = c->adpcm_history[ch][band][1] << 7;
 929             samples[2] = c->adpcm_history[ch][band][2] << 7;
 930             samples[3] = c->adpcm_history[ch][band][3] << 7;
 931         }
 932      }
 933 }
 934
 935 static void calc_lfe_scales(DCAEncContext *c)
 936 {
 937     if (c->lfe_channel)
 938         c->lfe_scale_factor = calc_one_scale(c, c->lfe_peak_cb, 11, &c->lfe_quant);
 939 }
 940
 941 static void put_frame_header(DCAEncContext *c)
 942 {
 943     /* SYNC */
 944     put_bits(&c->pb, 16, 0x7ffe);
 945     put_bits(&c->pb, 16, 0x8001);
 946
 947     /* Frame type: normal */
 948     put_bits(&c->pb, 1, 1);
 949
 950     /* Deficit sample count: none */
 951     put_bits(&c->pb, 5, 31);
 952
 953     /* CRC is not present */
 954     put_bits(&c->pb, 1, 0);
 955
 956     /* Number of PCM sample blocks */
 957     put_bits(&c->pb, 7, SUBBAND_SAMPLES - 1);
 958
 959     /* Primary frame byte size */
 960     put_bits(&c->pb, 14, c->frame_size - 1);
 961
 962     /* Audio channel arrangement */
 963     put_bits(&c->pb, 6, c->channel_config);
 964
 965     /* Core audio sampling frequency */
 966     put_bits(&c->pb, 4, bitstream_sfreq[c->samplerate_index]);
 967
 968     /* Transmission bit rate */
 969     put_bits(&c->pb, 5, c->bitrate_index);
 970
 971     /* Embedded down mix: disabled */
 972     put_bits(&c->pb, 1, 0);
 973
 974     /* Embedded dynamic range flag: not present */
 975     put_bits(&c->pb, 1, 0);
 976
 977     /* Embedded time stamp flag: not present */
 978     put_bits(&c->pb, 1, 0);
 979
 980     /* Auxiliary data flag: not present */
 981     put_bits(&c->pb, 1, 0);
 982
 983     /* HDCD source: no */
 984     put_bits(&c->pb, 1, 0);
 985
 986     /* Extension audio ID: N/A */
 987     put_bits(&c->pb, 3, 0);
 988
 989     /* Extended audio data: not present */
 990     put_bits(&c->pb, 1, 0);
 991
 992     /* Audio sync word insertion flag: after each sub-frame */
 993     put_bits(&c->pb, 1, 0);
 994
 995     /* Low frequency effects flag: not present or 64x subsampling */
 996     put_bits(&c->pb, 2, c->lfe_channel ? 2 : 0);
 997
 998     /* Predictor history switch flag: on */
 999     put_bits(&c->pb, 1, 1);
1000
1001     /* No CRC */
1002     /* Multirate interpolator switch: non-perfect reconstruction */
1003     put_bits(&c->pb, 1, 0);
1004
1005     /* Encoder software revision: 7 */
1006     put_bits(&c->pb, 4, 7);
1007
1008     /* Copy history: 0 */
1009     put_bits(&c->pb, 2, 0);
1010
1011     /* Source PCM resolution: 16 bits, not DTS ES */
1012     put_bits(&c->pb, 3, 0);
1013
1014     /* Front sum/difference coding: no */
1015     put_bits(&c->pb, 1, 0);
1016
1017     /* Surrounds sum/difference coding: no */
1018     put_bits(&c->pb, 1, 0);
1019
1020     /* Dialog normalization: 0 dB */
1021     put_bits(&c->pb, 4, 0);
1022 }
1023
1024 static void put_primary_audio_header(DCAEncContext *c)
1025 {
1026     int ch, i;
1027     /* Number of subframes */
1028     put_bits(&c->pb, 4, SUBFRAMES - 1);
1029
1030     /* Number of primary audio channels */
1031     put_bits(&c->pb, 3, c->fullband_channels - 1);
1032
1033     /* Subband activity count */
1034     for (ch = 0; ch < c->fullband_channels; ch++)
1035         put_bits(&c->pb, 5, DCAENC_SUBBANDS - 2);
1036
1037     /* High frequency VQ start subband */
1038     for (ch = 0; ch < c->fullband_channels; ch++)
1039         put_bits(&c->pb, 5, DCAENC_SUBBANDS - 1);
1040
1041     /* Joint intensity coding index: 0, 0 */
1042     for (ch = 0; ch < c->fullband_channels; ch++)
1043         put_bits(&c->pb, 3, 0);
1044
1045     /* Transient mode codebook: A4, A4 (arbitrary) */
1046     for (ch = 0; ch < c->fullband_channels; ch++)
1047         put_bits(&c->pb, 2, 0);
1048
1049     /* Scale factor code book: 7 bit linear, 7-bit sqrt table (for each channel) */
1050     for (ch = 0; ch < c->fullband_channels; ch++)
1051         put_bits(&c->pb, 3, 6);
1052
1053     /* Bit allocation quantizer select: linear 5-bit */
1054     for (ch = 0; ch < c->fullband_channels; ch++)
1055         put_bits(&c->pb, 3, c->bit_allocation_sel[ch]);
1056
1057     /* Quantization index codebook select */
1058     for (i = 0; i < DCA_CODE_BOOKS; i++)
1059         for (ch = 0; ch < c->fullband_channels; ch++)
1060             put_bits(&c->pb, ff_dca_quant_index_sel_nbits[i], c->quant_index_sel[ch][i]);
1061
1062     /* Scale factor adjustment index: transmitted in case of Huffman coding */
1063     for (i = 0; i < DCA_CODE_BOOKS; i++)
1064         for (ch = 0; ch < c->fullband_channels; ch++)
1065             if (c->quant_index_sel[ch][i] < ff_dca_quant_index_group_size[i])
1066                 put_bits(&c->pb, 2, 0);
1067
1068     /* Audio header CRC check word: not transmitted */
1069 }
1070
1071 static void put_subframe_samples(DCAEncContext *c, int ss, int band, int ch)
1072 {
1073     int i, j, sum, bits, sel;
1074     if (c->abits[ch][band] <= DCA_CODE_BOOKS) {
1075         av_assert0(c->abits[ch][band] > 0);
1076         sel = c->quant_index_sel[ch][c->abits[ch][band] - 1];
1077         // Huffman codes
1078         if (sel < ff_dca_quant_index_group_size[c->abits[ch][band] - 1]) {
1079             ff_dca_vlc_enc_quant(&c->pb, &c->quantized[ch][band][ss * 8], 8,
1080                                  sel, c->abits[ch][band] - 1);
1081             return;
1082         }
1083
1084         // Block codes
1085         if (c->abits[ch][band] <= 7) {
1086             for (i = 0; i < 8; i += 4) {
1087                 sum = 0;
1088                 for (j = 3; j >= 0; j--) {
1089                     sum *= ff_dca_quant_levels[c->abits[ch][band]];
1090                     sum += c->quantized[ch][band][ss * 8 + i + j];
1091                     sum += (ff_dca_quant_levels[c->abits[ch][band]] - 1) / 2;
1092                 }
1093                 put_bits(&c->pb, bit_consumption[c->abits[ch][band]] / 4, sum);
1094             }
1095             return;
1096         }
1097     }
1098
1099     for (i = 0; i < 8; i++) {
1100         bits = bit_consumption[c->abits[ch][band]] / 16;
1101         put_sbits(&c->pb, bits, c->quantized[ch][band][ss * 8 + i]);
1102     }
1103 }
1104
1105 static void put_subframe(DCAEncContext *c, int subframe)
1106 {
1107     int i, band, ss, ch;
1108
1109     /* Subsubframes count */
1110     put_bits(&c->pb, 2, SUBSUBFRAMES -1);
1111
1112     /* Partial subsubframe sample count: dummy */
1113     put_bits(&c->pb, 3, 0);
1114
1115     /* Prediction mode: no ADPCM, in each channel and subband */
1116     for (ch = 0; ch < c->fullband_channels; ch++)
1117         for (band = 0; band < DCAENC_SUBBANDS; band++)
1118             put_bits(&c->pb, 1, !(c->prediction_mode[ch][band] == -1));
1119
1120     /* Prediction VQ address */
1121     for (ch = 0; ch < c->fullband_channels; ch++)
1122         for (band = 0; band < DCAENC_SUBBANDS; band++)
1123             if (c->prediction_mode[ch][band] >= 0)
1124                 put_bits(&c->pb, 12, c->prediction_mode[ch][band]);
1125
1126     /* Bit allocation index */
1127     for (ch = 0; ch < c->fullband_channels; ch++) {
1128         if (c->bit_allocation_sel[ch] == 6) {
1129             for (band = 0; band < DCAENC_SUBBANDS; band++) {
1130                 put_bits(&c->pb, 5, c->abits[ch][band]);
1131             }
1132         } else {
1133             ff_dca_vlc_enc_alloc(&c->pb, c->abits[ch], DCAENC_SUBBANDS,
1134                                  c->bit_allocation_sel[ch]);
1135         }
1136     }
1137
1138     if (SUBSUBFRAMES > 1) {
1139         /* Transition mode: none for each channel and subband */
1140         for (ch = 0; ch < c->fullband_channels; ch++)
1141             for (band = 0; band < DCAENC_SUBBANDS; band++)
1142                 if (c->abits[ch][band])
1143                     put_bits(&c->pb, 1, 0); /* codebook A4 */
1144     }
1145
1146     /* Scale factors */
1147     for (ch = 0; ch < c->fullband_channels; ch++)
1148         for (band = 0; band < DCAENC_SUBBANDS; band++)
1149             if (c->abits[ch][band])
1150                 put_bits(&c->pb, 7, c->scale_factor[ch][band]);
1151
1152     /* Joint subband scale factor codebook select: not transmitted */
1153     /* Scale factors for joint subband coding: not transmitted */
1154     /* Stereo down-mix coefficients: not transmitted */
1155     /* Dynamic range coefficient: not transmitted */
1156     /* Stde information CRC check word: not transmitted */
1157     /* VQ encoded high frequency subbands: not transmitted */
1158
1159     /* LFE data: 8 samples and scalefactor */
1160     if (c->lfe_channel) {
1161         for (i = 0; i < DCA_LFE_SAMPLES; i++)
1162             put_bits(&c->pb, 8, quantize_value(c->downsampled_lfe[i], c->lfe_quant) & 0xff);
1163         put_bits(&c->pb, 8, c->lfe_scale_factor);
1164     }
1165
1166     /* Audio data (subsubframes) */
1167     for (ss = 0; ss < SUBSUBFRAMES ; ss++)
1168         for (ch = 0; ch < c->fullband_channels; ch++)
1169             for (band = 0; band < DCAENC_SUBBANDS; band++)
1170                 if (c->abits[ch][band])
1171                     put_subframe_samples(c, ss, band, ch);
1172
1173     /* DSYNC */
1174     put_bits(&c->pb, 16, 0xffff);
1175 }
1176
1177 static int encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
1178                         const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
1179 {
1180     DCAEncContext *c = avctx->priv_data;
1181     const int32_t *samples;
1182     int ret, i;
1183
1184     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, avpkt, c->frame_size, 0)) < 0)
1185         return ret;
1186
1187     samples = (const int32_t *)frame->data[0];
1188
1189     subband_transform(c, samples);
1190     if (c->lfe_channel)
1191         lfe_downsample(c, samples);
1192
1193     calc_masking(c, samples);
1194     if (c->options.adpcm_mode)
1195         adpcm_analysis(c);
1196     find_peaks(c);
1197     assign_bits(c);
1198     calc_lfe_scales(c);
1199     shift_history(c, samples);
1200
1201     init_put_bits(&c->pb, avpkt->data, avpkt->size);
1202     fill_in_adpcm_bufer(c);
1203     put_frame_header(c);
1204     put_primary_audio_header(c);
1205     for (i = 0; i < SUBFRAMES; i++)
1206         put_subframe(c, i);
1207
1208
1209     for (i = put_bits_count(&c->pb); i < 8*c->frame_size; i++)
1210         put_bits(&c->pb, 1, 0);
1211
1212     flush_put_bits(&c->pb);
1213
1214     avpkt->pts      = frame->pts;
1215     avpkt->duration = ff_samples_to_time_base(avctx, frame->nb_samples);
1216     avpkt->size     = put_bits_count(&c->pb) >> 3;
1217     *got_packet_ptr = 1;
1218     return 0;
1219 }
1220
1221 #define DCAENC_FLAGS AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM
1222
1223 static const AVOption options[] = {
1224     { "dca_adpcm", "Use ADPCM encoding", offsetof(DCAEncContext, options.adpcm_mode), AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64 = 0}, 0, 1, DCAENC_FLAGS },
1225     { NULL },
1226 };
1227
1228 static const AVClass dcaenc_class = {
1229     .class_name = "DCA (DTS Coherent Acoustics)",
1230     .item_name = av_default_item_name,
1231     .option = options,
1232     .version = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1233 };
1234
1235 static const AVCodecDefault defaults[] = {
1236     { "b",          "1411200" },
1237     { NULL },
1238 };
1239
1240 AVCodec ff_dca_encoder = {
1241     .name                  = "dca",
1242     .long_name             = NULL_IF_CONFIG_SMALL("DCA (DTS Coherent Acoustics)"),
1243     .type                  = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1244     .id                    = AV_CODEC_ID_DTS,
1245     .priv_data_size        = sizeof(DCAEncContext),
1246     .init                  = encode_init,
1247     .close                 = encode_close,
1248     .encode2               = encode_frame,
1249     .capabilities          = AV_CODEC_CAP_EXPERIMENTAL,
1250     .caps_internal         = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE | FF_CODEC_CAP_INIT_CLEANUP,
1251     .sample_fmts           = (const enum AVSampleFormat[]){ AV_SAMPLE_FMT_S32,
1252                                                             AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1253     .supported_samplerates = sample_rates,
1254     .channel_layouts       = (const uint64_t[]) { AV_CH_LAYOUT_MONO,
1255                                                   AV_CH_LAYOUT_STEREO,
1256                                                   AV_CH_LAYOUT_2_2,
1257                                                   AV_CH_LAYOUT_5POINT0,
1258                                                   AV_CH_LAYOUT_5POINT1,
1259                                                   0 },
1260     .defaults              = defaults,
1261     .priv_class            = &dcaenc_class,
1262 };