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

   1 /*
   2  * MOFLEX Fast Audio decoder
   3  * Copyright (c) 2020 Paul B Mahol
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  23
  24 #include "avcodec.h"
  25 #include "bytestream.h"
  26 #include "internal.h"
  27 #include "mathops.h"
  28
  29 typedef struct ChannelItems {
  30     float f[8];
  31     float last;
  32 } ChannelItems;
  33
  34 typedef struct FastAudioContext {
  35     float table[8][64];
  36
  37     ChannelItems *ch;
  38 } FastAudioContext;
  39
  40 static av_cold int fastaudio_init(AVCodecContext *avctx)
  41 {
  42     FastAudioContext *s = avctx->priv_data;
  43
  44     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_FLTP;
  45
  46     for (int i = 0; i < 8; i++)
  47         s->table[0][i] = (i - 159.5f) / 160.f;
  48     for (int i = 0; i < 11; i++)
  49         s->table[0][i + 8] = (i - 37.5f) / 40.f;
  50     for (int i = 0; i < 27; i++)
  51         s->table[0][i + 8 + 11] = (i - 13.f) / 20.f;
  52     for (int i = 0; i < 11; i++)
  53         s->table[0][i + 8 + 11 + 27] = (i + 27.5f) / 40.f;
  54     for (int i = 0; i < 7; i++)
  55         s->table[0][i + 8 + 11 + 27 + 11] = (i + 152.5f) / 160.f;
  56
  57     memcpy(s->table[1], s->table[0], sizeof(s->table[0]));
  58
  59     for (int i = 0; i < 7; i++)
  60         s->table[2][i] = (i - 33.5f) / 40.f;
  61     for (int i = 0; i < 25; i++)
  62         s->table[2][i + 7] = (i - 13.f) / 20.f;
  63
  64     for (int i = 0; i < 32; i++)
  65         s->table[3][i] = -s->table[2][31 - i];
  66
  67     for (int i = 0; i < 16; i++)
  68         s->table[4][i] = i * 0.22f / 3.f - 0.6f;
  69
  70     for (int i = 0; i < 16; i++)
  71         s->table[5][i] = i * 0.20f / 3.f - 0.3f;
  72
  73     for (int i = 0; i < 8; i++)
  74         s->table[6][i] = i * 0.36f / 3.f - 0.4f;
  75
  76     for (int i = 0; i < 8; i++)
  77         s->table[7][i] = i * 0.34f / 3.f - 0.2f;
  78
  79     s->ch = av_calloc(avctx->channels, sizeof(*s->ch));
  80     if (!s->ch)
  81         return AVERROR(ENOMEM);
  82
  83     return 0;
  84 }
  85
  86 static int read_bits(int bits, int *ppos, unsigned *src)
  87 {
  88     int r, pos;
  89
  90     pos = *ppos;
  91     pos += bits;
  92     r = src[(pos - 1) / 32] >> (32 - pos % 32);
  93     *ppos = pos;
  94
  95     return r & ((1 << (bits % 32)) - 1);
  96 }
  97
  98 static const uint8_t bits[8] = { 6, 6, 5, 5, 4, 0, 3, 3, };
  99
 100 static void set_sample(int i, int j, int v, float *result, int *pads, float value)
 101 {
 102     result[i * 64 + pads[i] + j * 3] = value * (2 * v - 7);
 103 }
 104
 105 static int fastaudio_decode(AVCodecContext *avctx, void *data,
 106                             int *got_frame, AVPacket *pkt)
 107 {
 108     FastAudioContext *s = avctx->priv_data;
 109     GetByteContext gb;
 110     AVFrame *frame = data;
 111     int subframes;
 112     int ret;
 113
 114     subframes = pkt->size / (40 * avctx->channels);
 115     frame->nb_samples = subframes * 256;
 116     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0)
 117         return ret;
 118
 119     bytestream2_init(&gb, pkt->data, pkt->size);
 120
 121     for (int subframe = 0; subframe < subframes; subframe++) {
 122         for (int channel = 0; channel < avctx->channels; channel++) {
 123             ChannelItems *ch = &s->ch[channel];
 124             float result[256] = { 0 };
 125             unsigned src[10];
 126             int inds[4], pads[4];
 127             float m[8];
 128             int pos = 0;
 129
 130             for (int i = 0; i < 10; i++)
 131                 src[i] = bytestream2_get_le32(&gb);
 132
 133             for (int i = 0; i < 8; i++)
 134                 m[7 - i] = s->table[i][read_bits(bits[i], &pos, src)];
 135
 136             for (int i = 0; i < 4; i++)
 137                 inds[3 - i] = read_bits(6, &pos, src);
 138
 139             for (int i = 0; i < 4; i++)
 140                 pads[3 - i] = read_bits(2, &pos, src);
 141
 142             for (int i = 0, index5 = 0; i < 4; i++) {
 143                 float value = av_int2float((inds[i] + 1) << 20) * powf(2.f, 116.f);
 144
 145                 for (int j = 0, tmp = 0; j < 21; j++) {
 146                     set_sample(i, j, j == 20 ? tmp / 2 : read_bits(3, &pos, src), result, pads, value);
 147                     if (j % 10 == 9)
 148                         tmp = 4 * tmp + read_bits(2, &pos, src);
 149                     if (j == 20)
 150                         index5 = FFMIN(2 * index5 + tmp % 2, 63);
 151                 }
 152
 153                 m[2] = s->table[5][index5];
 154             }
 155
 156             for (int i = 0; i < 256; i++) {
 157                 float x = result[i];
 158
 159                 for (int j = 0; j < 8; j++) {
 160                     x -= m[j] * ch->f[j];
 161                     ch->f[j] += m[j] * x;
 162                 }
 163
 164                 memmove(&ch->f[0], &ch->f[1], sizeof(float) * 7);
 165                 ch->f[7] = x;
 166                 ch->last = x + ch->last * 0.86f;
 167                 result[i] = ch->last * 2.f;
 168             }
 169
 170             memcpy(frame->extended_data[channel] + 1024 * subframe, result, 256 * sizeof(float));
 171         }
 172     }
 173
 174     *got_frame = 1;
 175
 176     return pkt->size;
 177 }
 178
 179 static av_cold int fastaudio_close(AVCodecContext *avctx)
 180 {
 181     FastAudioContext *s = avctx->priv_data;
 182
 183     av_freep(&s->ch);
 184
 185     return 0;
 186 }
 187
 188 AVCodec ff_fastaudio_decoder = {
 189     .name           = "fastaudio",
 190     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MobiClip FastAudio"),
 191     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 192     .id             = AV_CODEC_ID_FASTAUDIO,
 193     .priv_data_size = sizeof(FastAudioContext),
 194     .init           = fastaudio_init,
 195     .decode         = fastaudio_decode,
 196     .close          = fastaudio_close,
 197     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DR1,
 198     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
 199                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 200 };