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

   1 /*
   2  * This file is part of FFmpeg.
   3  *
   4  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   5  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   6  * License as published by the Free Software Foundation; either
   7  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
   8  *
   9  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  12  * Lesser General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  15  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  16  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  17  */
  18
  19 #include "libavutil/crc.h"
  20 #include "libavutil/float_dsp.h"
  21 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  22 #include "libavutil/tx.h"
  23
  24 #include "avcodec.h"
  25 #include "get_bits.h"
  26 #include "internal.h"
  27 #include "hca_data.h"
  28
  29 typedef struct ChannelContext {
  30     float    base[128];
  31     DECLARE_ALIGNED(32, float, imdct_in)[128];
  32     DECLARE_ALIGNED(32, float, imdct_out)[128];
  33     DECLARE_ALIGNED(32, float, imdct_prev)[128];
  34     int8_t   scale_factors[128];
  35     uint8_t  scale[128];
  36     int8_t   intensity[8];
  37     int8_t  *hfr_scale;
  38     unsigned count;
  39     int      chan_type;
  40 } ChannelContext;
  41
  42 typedef struct HCAContext {
  43     GetBitContext gb;
  44
  45     const AVCRC *crc_table;
  46
  47     ChannelContext ch[16];
  48
  49     uint8_t ath[128];
  50
  51     int     ath_type;
  52     unsigned hfr_group_count;
  53     uint8_t track_count;
  54     uint8_t channel_config;
  55     uint8_t total_band_count;
  56     uint8_t base_band_count;
  57     uint8_t stereo_band_count;
  58     uint8_t bands_per_hfr_group;
  59
  60     av_tx_fn           tx_fn;
  61     AVTXContext       *tx_ctx;
  62     AVFloatDSPContext *fdsp;
  63 } HCAContext;
  64
  65 static void ath_init1(uint8_t *ath, int sample_rate)
  66 {
  67     unsigned int index;
  68     unsigned int acc = 0;
  69
  70     for (int i = 0; i < 128; i++) {
  71         acc += sample_rate;
  72         index = acc >> 13;
  73
  74         if (index >= 654) {
  75             memset(ath+i, 0xFF, (128 - i));
  76             break;
  77         }
  78
  79         ath[i] = ath_base_curve[index];
  80     }
  81 }
  82
  83 static int ath_init(uint8_t *ath, int type, int sample_rate)
  84 {
  85     switch (type) {
  86     case 0:
  87         /* nothing to do */
  88         break;
  89     case 1:
  90         ath_init1(ath, sample_rate);
  91         break;
  92     default:
  93         return AVERROR_INVALIDDATA;
  94     }
  95
  96     return 0;
  97 }
  98
  99 static inline unsigned ceil2(unsigned a, unsigned b)
 100 {
 101     return (b > 0) ? (a / b + ((a % b) ? 1 : 0)) : 0;
 102 }
 103
 104 static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx)
 105 {
 106     HCAContext *c = avctx->priv_data;
 107     GetBitContext *gb = &c->gb;
 108     int8_t r[16] = { 0 };
 109     float scale = 1.f / 8.f;
 110     unsigned b, chunk;
 111     int version, ret;
 112
 113     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_FLTP;
 114     c->crc_table = av_crc_get_table(AV_CRC_16_ANSI);
 115
 116     if (avctx->channels <= 0 || avctx->channels > 16)
 117         return AVERROR(EINVAL);
 118
 119     ret = init_get_bits8(gb, avctx->extradata, avctx->extradata_size);
 120     if (ret < 0)
 121         return ret;
 122     skip_bits_long(gb, 32);
 123     version = get_bits(gb, 16);
 124     skip_bits_long(gb, 16);
 125
 126     c->ath_type = version >= 0x200 ? 0 : 1;
 127
 128     if (get_bits_long(gb, 32) != MKBETAG('f', 'm', 't', 0))
 129         return AVERROR_INVALIDDATA;
 130     skip_bits_long(gb, 32);
 131     skip_bits_long(gb, 32);
 132     skip_bits_long(gb, 32);
 133
 134     chunk = get_bits_long(gb, 32);
 135     if (chunk == MKBETAG('c', 'o', 'm', 'p')) {
 136         skip_bits_long(gb, 16);
 137         skip_bits_long(gb, 8);
 138         skip_bits_long(gb, 8);
 139         c->track_count = get_bits(gb, 8);
 140         c->channel_config = get_bits(gb, 8);
 141         c->total_band_count = get_bits(gb, 8);
 142         c->base_band_count = get_bits(gb, 8);
 143         c->stereo_band_count = get_bits(gb, 8);
 144         c->bands_per_hfr_group = get_bits(gb, 8);
 145     } else if (chunk == MKBETAG('d', 'e', 'c', 0)) {
 146         skip_bits_long(gb, 16);
 147         skip_bits_long(gb, 8);
 148         skip_bits_long(gb, 8);
 149         c->total_band_count = get_bits(gb, 8) + 1;
 150         c->base_band_count = get_bits(gb, 8) + 1;
 151         c->track_count = get_bits(gb, 4);
 152         c->channel_config = get_bits(gb, 4);
 153         if (!get_bits(gb, 8))
 154             c->base_band_count = c->total_band_count;
 155         c->stereo_band_count = c->total_band_count - c->base_band_count;
 156         c->bands_per_hfr_group = 0;
 157     } else
 158         return AVERROR_INVALIDDATA;
 159
 160     if (c->total_band_count > FF_ARRAY_ELEMS(c->ch->imdct_in))
 161         return AVERROR_INVALIDDATA;
 162
 163
 164     while (get_bits_left(gb) >= 32) {
 165         chunk = get_bits_long(gb, 32);
 166         if (chunk == MKBETAG('v', 'b', 'r', 0)) {
 167             skip_bits_long(gb, 16);
 168             skip_bits_long(gb, 16);
 169         } else if (chunk == MKBETAG('a', 't', 'h', 0)) {
 170             c->ath_type = get_bits(gb, 16);
 171         } else if (chunk == MKBETAG('r', 'v', 'a', 0)) {
 172             skip_bits_long(gb, 32);
 173         } else if (chunk == MKBETAG('c', 'o', 'm', 'm')) {
 174             skip_bits_long(gb, get_bits(gb, 8) * 8);
 175         } else if (chunk == MKBETAG('c', 'i', 'p', 'h')) {
 176             skip_bits_long(gb, 16);
 177         } else if (chunk == MKBETAG('l', 'o', 'o', 'p')) {
 178             skip_bits_long(gb, 32);
 179             skip_bits_long(gb, 32);
 180             skip_bits_long(gb, 16);
 181             skip_bits_long(gb, 16);
 182         } else if (chunk == MKBETAG('p', 'a', 'd', 0)) {
 183             break;
 184         } else {
 185             break;
 186         }
 187     }
 188
 189     ret = ath_init(c->ath, c->ath_type, avctx->sample_rate);
 190     if (ret < 0)
 191         return ret;
 192
 193     if (!c->track_count)
 194         c->track_count = 1;
 195
 196     b = avctx->channels / c->track_count;
 197     if (c->stereo_band_count && b > 1) {
 198         int8_t *x = r;
 199
 200         for (int i = 0; i < c->track_count; i++, x+=b) {
 201             switch (b) {
 202             case 2:
 203             case 3:
 204                 x[0] = 1;
 205                 x[1] = 2;
 206                 break;
 207             case 4:
 208                 x[0]=1; x[1] = 2;
 209                 if (c->channel_config == 0) {
 210                     x[2]=1;
 211                     x[3]=2;
 212                 }
 213                 break;
 214             case 5:
 215                 x[0]=1; x[1] = 2;
 216                 if (c->channel_config <= 2) {
 217                     x[3]=1;
 218                     x[4]=2;
 219                 }
 220                 break;
 221             case 6:
 222             case 7:
 223                 x[0] = 1; x[1] = 2; x[4] = 1; x[5] = 2;
 224                 break;
 225             case 8:
 226                 x[0] = 1; x[1] = 2; x[4] = 1; x[5] = 2; x[6] = 1; x[7] = 2;
 227                 break;
 228             }
 229         }
 230     }
 231
 232     if (c->total_band_count < c->base_band_count)
 233         return AVERROR_INVALIDDATA;
 234
 235     c->hfr_group_count = ceil2(c->total_band_count - (c->base_band_count + c->stereo_band_count),
 236                                c->bands_per_hfr_group);
 237
 238     if (c->base_band_count + c->stereo_band_count + (unsigned long)c->hfr_group_count > 128ULL)
 239         return AVERROR_INVALIDDATA;
 240
 241     for (int i = 0; i < avctx->channels; i++) {
 242         c->ch[i].chan_type = r[i];
 243         c->ch[i].count     = c->base_band_count + ((r[i] != 2) ? c->stereo_band_count : 0);
 244         c->ch[i].hfr_scale = &c->ch[i].scale_factors[c->base_band_count + c->stereo_band_count];
 245         if (c->ch[i].count > 128)
 246             return AVERROR_INVALIDDATA;
 247     }
 248
 249     c->fdsp = avpriv_float_dsp_alloc(avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_BITEXACT);
 250     if (!c->fdsp)
 251         return AVERROR(ENOMEM);
 252
 253     return av_tx_init(&c->tx_ctx, &c->tx_fn, AV_TX_FLOAT_MDCT, 1, 128, &scale, 0);
 254 }
 255
 256 static void run_imdct(HCAContext *c, ChannelContext *ch, int index, float *out)
 257 {
 258     c->tx_fn(c->tx_ctx, ch->imdct_out, ch->imdct_in, sizeof(float));
 259
 260     c->fdsp->vector_fmul_window(out, ch->imdct_prev + (128 >> 1),
 261                                 ch->imdct_out, window, 128 >> 1);
 262
 263     memcpy(ch->imdct_prev, ch->imdct_out, 128 * sizeof(float));
 264 }
 265
 266 static void apply_intensity_stereo(HCAContext *s, ChannelContext *ch1, ChannelContext *ch2,
 267                                    int index, unsigned band_count, unsigned base_band_count,
 268                                    unsigned stereo_band_count)
 269 {
 270     float ratio_l = intensity_ratio_table[ch2->intensity[index]];
 271     float ratio_r = ratio_l - 2.0f;
 272     float *c1 = &ch1->imdct_in[base_band_count];
 273     float *c2 = &ch2->imdct_in[base_band_count];
 274
 275     if (ch1->chan_type != 1 || !stereo_band_count)
 276         return;
 277
 278     for (int i = 0; i < band_count; i++) {
 279         *(c2++)  = *c1 * ratio_r;
 280         *(c1++) *= ratio_l;
 281     }
 282 }
 283
 284 static void reconstruct_hfr(HCAContext *s, ChannelContext *ch,
 285                             unsigned hfr_group_count,
 286                             unsigned bands_per_hfr_group,
 287                             unsigned start_band, unsigned total_band_count)
 288 {
 289     if (ch->chan_type == 2 || !bands_per_hfr_group)
 290         return;
 291
 292     for (int i = 0, k = start_band, l = start_band - 1; i < hfr_group_count; i++){
 293         for (int j = 0; j < bands_per_hfr_group && k < total_band_count && l >= 0; j++, k++, l--){
 294             ch->imdct_in[k] = scale_conversion_table[ scale_conv_bias +
 295                 av_clip_intp2(ch->hfr_scale[i] - ch->scale_factors[l], 6) ] * ch->imdct_in[l];
 296         }
 297     }
 298
 299     ch->imdct_in[127] = 0;
 300 }
 301
 302 static void dequantize_coefficients(HCAContext *c, ChannelContext *ch)
 303 {
 304     GetBitContext *gb = &c->gb;
 305
 306     for (int i = 0; i < ch->count; i++) {
 307         unsigned scale = ch->scale[i];
 308         int nb_bits = max_bits_table[scale];
 309         int value = get_bitsz(gb, nb_bits);
 310         float factor;
 311
 312         if (scale > 7) {
 313             value = (1 - ((value & 1) << 1)) * (value >> 1);
 314             if (!value)
 315                 skip_bits_long(gb, -1);
 316             factor = value;
 317         } else {
 318             value += scale << 4;
 319             skip_bits_long(gb, quant_spectrum_bits[value] - nb_bits);
 320             factor = quant_spectrum_value[value];
 321         }
 322         ch->imdct_in[i] = factor * ch->base[i];
 323     }
 324
 325     memset(ch->imdct_in + ch->count, 0,  sizeof(ch->imdct_in) - ch->count * sizeof(ch->imdct_in[0]));
 326 }
 327
 328 static void unpack(HCAContext *c, ChannelContext *ch,
 329                    unsigned hfr_group_count,
 330                    int packed_noise_level,
 331                    const uint8_t *ath)
 332 {
 333     GetBitContext *gb = &c->gb;
 334     int delta_bits = get_bits(gb, 3);
 335
 336     if (delta_bits > 5) {
 337         for (int i = 0; i < ch->count; i++)
 338             ch->scale_factors[i] = get_bits(gb, 6);
 339     } else if (delta_bits) {
 340         int factor = get_bits(gb, 6);
 341         int max_value = (1 << delta_bits) - 1;
 342         int half_max = max_value >> 1;
 343
 344         ch->scale_factors[0] = factor;
 345         for (int i = 1; i < ch->count; i++){
 346             int delta = get_bits(gb, delta_bits);
 347
 348             if (delta == max_value) {
 349                 factor = get_bits(gb, 6);
 350             } else {
 351                 factor += delta - half_max;
 352             }
 353             factor = av_clip_uintp2(factor, 6);
 354
 355             ch->scale_factors[i] = factor;
 356         }
 357     } else {
 358         memset(ch->scale_factors, 0, 128);
 359     }
 360
 361     if (ch->chan_type == 2){
 362         ch->intensity[0] = get_bits(gb, 4);
 363         if (ch->intensity[0] < 15) {
 364             for (int i = 1; i < 8; i++)
 365                 ch->intensity[i] = get_bits(gb, 4);
 366         }
 367     } else {
 368         for (int i = 0; i < hfr_group_count; i++)
 369             ch->hfr_scale[i] = get_bits(gb, 6);
 370     }
 371
 372     for (int i = 0; i < ch->count; i++) {
 373         int scale = ch->scale_factors[i];
 374
 375         if (scale) {
 376             scale = c->ath[i] + ((packed_noise_level + i) >> 8) - ((scale * 5) >> 1) + 2;
 377             scale = scale_table[av_clip(scale, 0, 58)];
 378         }
 379         ch->scale[i] = scale;
 380     }
 381
 382     memset(ch->scale + ch->count, 0, sizeof(ch->scale) - ch->count);
 383
 384     for (int i = 0; i < ch->count; i++)
 385         ch->base[i] = dequantizer_scaling_table[ch->scale_factors[i]] * quant_step_size[ch->scale[i]];
 386 }
 387
 388 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 389                         int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
 390 {
 391     AVFrame *frame = data;
 392     HCAContext *c = avctx->priv_data;
 393     int ch, ret, packed_noise_level;
 394     GetBitContext *gb = &c->gb;
 395     float **samples;
 396
 397     if (avctx->err_recognition & AV_EF_CRCCHECK) {
 398         if (av_crc(c->crc_table, 0, avpkt->data, avpkt->size))
 399             return AVERROR_INVALIDDATA;
 400     }
 401
 402     if ((ret = init_get_bits8(gb, avpkt->data, avpkt->size)) < 0)
 403         return ret;
 404
 405     if (get_bits(gb, 16) != 0xFFFF)
 406         return AVERROR_INVALIDDATA;
 407
 408     frame->nb_samples = 1024;
 409     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0)
 410         return ret;
 411     samples = (float **)frame->extended_data;
 412
 413     packed_noise_level = (get_bits(gb, 9) << 8) - get_bits(gb, 7);
 414
 415     for (ch = 0; ch < avctx->channels; ch++)
 416         unpack(c, &c->ch[ch], c->hfr_group_count, packed_noise_level, c->ath);
 417
 418     for (int i = 0; i < 8; i++) {
 419         for (ch = 0; ch < avctx->channels; ch++)
 420             dequantize_coefficients(c, &c->ch[ch]);
 421         for (ch = 0; ch < avctx->channels; ch++)
 422             reconstruct_hfr(c, &c->ch[ch], c->hfr_group_count, c->bands_per_hfr_group,
 423                             c->stereo_band_count + c->base_band_count, c->total_band_count);
 424         for (ch = 0; ch < avctx->channels - 1; ch++)
 425             apply_intensity_stereo(c, &c->ch[ch], &c->ch[ch+1], i,
 426                                    c->total_band_count - c->base_band_count,
 427                                    c->base_band_count, c->stereo_band_count);
 428         for (ch = 0; ch < avctx->channels; ch++)
 429             run_imdct(c, &c->ch[ch], i, samples[ch] + i * 128);
 430     }
 431
 432     *got_frame_ptr = 1;
 433
 434     return avpkt->size;
 435 }
 436
 437 static av_cold int decode_close(AVCodecContext *avctx)
 438 {
 439     HCAContext *c = avctx->priv_data;
 440
 441     av_freep(&c->fdsp);
 442     av_tx_uninit(&c->tx_ctx);
 443
 444     return 0;
 445 }
 446
 447 AVCodec ff_hca_decoder = {
 448     .name           = "hca",
 449     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("CRI HCA"),
 450     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 451     .id             = AV_CODEC_ID_HCA,
 452     .priv_data_size = sizeof(HCAContext),
 453     .init           = decode_init,
 454     .decode         = decode_frame,
 455     .close          = decode_close,
 456     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DR1,
 457     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
 458                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 459 };