git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/opus_celt.h

   1 /*
   2  * Opus decoder/demuxer common functions
   3  * Copyright (c) 2012 Andrew D'Addesio
   4  * Copyright (c) 2013-2014 Mozilla Corporation
   5  * Copyright (c) 2016 Rostislav Pehlivanov <atomnuker@gmail.com>
   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 #ifndef AVCODEC_OPUS_CELT_H
  25 #define AVCODEC_OPUS_CELT_H
  26
  27 #include <float.h>
  28
  29 #include "opus.h"
  30 #include "opus_pvq.h"
  31 #include "opusdsp.h"
  32
  33 #include "mdct15.h"
  34 #include "libavutil/float_dsp.h"
  35 #include "libavutil/libm.h"
  36
  37 #define CELT_VECTORS                 11
  38 #define CELT_ALLOC_STEPS             6
  39 #define CELT_FINE_OFFSET             21
  40 #define CELT_MAX_FINE_BITS           8
  41 #define CELT_NORM_SCALE              16384
  42 #define CELT_QTHETA_OFFSET           4
  43 #define CELT_QTHETA_OFFSET_TWOPHASE  16
  44 #define CELT_POSTFILTER_MINPERIOD    15
  45 #define CELT_ENERGY_SILENCE          (-28.0f)
  46
  47 typedef struct CeltPVQ CeltPVQ;
  48
  49 enum CeltSpread {
  50     CELT_SPREAD_NONE,
  51     CELT_SPREAD_LIGHT,
  52     CELT_SPREAD_NORMAL,
  53     CELT_SPREAD_AGGRESSIVE
  54 };
  55
  56 enum CeltBlockSize {
  57     CELT_BLOCK_120,
  58     CELT_BLOCK_240,
  59     CELT_BLOCK_480,
  60     CELT_BLOCK_960,
  61
  62     CELT_BLOCK_NB
  63 };
  64
  65 typedef struct CeltBlock {
  66     float energy[CELT_MAX_BANDS];
  67     float lin_energy[CELT_MAX_BANDS];
  68     float error_energy[CELT_MAX_BANDS];
  69     float prev_energy[2][CELT_MAX_BANDS];
  70
  71     uint8_t collapse_masks[CELT_MAX_BANDS];
  72
  73     /* buffer for mdct output + postfilter */
  74     DECLARE_ALIGNED(32, float, buf)[2048];
  75     DECLARE_ALIGNED(32, float, coeffs)[CELT_MAX_FRAME_SIZE];
  76
  77     /* Used by the encoder */
  78     DECLARE_ALIGNED(32, float, overlap)[FFALIGN(CELT_OVERLAP, 16)];
  79     DECLARE_ALIGNED(32, float, samples)[FFALIGN(CELT_MAX_FRAME_SIZE, 16)];
  80
  81     /* postfilter parameters */
  82     int   pf_period_new;
  83     float pf_gains_new[3];
  84     int   pf_period;
  85     float pf_gains[3];
  86     int   pf_period_old;
  87     float pf_gains_old[3];
  88
  89     float emph_coeff;
  90 } CeltBlock;
  91
  92 struct CeltFrame {
  93     // constant values that do not change during context lifetime
  94     AVCodecContext      *avctx;
  95     MDCT15Context       *imdct[4];
  96     AVFloatDSPContext   *dsp;
  97     CeltBlock           block[2];
  98     CeltPVQ             *pvq;
  99     OpusDSP             opusdsp;
 100     int channels;
 101     int output_channels;
 102     int apply_phase_inv;
 103
 104     enum CeltBlockSize size;
 105     int start_band;
 106     int end_band;
 107     int coded_bands;
 108     int transient;
 109     int pfilter;
 110     int skip_band_floor;
 111     int tf_select;
 112     int alloc_trim;
 113     int alloc_boost[CELT_MAX_BANDS];
 114     int blocks;        /* number of iMDCT blocks in the frame, depends on transient */
 115     int blocksize;     /* size of each block */
 116     int silence;       /* Frame is filled with silence */
 117     int anticollapse_needed; /* Whether to expect an anticollapse bit */
 118     int anticollapse;  /* Encoded anticollapse bit */
 119     int intensity_stereo;
 120     int dual_stereo;
 121     int flushed;
 122     uint32_t seed;
 123     enum CeltSpread spread;
 124
 125     /* Encoder PF coeffs */
 126     int pf_octave;
 127     int pf_period;
 128     int pf_tapset;
 129     float pf_gain;
 130
 131     /* Bit allocation */
 132     int framebits;
 133     int remaining;
 134     int remaining2;
 135     int caps         [CELT_MAX_BANDS];
 136     int fine_bits    [CELT_MAX_BANDS];
 137     int fine_priority[CELT_MAX_BANDS];
 138     int pulses       [CELT_MAX_BANDS];
 139     int tf_change    [CELT_MAX_BANDS];
 140 };
 141
 142 /* LCG for noise generation */
 143 static av_always_inline uint32_t celt_rng(CeltFrame *f)
 144 {
 145     f->seed = 1664525 * f->seed + 1013904223;
 146     return f->seed;
 147 }
 148
 149 static av_always_inline void celt_renormalize_vector(float *X, int N, float gain)
 150 {
 151     int i;
 152     float g = 1e-15f;
 153     for (i = 0; i < N; i++)
 154         g += X[i] * X[i];
 155     g = gain / sqrtf(g);
 156
 157     for (i = 0; i < N; i++)
 158         X[i] *= g;
 159 }
 160
 161 int ff_celt_init(AVCodecContext *avctx, CeltFrame **f, int output_channels,
 162                  int apply_phase_inv);
 163
 164 void ff_celt_free(CeltFrame **f);
 165
 166 void ff_celt_flush(CeltFrame *f);
 167
 168 int ff_celt_decode_frame(CeltFrame *f, OpusRangeCoder *rc, float **output,
 169                          int coded_channels, int frame_size, int startband, int endband);
 170
 171 #endif /* AVCODEC_OPUS_CELT_H */