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

   1 /*
   2  * AAC encoder
   3  * Copyright (C) 2008 Konstantin Shishkov
   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 /**
  23  * @file
  24  * AAC encoder
  25  */
  26
  27 /***********************************
  28  *              TODOs:
  29  * add sane pulse detection
  30  * add temporal noise shaping
  31  ***********************************/
  32
  33 #include "libavutil/float_dsp.h"
  34 #include "libavutil/opt.h"
  35 #include "avcodec.h"
  36 #include "put_bits.h"
  37 #include "internal.h"
  38 #include "mpeg4audio.h"
  39 #include "kbdwin.h"
  40 #include "sinewin.h"
  41
  42 #include "aac.h"
  43 #include "aactab.h"
  44 #include "aacenc.h"
  45 #include "aacenctab.h"
  46 #include "aacenc_utils.h"
  47
  48 #include "psymodel.h"
  49
  50 /**
  51  * Make AAC audio config object.
  52  * @see 1.6.2.1 "Syntax - AudioSpecificConfig"
  53  */
  54 static void put_audio_specific_config(AVCodecContext *avctx)
  55 {
  56     PutBitContext pb;
  57     AACEncContext *s = avctx->priv_data;
  58
  59     init_put_bits(&pb, avctx->extradata, avctx->extradata_size);
  60     put_bits(&pb, 5, s->profile+1); //profile
  61     put_bits(&pb, 4, s->samplerate_index); //sample rate index
  62     put_bits(&pb, 4, s->channels);
  63     //GASpecificConfig
  64     put_bits(&pb, 1, 0); //frame length - 1024 samples
  65     put_bits(&pb, 1, 0); //does not depend on core coder
  66     put_bits(&pb, 1, 0); //is not extension
  67
  68     //Explicitly Mark SBR absent
  69     put_bits(&pb, 11, 0x2b7); //sync extension
  70     put_bits(&pb, 5,  AOT_SBR);
  71     put_bits(&pb, 1,  0);
  72     flush_put_bits(&pb);
  73 }
  74
  75 #define WINDOW_FUNC(type) \
  76 static void apply_ ##type ##_window(AVFloatDSPContext *fdsp, \
  77                                     SingleChannelElement *sce, \
  78                                     const float *audio)
  79
  80 WINDOW_FUNC(only_long)
  81 {
  82     const float *lwindow = sce->ics.use_kb_window[0] ? ff_aac_kbd_long_1024 : ff_sine_1024;
  83     const float *pwindow = sce->ics.use_kb_window[1] ? ff_aac_kbd_long_1024 : ff_sine_1024;
  84     float *out = sce->ret_buf;
  85
  86     fdsp->vector_fmul        (out,        audio,        lwindow, 1024);
  87     fdsp->vector_fmul_reverse(out + 1024, audio + 1024, pwindow, 1024);
  88 }
  89
  90 WINDOW_FUNC(long_start)
  91 {
  92     const float *lwindow = sce->ics.use_kb_window[1] ? ff_aac_kbd_long_1024 : ff_sine_1024;
  93     const float *swindow = sce->ics.use_kb_window[0] ? ff_aac_kbd_short_128 : ff_sine_128;
  94     float *out = sce->ret_buf;
  95
  96     fdsp->vector_fmul(out, audio, lwindow, 1024);
  97     memcpy(out + 1024, audio + 1024, sizeof(out[0]) * 448);
  98     fdsp->vector_fmul_reverse(out + 1024 + 448, audio + 1024 + 448, swindow, 128);
  99     memset(out + 1024 + 576, 0, sizeof(out[0]) * 448);
 100 }
 101
 102 WINDOW_FUNC(long_stop)
 103 {
 104     const float *lwindow = sce->ics.use_kb_window[0] ? ff_aac_kbd_long_1024 : ff_sine_1024;
 105     const float *swindow = sce->ics.use_kb_window[1] ? ff_aac_kbd_short_128 : ff_sine_128;
 106     float *out = sce->ret_buf;
 107
 108     memset(out, 0, sizeof(out[0]) * 448);
 109     fdsp->vector_fmul(out + 448, audio + 448, swindow, 128);
 110     memcpy(out + 576, audio + 576, sizeof(out[0]) * 448);
 111     fdsp->vector_fmul_reverse(out + 1024, audio + 1024, lwindow, 1024);
 112 }
 113
 114 WINDOW_FUNC(eight_short)
 115 {
 116     const float *swindow = sce->ics.use_kb_window[0] ? ff_aac_kbd_short_128 : ff_sine_128;
 117     const float *pwindow = sce->ics.use_kb_window[1] ? ff_aac_kbd_short_128 : ff_sine_128;
 118     const float *in = audio + 448;
 119     float *out = sce->ret_buf;
 120     int w;
 121
 122     for (w = 0; w < 8; w++) {
 123         fdsp->vector_fmul        (out, in, w ? pwindow : swindow, 128);
 124         out += 128;
 125         in  += 128;
 126         fdsp->vector_fmul_reverse(out, in, swindow, 128);
 127         out += 128;
 128     }
 129 }
 130
 131 static void (*const apply_window[4])(AVFloatDSPContext *fdsp,
 132                                      SingleChannelElement *sce,
 133                                      const float *audio) = {
 134     [ONLY_LONG_SEQUENCE]   = apply_only_long_window,
 135     [LONG_START_SEQUENCE]  = apply_long_start_window,
 136     [EIGHT_SHORT_SEQUENCE] = apply_eight_short_window,
 137     [LONG_STOP_SEQUENCE]   = apply_long_stop_window
 138 };
 139
 140 static void apply_window_and_mdct(AACEncContext *s, SingleChannelElement *sce,
 141                                   float *audio)
 142 {
 143     int i;
 144     float *output = sce->ret_buf;
 145
 146     apply_window[sce->ics.window_sequence[0]](s->fdsp, sce, audio);
 147
 148     if (sce->ics.window_sequence[0] != EIGHT_SHORT_SEQUENCE)
 149         s->mdct1024.mdct_calc(&s->mdct1024, sce->coeffs, output);
 150     else
 151         for (i = 0; i < 1024; i += 128)
 152             s->mdct128.mdct_calc(&s->mdct128, &sce->coeffs[i], output + i*2);
 153     memcpy(audio, audio + 1024, sizeof(audio[0]) * 1024);
 154     memcpy(sce->pcoeffs, sce->coeffs, sizeof(sce->pcoeffs));
 155 }
 156
 157 /**
 158  * Encode ics_info element.
 159  * @see Table 4.6 (syntax of ics_info)
 160  */
 161 static void put_ics_info(AACEncContext *s, IndividualChannelStream *info)
 162 {
 163     int w;
 164
 165     put_bits(&s->pb, 1, 0);                // ics_reserved bit
 166     put_bits(&s->pb, 2, info->window_sequence[0]);
 167     put_bits(&s->pb, 1, info->use_kb_window[0]);
 168     if (info->window_sequence[0] != EIGHT_SHORT_SEQUENCE) {
 169         put_bits(&s->pb, 6, info->max_sfb);
 170         put_bits(&s->pb, 1, !!info->predictor_present);
 171     } else {
 172         put_bits(&s->pb, 4, info->max_sfb);
 173         for (w = 1; w < 8; w++)
 174             put_bits(&s->pb, 1, !info->group_len[w]);
 175     }
 176 }
 177
 178 /**
 179  * Encode MS data.
 180  * @see 4.6.8.1 "Joint Coding - M/S Stereo"
 181  */
 182 static void encode_ms_info(PutBitContext *pb, ChannelElement *cpe)
 183 {
 184     int i, w;
 185
 186     put_bits(pb, 2, cpe->ms_mode);
 187     if (cpe->ms_mode == 1)
 188         for (w = 0; w < cpe->ch[0].ics.num_windows; w += cpe->ch[0].ics.group_len[w])
 189             for (i = 0; i < cpe->ch[0].ics.max_sfb; i++)
 190                 put_bits(pb, 1, cpe->ms_mask[w*16 + i]);
 191 }
 192
 193 /**
 194  * Produce integer coefficients from scalefactors provided by the model.
 195  */
 196 static void adjust_frame_information(ChannelElement *cpe, int chans)
 197 {
 198     int i, w, w2, g, ch;
 199     int maxsfb, cmaxsfb;
 200     IndividualChannelStream *ics;
 201
 202     if (cpe->common_window) {
 203         ics = &cpe->ch[0].ics;
 204         for (w = 0; w < ics->num_windows; w += ics->group_len[w]) {
 205             for (w2 =  0; w2 < ics->group_len[w]; w2++) {
 206                 int start = (w+w2) * 128;
 207                 for (g = 0; g < ics->num_swb; g++) {
 208                     //apply Intensity stereo coeffs transformation
 209                     if (cpe->is_mask[w*16 + g]) {
 210                         int p = -1 + 2 * (cpe->ch[1].band_type[w*16+g] - 14);
 211                         float scale = cpe->ch[0].is_ener[w*16+g];
 212                         for (i = 0; i < ics->swb_sizes[g]; i++) {
 213                             cpe->ch[0].coeffs[start+i] = (cpe->ch[0].coeffs[start+i] + p*cpe->ch[1].coeffs[start+i]) * scale;
 214                             cpe->ch[1].coeffs[start+i] = 0.0f;
 215                         }
 216                     } else if (cpe->ms_mask[w*16 + g] &&
 217                                cpe->ch[0].band_type[w*16 + g] < NOISE_BT &&
 218                                cpe->ch[1].band_type[w*16 + g] < NOISE_BT) {
 219                         for (i = 0; i < ics->swb_sizes[g]; i++) {
 220                             float L = (cpe->ch[0].coeffs[start+i] + cpe->ch[1].coeffs[start+i]) * 0.5f;
 221                             float R = L - cpe->ch[1].coeffs[start+i];
 222                             cpe->ch[0].coeffs[start+i] = L;
 223                             cpe->ch[1].coeffs[start+i] = R;
 224                         }
 225                     }
 226                     start += ics->swb_sizes[g];
 227                 }
 228             }
 229         }
 230     }
 231
 232     for (ch = 0; ch < chans; ch++) {
 233         IndividualChannelStream *ics = &cpe->ch[ch].ics;
 234         maxsfb = 0;
 235         cpe->ch[ch].pulse.num_pulse = 0;
 236         for (w = 0; w < ics->num_windows; w += ics->group_len[w]) {
 237             for (w2 =  0; w2 < ics->group_len[w]; w2++) {
 238                 for (cmaxsfb = ics->num_swb; cmaxsfb > 0 && cpe->ch[ch].zeroes[w*16+cmaxsfb-1]; cmaxsfb--)
 239                     ;
 240                 maxsfb = FFMAX(maxsfb, cmaxsfb);
 241             }
 242         }
 243         ics->max_sfb = maxsfb;
 244
 245         //adjust zero bands for window groups
 246         for (w = 0; w < ics->num_windows; w += ics->group_len[w]) {
 247             for (g = 0; g < ics->max_sfb; g++) {
 248                 i = 1;
 249                 for (w2 = w; w2 < w + ics->group_len[w]; w2++) {
 250                     if (!cpe->ch[ch].zeroes[w2*16 + g]) {
 251                         i = 0;
 252                         break;
 253                     }
 254                 }
 255                 cpe->ch[ch].zeroes[w*16 + g] = i;
 256             }
 257         }
 258     }
 259
 260     if (chans > 1 && cpe->common_window) {
 261         IndividualChannelStream *ics0 = &cpe->ch[0].ics;
 262         IndividualChannelStream *ics1 = &cpe->ch[1].ics;
 263         int msc = 0;
 264         ics0->max_sfb = FFMAX(ics0->max_sfb, ics1->max_sfb);
 265         ics1->max_sfb = ics0->max_sfb;
 266         for (w = 0; w < ics0->num_windows*16; w += 16)
 267             for (i = 0; i < ics0->max_sfb; i++)
 268                 if (cpe->ms_mask[w+i])
 269                     msc++;
 270         if (msc == 0 || ics0->max_sfb == 0)
 271             cpe->ms_mode = 0;
 272         else
 273             cpe->ms_mode = msc < ics0->max_sfb * ics0->num_windows ? 1 : 2;
 274     }
 275 }
 276
 277 /**
 278  * Encode scalefactor band coding type.
 279  */
 280 static void encode_band_info(AACEncContext *s, SingleChannelElement *sce)
 281 {
 282     int w;
 283
 284     for (w = 0; w < sce->ics.num_windows; w += sce->ics.group_len[w])
 285         s->coder->encode_window_bands_info(s, sce, w, sce->ics.group_len[w], s->lambda);
 286 }
 287
 288 /**
 289  * Encode scalefactors.
 290  */
 291 static void encode_scale_factors(AVCodecContext *avctx, AACEncContext *s,
 292                                  SingleChannelElement *sce)
 293 {
 294     int diff, off_sf = sce->sf_idx[0], off_pns = sce->sf_idx[0] - NOISE_OFFSET;
 295     int off_is = 0, noise_flag = 1;
 296     int i, w;
 297
 298     for (w = 0; w < sce->ics.num_windows; w += sce->ics.group_len[w]) {
 299         for (i = 0; i < sce->ics.max_sfb; i++) {
 300             if (!sce->zeroes[w*16 + i]) {
 301                 if (sce->band_type[w*16 + i] == NOISE_BT) {
 302                     diff = sce->sf_idx[w*16 + i] - off_pns;
 303                     off_pns = sce->sf_idx[w*16 + i];
 304                     if (noise_flag-- > 0) {
 305                         put_bits(&s->pb, NOISE_PRE_BITS, diff + NOISE_PRE);
 306                         continue;
 307                     }
 308                 } else if (sce->band_type[w*16 + i] == INTENSITY_BT  ||
 309                            sce->band_type[w*16 + i] == INTENSITY_BT2) {
 310                     diff = sce->sf_idx[w*16 + i] - off_is;
 311                     off_is = sce->sf_idx[w*16 + i];
 312                 } else {
 313                     diff = sce->sf_idx[w*16 + i] - off_sf;
 314                     off_sf = sce->sf_idx[w*16 + i];
 315                 }
 316                 diff += SCALE_DIFF_ZERO;
 317                 av_assert0(diff >= 0 && diff <= 120);
 318                 put_bits(&s->pb, ff_aac_scalefactor_bits[diff], ff_aac_scalefactor_code[diff]);
 319             }
 320         }
 321     }
 322 }
 323
 324 /**
 325  * Encode pulse data.
 326  */
 327 static void encode_pulses(AACEncContext *s, Pulse *pulse)
 328 {
 329     int i;
 330
 331     put_bits(&s->pb, 1, !!pulse->num_pulse);
 332     if (!pulse->num_pulse)
 333         return;
 334
 335     put_bits(&s->pb, 2, pulse->num_pulse - 1);
 336     put_bits(&s->pb, 6, pulse->start);
 337     for (i = 0; i < pulse->num_pulse; i++) {
 338         put_bits(&s->pb, 5, pulse->pos[i]);
 339         put_bits(&s->pb, 4, pulse->amp[i]);
 340     }
 341 }
 342
 343 /**
 344  * Encode spectral coefficients processed by psychoacoustic model.
 345  */
 346 static void encode_spectral_coeffs(AACEncContext *s, SingleChannelElement *sce)
 347 {
 348     int start, i, w, w2;
 349
 350     for (w = 0; w < sce->ics.num_windows; w += sce->ics.group_len[w]) {
 351         start = 0;
 352         for (i = 0; i < sce->ics.max_sfb; i++) {
 353             if (sce->zeroes[w*16 + i]) {
 354                 start += sce->ics.swb_sizes[i];
 355                 continue;
 356             }
 357             for (w2 = w; w2 < w + sce->ics.group_len[w]; w2++)
 358                 s->coder->quantize_and_encode_band(s, &s->pb,
 359                                                    &sce->coeffs[start + w2*128],
 360                                                    &sce->pqcoeffs[start + w2*128],
 361                                                    sce->ics.swb_sizes[i],
 362                                                    sce->sf_idx[w*16 + i],
 363                                                    sce->band_type[w*16 + i],
 364                                                    s->lambda,
 365                                                    sce->ics.window_clipping[w]);
 366             start += sce->ics.swb_sizes[i];
 367         }
 368     }
 369 }
 370
 371 /**
 372  * Downscale spectral coefficients for near-clipping windows to avoid artifacts
 373  */
 374 static void avoid_clipping(AACEncContext *s, SingleChannelElement *sce)
 375 {
 376     int start, i, j, w;
 377
 378     if (sce->ics.clip_avoidance_factor < 1.0f) {
 379         for (w = 0; w < sce->ics.num_windows; w++) {
 380             start = 0;
 381             for (i = 0; i < sce->ics.max_sfb; i++) {
 382                 float *swb_coeffs = &sce->coeffs[start + w*128];
 383                 for (j = 0; j < sce->ics.swb_sizes[i]; j++)
 384                     swb_coeffs[j] *= sce->ics.clip_avoidance_factor;
 385                 start += sce->ics.swb_sizes[i];
 386             }
 387         }
 388     }
 389 }
 390
 391 /**
 392  * Encode one channel of audio data.
 393  */
 394 static int encode_individual_channel(AVCodecContext *avctx, AACEncContext *s,
 395                                      SingleChannelElement *sce,
 396                                      int common_window)
 397 {
 398     put_bits(&s->pb, 8, sce->sf_idx[0]);
 399     if (!common_window) {
 400         put_ics_info(s, &sce->ics);
 401         if (s->coder->encode_main_pred)
 402             s->coder->encode_main_pred(s, sce);
 403     }
 404     encode_band_info(s, sce);
 405     encode_scale_factors(avctx, s, sce);
 406     encode_pulses(s, &sce->pulse);
 407     if (s->coder->encode_tns_info)
 408         s->coder->encode_tns_info(s, sce);
 409     else
 410         put_bits(&s->pb, 1, 0);
 411     put_bits(&s->pb, 1, 0); //ssr
 412     encode_spectral_coeffs(s, sce);
 413     return 0;
 414 }
 415
 416 /**
 417  * Write some auxiliary information about the created AAC file.
 418  */
 419 static void put_bitstream_info(AACEncContext *s, const char *name)
 420 {
 421     int i, namelen, padbits;
 422
 423     namelen = strlen(name) + 2;
 424     put_bits(&s->pb, 3, TYPE_FIL);
 425     put_bits(&s->pb, 4, FFMIN(namelen, 15));
 426     if (namelen >= 15)
 427         put_bits(&s->pb, 8, namelen - 14);
 428     put_bits(&s->pb, 4, 0); //extension type - filler
 429     padbits = -put_bits_count(&s->pb) & 7;
 430     avpriv_align_put_bits(&s->pb);
 431     for (i = 0; i < namelen - 2; i++)
 432         put_bits(&s->pb, 8, name[i]);
 433     put_bits(&s->pb, 12 - padbits, 0);
 434 }
 435
 436 /*
 437  * Copy input samples.
 438  * Channels are reordered from libavcodec's default order to AAC order.
 439  */
 440 static void copy_input_samples(AACEncContext *s, const AVFrame *frame)
 441 {
 442     int ch;
 443     int end = 2048 + (frame ? frame->nb_samples : 0);
 444     const uint8_t *channel_map = aac_chan_maps[s->channels - 1];
 445
 446     /* copy and remap input samples */
 447     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 448         /* copy last 1024 samples of previous frame to the start of the current frame */
 449         memcpy(&s->planar_samples[ch][1024], &s->planar_samples[ch][2048], 1024 * sizeof(s->planar_samples[0][0]));
 450
 451         /* copy new samples and zero any remaining samples */
 452         if (frame) {
 453             memcpy(&s->planar_samples[ch][2048],
 454                    frame->extended_data[channel_map[ch]],
 455                    frame->nb_samples * sizeof(s->planar_samples[0][0]));
 456         }
 457         memset(&s->planar_samples[ch][end], 0,
 458                (3072 - end) * sizeof(s->planar_samples[0][0]));
 459     }
 460 }
 461
 462 static int aac_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
 463                             const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
 464 {
 465     AACEncContext *s = avctx->priv_data;
 466     float **samples = s->planar_samples, *samples2, *la, *overlap;
 467     ChannelElement *cpe;
 468     SingleChannelElement *sce;
 469     int i, ch, w, g, chans, tag, start_ch, ret;
 470     int ms_mode = 0, is_mode = 0, tns_mode = 0, pred_mode = 0;
 471     int chan_el_counter[4];
 472     FFPsyWindowInfo windows[AAC_MAX_CHANNELS];
 473
 474     if (s->last_frame == 2)
 475         return 0;
 476
 477     /* add current frame to queue */
 478     if (frame) {
 479         if ((ret = ff_af_queue_add(&s->afq, frame)) < 0)
 480             return ret;
 481     }
 482
 483     copy_input_samples(s, frame);
 484     if (s->psypp)
 485         ff_psy_preprocess(s->psypp, s->planar_samples, s->channels);
 486
 487     if (!avctx->frame_number)
 488         return 0;
 489
 490     start_ch = 0;
 491     for (i = 0; i < s->chan_map[0]; i++) {
 492         FFPsyWindowInfo* wi = windows + start_ch;
 493         tag      = s->chan_map[i+1];
 494         chans    = tag == TYPE_CPE ? 2 : 1;
 495         cpe      = &s->cpe[i];
 496         for (ch = 0; ch < chans; ch++) {
 497             IndividualChannelStream *ics = &cpe->ch[ch].ics;
 498             int cur_channel = start_ch + ch;
 499             float clip_avoidance_factor;
 500             overlap  = &samples[cur_channel][0];
 501             samples2 = overlap + 1024;
 502             la       = samples2 + (448+64);
 503             if (!frame)
 504                 la = NULL;
 505             if (tag == TYPE_LFE) {
 506                 wi[ch].window_type[0] = ONLY_LONG_SEQUENCE;
 507                 wi[ch].window_shape   = 0;
 508                 wi[ch].num_windows    = 1;
 509                 wi[ch].grouping[0]    = 1;
 510
 511                 /* Only the lowest 12 coefficients are used in a LFE channel.
 512                  * The expression below results in only the bottom 8 coefficients
 513                  * being used for 11.025kHz to 16kHz sample rates.
 514                  */
 515                 ics->num_swb = s->samplerate_index >= 8 ? 1 : 3;
 516             } else {
 517                 wi[ch] = s->psy.model->window(&s->psy, samples2, la, cur_channel,
 518                                               ics->window_sequence[0]);
 519             }
 520             ics->window_sequence[1] = ics->window_sequence[0];
 521             ics->window_sequence[0] = wi[ch].window_type[0];
 522             ics->use_kb_window[1]   = ics->use_kb_window[0];
 523             ics->use_kb_window[0]   = wi[ch].window_shape;
 524             ics->num_windows        = wi[ch].num_windows;
 525             ics->swb_sizes          = s->psy.bands    [ics->num_windows == 8];
 526             ics->num_swb            = tag == TYPE_LFE ? ics->num_swb : s->psy.num_bands[ics->num_windows == 8];
 527             ics->swb_offset         = wi[ch].window_type[0] == EIGHT_SHORT_SEQUENCE ?
 528                                         ff_swb_offset_128 [s->samplerate_index]:
 529                                         ff_swb_offset_1024[s->samplerate_index];
 530             clip_avoidance_factor = 0.0f;
 531             for (w = 0; w < ics->num_windows; w++)
 532                 ics->group_len[w] = wi[ch].grouping[w];
 533             for (w = 0; w < ics->num_windows; w++) {
 534                 if (wi[ch].clipping[w] > CLIP_AVOIDANCE_FACTOR) {
 535                     ics->window_clipping[w] = 1;
 536                     clip_avoidance_factor = FFMAX(clip_avoidance_factor, wi[ch].clipping[w]);
 537                 } else {
 538                     ics->window_clipping[w] = 0;
 539                 }
 540             }
 541             if (clip_avoidance_factor > CLIP_AVOIDANCE_FACTOR) {
 542                 ics->clip_avoidance_factor = CLIP_AVOIDANCE_FACTOR / clip_avoidance_factor;
 543             } else {
 544                 ics->clip_avoidance_factor = 1.0f;
 545             }
 546
 547             apply_window_and_mdct(s, &cpe->ch[ch], overlap);
 548             if (isnan(cpe->ch->coeffs[0])) {
 549                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Input contains NaN\n");
 550                 return AVERROR(EINVAL);
 551             }
 552             avoid_clipping(s, &cpe->ch[ch]);
 553         }
 554         start_ch += chans;
 555     }
 556     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, avpkt, 8192 * s->channels, 0)) < 0)
 557         return ret;
 558     do {
 559         int frame_bits;
 560
 561         init_put_bits(&s->pb, avpkt->data, avpkt->size);
 562
 563         if ((avctx->frame_number & 0xFF)==1 && !(avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_BITEXACT))
 564             put_bitstream_info(s, LIBAVCODEC_IDENT);
 565         start_ch = 0;
 566         memset(chan_el_counter, 0, sizeof(chan_el_counter));
 567         for (i = 0; i < s->chan_map[0]; i++) {
 568             FFPsyWindowInfo* wi = windows + start_ch;
 569             const float *coeffs[2];
 570             tag      = s->chan_map[i+1];
 571             chans    = tag == TYPE_CPE ? 2 : 1;
 572             cpe      = &s->cpe[i];
 573             memset(cpe->is_mask, 0, sizeof(cpe->is_mask));
 574             memset(cpe->ms_mask, 0, sizeof(cpe->ms_mask));
 575             put_bits(&s->pb, 3, tag);
 576             put_bits(&s->pb, 4, chan_el_counter[tag]++);
 577             for (ch = 0; ch < chans; ch++) {
 578                 sce = &cpe->ch[ch];
 579                 coeffs[ch] = sce->coeffs;
 580                 sce->ics.predictor_present = 0;
 581                 memset(&sce->ics.prediction_used, 0, sizeof(sce->ics.prediction_used));
 582                 memset(&sce->tns, 0, sizeof(TemporalNoiseShaping));
 583                 for (w = 0; w < 128; w++)
 584                     if (sce->band_type[w] > RESERVED_BT)
 585                         sce->band_type[w] = 0;
 586             }
 587             s->psy.model->analyze(&s->psy, start_ch, coeffs, wi);
 588             for (ch = 0; ch < chans; ch++) {
 589                 s->cur_channel = start_ch + ch;
 590                 s->coder->search_for_quantizers(avctx, s, &cpe->ch[ch], s->lambda);
 591             }
 592             cpe->common_window = 0;
 593             if (chans > 1
 594                 && wi[0].window_type[0] == wi[1].window_type[0]
 595                 && wi[0].window_shape   == wi[1].window_shape) {
 596
 597                 cpe->common_window = 1;
 598                 for (w = 0; w < wi[0].num_windows; w++) {
 599                     if (wi[0].grouping[w] != wi[1].grouping[w]) {
 600                         cpe->common_window = 0;
 601                         break;
 602                     }
 603                 }
 604             }
 605             for (ch = 0; ch < chans; ch++) {
 606                 sce = &cpe->ch[ch];
 607                 s->cur_channel = start_ch + ch;
 608                 if (s->options.pns && s->coder->search_for_pns)
 609                     s->coder->search_for_pns(s, avctx, sce);
 610                 if (s->options.tns && s->coder->search_for_tns)
 611                     s->coder->search_for_tns(s, sce);
 612                 if (s->options.pred && s->coder->search_for_pred)
 613                     s->coder->search_for_pred(s, sce);
 614                 if (sce->tns.present)
 615                     tns_mode = 1;
 616                 if (sce->ics.predictor_present)
 617                     pred_mode = 1;
 618             }
 619             s->cur_channel = start_ch;
 620             if (s->options.stereo_mode && cpe->common_window) {
 621                 if (s->options.stereo_mode > 0) {
 622                     IndividualChannelStream *ics = &cpe->ch[0].ics;
 623                     for (w = 0; w < ics->num_windows; w += ics->group_len[w])
 624                         for (g = 0;  g < ics->num_swb; g++)
 625                             cpe->ms_mask[w*16+g] = 1;
 626                 } else if (s->coder->search_for_ms) {
 627                     s->coder->search_for_ms(s, cpe);
 628                 }
 629             }
 630             if (s->options.intensity_stereo && s->coder->search_for_is) {
 631                 s->coder->search_for_is(s, avctx, cpe);
 632                 if (cpe->is_mode) is_mode = 1;
 633             }
 634             if (s->options.pred && s->coder->adjust_common_prediction)
 635                 s->coder->adjust_common_prediction(s, cpe);
 636             if (s->coder->set_special_band_scalefactors)
 637                 for (ch = 0; ch < chans; ch++)
 638                     s->coder->set_special_band_scalefactors(s, &cpe->ch[ch]);
 639             if (s->options.pred && s->coder->apply_main_pred)
 640                 for (ch = 0; ch < chans; ch++)
 641                     s->coder->apply_main_pred(s, &cpe->ch[ch]);
 642             adjust_frame_information(cpe, chans);
 643             if (chans == 2) {
 644                 put_bits(&s->pb, 1, cpe->common_window);
 645                 if (cpe->common_window) {
 646                     put_ics_info(s, &cpe->ch[0].ics);
 647                     if (s->coder->encode_main_pred)
 648                         s->coder->encode_main_pred(s, &cpe->ch[0]);
 649                     encode_ms_info(&s->pb, cpe);
 650                     if (cpe->ms_mode) ms_mode = 1;
 651                 }
 652             }
 653             for (ch = 0; ch < chans; ch++) {
 654                 s->cur_channel = start_ch + ch;
 655                 encode_individual_channel(avctx, s, &cpe->ch[ch], cpe->common_window);
 656             }
 657             start_ch += chans;
 658         }
 659
 660         frame_bits = put_bits_count(&s->pb);
 661         if (frame_bits <= 6144 * s->channels - 3) {
 662             s->psy.bitres.bits = frame_bits / s->channels;
 663             break;
 664         }
 665         if (is_mode || ms_mode || tns_mode || pred_mode) {
 666             for (i = 0; i < s->chan_map[0]; i++) {
 667                 // Must restore coeffs
 668                 chans = tag == TYPE_CPE ? 2 : 1;
 669                 cpe = &s->cpe[i];
 670                 for (ch = 0; ch < chans; ch++)
 671                     memcpy(cpe->ch[ch].coeffs, cpe->ch[ch].pcoeffs, sizeof(cpe->ch[ch].coeffs));
 672             }
 673         }
 674
 675         s->lambda *= avctx->bit_rate * 1024.0f / avctx->sample_rate / frame_bits;
 676
 677     } while (1);
 678
 679     // update predictor state
 680     if (s->options.pred && s->coder->update_main_pred) {
 681         for (i = 0; i < s->chan_map[0]; i++) {
 682             cpe = &s->cpe[i];
 683             for (ch = 0; ch < chans; ch++)
 684                 s->coder->update_main_pred(s, &cpe->ch[ch],
 685                                            (cpe->common_window && !ch) ? cpe : NULL);
 686         }
 687     }
 688
 689     put_bits(&s->pb, 3, TYPE_END);
 690     flush_put_bits(&s->pb);
 691     avctx->frame_bits = put_bits_count(&s->pb);
 692
 693     // rate control stuff
 694     if (!(avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_QSCALE)) {
 695         float ratio = avctx->bit_rate * 1024.0f / avctx->sample_rate / avctx->frame_bits;
 696         s->lambda *= ratio;
 697         s->lambda = FFMIN(s->lambda, 65536.f);
 698     }
 699
 700     if (!frame)
 701         s->last_frame++;
 702
 703     ff_af_queue_remove(&s->afq, avctx->frame_size, &avpkt->pts,
 704                        &avpkt->duration);
 705
 706     avpkt->size = put_bits_count(&s->pb) >> 3;
 707     *got_packet_ptr = 1;
 708     return 0;
 709 }
 710
 711 static av_cold int aac_encode_end(AVCodecContext *avctx)
 712 {
 713     AACEncContext *s = avctx->priv_data;
 714
 715     ff_mdct_end(&s->mdct1024);
 716     ff_mdct_end(&s->mdct128);
 717     ff_psy_end(&s->psy);
 718     ff_lpc_end(&s->lpc);
 719     if (s->psypp)
 720         ff_psy_preprocess_end(s->psypp);
 721     av_freep(&s->buffer.samples);
 722     av_freep(&s->cpe);
 723     av_freep(&s->fdsp);
 724     ff_af_queue_close(&s->afq);
 725     return 0;
 726 }
 727
 728 static av_cold int dsp_init(AVCodecContext *avctx, AACEncContext *s)
 729 {
 730     int ret = 0;
 731
 732     s->fdsp = avpriv_float_dsp_alloc(avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_BITEXACT);
 733     if (!s->fdsp)
 734         return AVERROR(ENOMEM);
 735
 736     // window init
 737     ff_kbd_window_init(ff_aac_kbd_long_1024, 4.0, 1024);
 738     ff_kbd_window_init(ff_aac_kbd_short_128, 6.0, 128);
 739     ff_init_ff_sine_windows(10);
 740     ff_init_ff_sine_windows(7);
 741
 742     if ((ret = ff_mdct_init(&s->mdct1024, 11, 0, 32768.0)) < 0)
 743         return ret;
 744     if ((ret = ff_mdct_init(&s->mdct128,   8, 0, 32768.0)) < 0)
 745         return ret;
 746
 747     return 0;
 748 }
 749
 750 static av_cold int alloc_buffers(AVCodecContext *avctx, AACEncContext *s)
 751 {
 752     int ch;
 753     FF_ALLOCZ_ARRAY_OR_GOTO(avctx, s->buffer.samples, s->channels, 3 * 1024 * sizeof(s->buffer.samples[0]), alloc_fail);
 754     FF_ALLOCZ_ARRAY_OR_GOTO(avctx, s->cpe, s->chan_map[0], sizeof(ChannelElement), alloc_fail);
 755     FF_ALLOCZ_OR_GOTO(avctx, avctx->extradata, 5 + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE, alloc_fail);
 756
 757     for(ch = 0; ch < s->channels; ch++)
 758         s->planar_samples[ch] = s->buffer.samples + 3 * 1024 * ch;
 759
 760     return 0;
 761 alloc_fail:
 762     return AVERROR(ENOMEM);
 763 }
 764
 765 static av_cold int aac_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 766 {
 767     AACEncContext *s = avctx->priv_data;
 768     int i, ret = 0;
 769     const uint8_t *sizes[2];
 770     uint8_t grouping[AAC_MAX_CHANNELS];
 771     int lengths[2];
 772
 773     avctx->frame_size = 1024;
 774
 775     for (i = 0; i < 16; i++)
 776         if (avctx->sample_rate == avpriv_mpeg4audio_sample_rates[i])
 777             break;
 778
 779     s->channels = avctx->channels;
 780
 781     ERROR_IF(i == 16 || i >= ff_aac_swb_size_1024_len || i >= ff_aac_swb_size_128_len,
 782              "Unsupported sample rate %d\n", avctx->sample_rate);
 783     ERROR_IF(s->channels > AAC_MAX_CHANNELS,
 784              "Unsupported number of channels: %d\n", s->channels);
 785     WARN_IF(1024.0 * avctx->bit_rate / avctx->sample_rate > 6144 * s->channels,
 786              "Too many bits per frame requested, clamping to max\n");
 787     if (avctx->profile == FF_PROFILE_AAC_MAIN) {
 788         s->options.pred = 1;
 789     } else if (avctx->profile == FF_PROFILE_AAC_LOW && s->options.pred) {
 790         s->profile = 0; /* Main */
 791         WARN_IF(1, "Prediction requested, changing profile to AAC-Main\n");
 792     } else if (avctx->profile == FF_PROFILE_AAC_LOW ||
 793         avctx->profile == FF_PROFILE_UNKNOWN) {
 794         s->profile = 1; /* Low */
 795     } else {
 796         ERROR_IF(1, "Unsupported profile %d\n", avctx->profile);
 797     }
 798
 799     avctx->bit_rate = (int)FFMIN(
 800         6144 * s->channels / 1024.0 * avctx->sample_rate,
 801         avctx->bit_rate);
 802
 803     s->samplerate_index = i;
 804
 805     s->chan_map = aac_chan_configs[s->channels-1];
 806
 807     if ((ret = dsp_init(avctx, s)) < 0)
 808         goto fail;
 809
 810     if ((ret = alloc_buffers(avctx, s)) < 0)
 811         goto fail;
 812
 813     avctx->extradata_size = 5;
 814     put_audio_specific_config(avctx);
 815
 816     sizes[0]   = ff_aac_swb_size_1024[i];
 817     sizes[1]   = ff_aac_swb_size_128[i];
 818     lengths[0] = ff_aac_num_swb_1024[i];
 819     lengths[1] = ff_aac_num_swb_128[i];
 820     for (i = 0; i < s->chan_map[0]; i++)
 821         grouping[i] = s->chan_map[i + 1] == TYPE_CPE;
 822     if ((ret = ff_psy_init(&s->psy, avctx, 2, sizes, lengths,
 823                            s->chan_map[0], grouping)) < 0)
 824         goto fail;
 825     s->psypp = ff_psy_preprocess_init(avctx);
 826     s->coder = &ff_aac_coders[s->options.aac_coder];
 827     ff_lpc_init(&s->lpc, avctx->frame_size, TNS_MAX_ORDER, FF_LPC_TYPE_LEVINSON);
 828
 829     if (HAVE_MIPSDSPR1)
 830         ff_aac_coder_init_mips(s);
 831
 832     s->lambda = avctx->global_quality > 0 ? avctx->global_quality : 120;
 833
 834     ff_aac_tableinit();
 835
 836     avctx->initial_padding = 1024;
 837     ff_af_queue_init(avctx, &s->afq);
 838
 839     return 0;
 840 fail:
 841     aac_encode_end(avctx);
 842     return ret;
 843 }
 844
 845 #define AACENC_FLAGS AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM
 846 static const AVOption aacenc_options[] = {
 847     {"stereo_mode", "Stereo coding method", offsetof(AACEncContext, options.stereo_mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0}, -1, 1, AACENC_FLAGS, "stereo_mode"},
 848         {"auto",     "Selected by the Encoder", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = -1 }, INT_MIN, INT_MAX, AACENC_FLAGS, "stereo_mode"},
 849         {"ms_off",   "Disable Mid/Side coding", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 =  0 }, INT_MIN, INT_MAX, AACENC_FLAGS, "stereo_mode"},
 850         {"ms_force", "Force Mid/Side for the whole frame if possible", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 =  1 }, INT_MIN, INT_MAX, AACENC_FLAGS, "stereo_mode"},
 851     {"aac_coder", "Coding algorithm", offsetof(AACEncContext, options.aac_coder), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = AAC_CODER_TWOLOOP}, 0, AAC_CODER_NB-1, AACENC_FLAGS, "aac_coder"},
 852         {"faac",     "FAAC-inspired method",      0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = AAC_CODER_FAAC},    INT_MIN, INT_MAX, AACENC_FLAGS, "aac_coder"},
 853         {"anmr",     "ANMR method",               0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = AAC_CODER_ANMR},    INT_MIN, INT_MAX, AACENC_FLAGS, "aac_coder"},
 854         {"twoloop",  "Two loop searching method", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = AAC_CODER_TWOLOOP}, INT_MIN, INT_MAX, AACENC_FLAGS, "aac_coder"},
 855         {"fast",     "Constant quantizer",        0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = AAC_CODER_FAST},    INT_MIN, INT_MAX, AACENC_FLAGS, "aac_coder"},
 856     {"aac_pns", "Perceptual Noise Substitution", offsetof(AACEncContext, options.pns), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0}, 0, 1, AACENC_FLAGS, "aac_pns"},
 857         {"disable",  "Disable perceptual noise substitution", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 =  0 }, INT_MIN, INT_MAX, AACENC_FLAGS, "aac_pns"},
 858         {"enable",   "Enable perceptual noise substitution",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 =  1 }, INT_MIN, INT_MAX, AACENC_FLAGS, "aac_pns"},
 859     {"aac_is", "Intensity stereo coding", offsetof(AACEncContext, options.intensity_stereo), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0}, 0, 1, AACENC_FLAGS, "intensity_stereo"},
 860         {"disable",  "Disable intensity stereo coding", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = 0}, INT_MIN, INT_MAX, AACENC_FLAGS, "intensity_stereo"},
 861         {"enable",   "Enable intensity stereo coding", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = 1}, INT_MIN, INT_MAX, AACENC_FLAGS, "intensity_stereo"},
 862     {"aac_tns", "Temporal noise shaping", offsetof(AACEncContext, options.tns), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0}, 0, 1, AACENC_FLAGS, "aac_tns"},
 863         {"disable",  "Disable temporal noise shaping", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = 0}, INT_MIN, INT_MAX, AACENC_FLAGS, "aac_tns"},
 864         {"enable",   "Enable temporal noise shaping", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = 1}, INT_MIN, INT_MAX, AACENC_FLAGS, "aac_tns"},
 865     {"aac_pred", "AAC-Main prediction", offsetof(AACEncContext, options.pred), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0}, 0, 1, AACENC_FLAGS, "aac_pred"},
 866         {"disable",  "Disable AAC-Main prediction", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = 0}, INT_MIN, INT_MAX, AACENC_FLAGS, "aac_pred"},
 867         {"enable",   "Enable AAC-Main prediction", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = 1}, INT_MIN, INT_MAX, AACENC_FLAGS, "aac_pred"},
 868     {NULL}
 869 };
 870
 871 static const AVClass aacenc_class = {
 872     "AAC encoder",
 873     av_default_item_name,
 874     aacenc_options,
 875     LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 876 };
 877
 878 AVCodec ff_aac_encoder = {
 879     .name           = "aac",
 880     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("AAC (Advanced Audio Coding)"),
 881     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 882     .id             = AV_CODEC_ID_AAC,
 883     .priv_data_size = sizeof(AACEncContext),
 884     .init           = aac_encode_init,
 885     .encode2        = aac_encode_frame,
 886     .close          = aac_encode_end,
 887     .supported_samplerates = mpeg4audio_sample_rates,
 888     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME | AV_CODEC_CAP_DELAY |
 889                       AV_CODEC_CAP_EXPERIMENTAL,
 890     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]){ AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
 891                                                      AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 892     .priv_class     = &aacenc_class,
 893 };