git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/ac3.c

   1 /*
   2  * Common code between the AC-3 encoder and decoder
   3  * Copyright (c) 2000 Fabrice Bellard
   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  * Common code between the AC-3 encoder and decoder.
  25  */
  26
  27 #include "avcodec.h"
  28 #include "ac3.h"
  29 #include "get_bits.h"
  30
  31 /**
  32  * Starting frequency coefficient bin for each critical band.
  33  */
  34 const uint8_t ff_ac3_band_start_tab[AC3_CRITICAL_BANDS+1] = {
  35       0,  1,   2,   3,   4,   5,   6,   7,   8,   9,
  36      10,  11, 12,  13,  14,  15,  16,  17,  18,  19,
  37      20,  21, 22,  23,  24,  25,  26,  27,  28,  31,
  38      34,  37, 40,  43,  46,  49,  55,  61,  67,  73,
  39      79,  85, 97, 109, 121, 133, 157, 181, 205, 229, 253
  40 };
  41
  42 /**
  43  * Map each frequency coefficient bin to the critical band that contains it.
  44  */
  45 const uint8_t ff_ac3_bin_to_band_tab[253] = {
  46      0,
  47      1,  2,  3,  4,  5,  6,  7,  8,  9, 10, 11, 12,
  48     13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24,
  49     25, 26, 27, 28, 28, 28, 29, 29, 29, 30, 30, 30,
  50     31, 31, 31, 32, 32, 32, 33, 33, 33, 34, 34, 34,
  51     35, 35, 35, 35, 35, 35, 36, 36, 36, 36, 36, 36,
  52     37, 37, 37, 37, 37, 37, 38, 38, 38, 38, 38, 38,
  53     39, 39, 39, 39, 39, 39, 40, 40, 40, 40, 40, 40,
  54     41, 41, 41, 41, 41, 41, 41, 41, 41, 41, 41, 41,
  55     42, 42, 42, 42, 42, 42, 42, 42, 42, 42, 42, 42,
  56     43, 43, 43, 43, 43, 43, 43, 43, 43, 43, 43, 43,
  57     44, 44, 44, 44, 44, 44, 44, 44, 44, 44, 44, 44,
  58     45, 45, 45, 45, 45, 45, 45, 45, 45, 45, 45, 45,
  59     45, 45, 45, 45, 45, 45, 45, 45, 45, 45, 45, 45,
  60     46, 46, 46, 46, 46, 46, 46, 46, 46, 46, 46, 46,
  61     46, 46, 46, 46, 46, 46, 46, 46, 46, 46, 46, 46,
  62     47, 47, 47, 47, 47, 47, 47, 47, 47, 47, 47, 47,
  63     47, 47, 47, 47, 47, 47, 47, 47, 47, 47, 47, 47,
  64     48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48,
  65     48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48,
  66     49, 49, 49, 49, 49, 49, 49, 49, 49, 49, 49, 49,
  67     49, 49, 49, 49, 49, 49, 49, 49, 49, 49, 49, 49
  68 };
  69
  70 static inline int calc_lowcomp1(int a, int b0, int b1, int c)
  71 {
  72     if ((b0 + 256) == b1) {
  73         a = c;
  74     } else if (b0 > b1) {
  75         a = FFMAX(a - 64, 0);
  76     }
  77     return a;
  78 }
  79
  80 static inline int calc_lowcomp(int a, int b0, int b1, int bin)
  81 {
  82     if (bin < 7) {
  83         return calc_lowcomp1(a, b0, b1, 384);
  84     } else if (bin < 20) {
  85         return calc_lowcomp1(a, b0, b1, 320);
  86     } else {
  87         return FFMAX(a - 128, 0);
  88     }
  89 }
  90
  91 void ff_ac3_bit_alloc_calc_psd(int8_t *exp, int start, int end, int16_t *psd,
  92                                int16_t *band_psd)
  93 {
  94     int bin, band;
  95
  96     /* exponent mapping to PSD */
  97     for (bin = start; bin < end; bin++) {
  98         psd[bin]=(3072 - (exp[bin] << 7));
  99     }
 100
 101     /* PSD integration */
 102     bin  = start;
 103     band = ff_ac3_bin_to_band_tab[start];
 104     do {
 105         int v = psd[bin++];
 106         int band_end = FFMIN(ff_ac3_band_start_tab[band+1], end);
 107         for (; bin < band_end; bin++) {
 108             int max = FFMAX(v, psd[bin]);
 109             /* logadd */
 110             int adr = FFMIN(max - ((v + psd[bin] + 1) >> 1), 255);
 111             v = max + ff_ac3_log_add_tab[adr];
 112         }
 113         band_psd[band++] = v;
 114     } while (end > ff_ac3_band_start_tab[band]);
 115 }
 116
 117 int ff_ac3_bit_alloc_calc_mask(AC3BitAllocParameters *s, int16_t *band_psd,
 118                                int start, int end, int fast_gain, int is_lfe,
 119                                int dba_mode, int dba_nsegs, uint8_t *dba_offsets,
 120                                uint8_t *dba_lengths, uint8_t *dba_values,
 121                                int16_t *mask)
 122 {
 123     int16_t excite[AC3_CRITICAL_BANDS]; /* excitation */
 124     int band;
 125     int band_start, band_end, begin, end1;
 126     int lowcomp, fastleak, slowleak;
 127
 128     if (end <= 0)
 129         return AVERROR_INVALIDDATA;
 130
 131     /* excitation function */
 132     band_start = ff_ac3_bin_to_band_tab[start];
 133     band_end   = ff_ac3_bin_to_band_tab[end-1] + 1;
 134
 135     if (band_start == 0) {
 136         lowcomp = 0;
 137         lowcomp = calc_lowcomp1(lowcomp, band_psd[0], band_psd[1], 384);
 138         excite[0] = band_psd[0] - fast_gain - lowcomp;
 139         lowcomp = calc_lowcomp1(lowcomp, band_psd[1], band_psd[2], 384);
 140         excite[1] = band_psd[1] - fast_gain - lowcomp;
 141         begin = 7;
 142         for (band = 2; band < 7; band++) {
 143             if (!(is_lfe && band == 6))
 144                 lowcomp = calc_lowcomp1(lowcomp, band_psd[band], band_psd[band+1], 384);
 145             fastleak = band_psd[band] - fast_gain;
 146             slowleak = band_psd[band] - s->slow_gain;
 147             excite[band] = fastleak - lowcomp;
 148             if (!(is_lfe && band == 6)) {
 149                 if (band_psd[band] <= band_psd[band+1]) {
 150                     begin = band + 1;
 151                     break;
 152                 }
 153             }
 154         }
 155
 156         end1 = FFMIN(band_end, 22);
 157         for (band = begin; band < end1; band++) {
 158             if (!(is_lfe && band == 6))
 159                 lowcomp = calc_lowcomp(lowcomp, band_psd[band], band_psd[band+1], band);
 160             fastleak = FFMAX(fastleak - s->fast_decay, band_psd[band] - fast_gain);
 161             slowleak = FFMAX(slowleak - s->slow_decay, band_psd[band] - s->slow_gain);
 162             excite[band] = FFMAX(fastleak - lowcomp, slowleak);
 163         }
 164         begin = 22;
 165     } else {
 166         /* coupling channel */
 167         begin = band_start;
 168         fastleak = (s->cpl_fast_leak << 8) + 768;
 169         slowleak = (s->cpl_slow_leak << 8) + 768;
 170     }
 171
 172     for (band = begin; band < band_end; band++) {
 173         fastleak = FFMAX(fastleak - s->fast_decay, band_psd[band] - fast_gain);
 174         slowleak = FFMAX(slowleak - s->slow_decay, band_psd[band] - s->slow_gain);
 175         excite[band] = FFMAX(fastleak, slowleak);
 176     }
 177
 178     /* compute masking curve */
 179
 180     for (band = band_start; band < band_end; band++) {
 181         int tmp = s->db_per_bit - band_psd[band];
 182         if (tmp > 0) {
 183             excite[band] += tmp >> 2;
 184         }
 185         mask[band] = FFMAX(ff_ac3_hearing_threshold_tab[band >> s->sr_shift][s->sr_code], excite[band]);
 186     }
 187
 188     /* delta bit allocation */
 189
 190     if (dba_mode == DBA_REUSE || dba_mode == DBA_NEW) {
 191         int i, seg, delta;
 192         if (dba_nsegs > 8)
 193             return -1;
 194         band = band_start;
 195         for (seg = 0; seg < dba_nsegs; seg++) {
 196             band += dba_offsets[seg];
 197             if (band >= AC3_CRITICAL_BANDS || dba_lengths[seg] > AC3_CRITICAL_BANDS-band)
 198                 return -1;
 199             if (dba_values[seg] >= 4) {
 200                 delta = (dba_values[seg] - 3) * 128;
 201             } else {
 202                 delta = (dba_values[seg] - 4) * 128;
 203             }
 204             for (i = 0; i < dba_lengths[seg]; i++) {
 205                 mask[band++] += delta;
 206             }
 207         }
 208     }
 209     return 0;
 210 }