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 "libavutil/common.h"
  28
  29 #include "avcodec.h"
  30 #include "ac3.h"
  31
  32 /**
  33  * Starting frequency coefficient bin for each critical band.
  34  */
  35 const uint8_t ff_ac3_band_start_tab[AC3_CRITICAL_BANDS+1] = {
  36       0,  1,   2,   3,   4,   5,   6,   7,   8,   9,
  37      10,  11, 12,  13,  14,  15,  16,  17,  18,  19,
  38      20,  21, 22,  23,  24,  25,  26,  27,  28,  31,
  39      34,  37, 40,  43,  46,  49,  55,  61,  67,  73,
  40      79,  85, 97, 109, 121, 133, 157, 181, 205, 229, 253
  41 };
  42
  43 /**
  44  * Map each frequency coefficient bin to the critical band that contains it.
  45  */
  46 const uint8_t ff_ac3_bin_to_band_tab[253] = {
  47      0,
  48      1,  2,  3,  4,  5,  6,  7,  8,  9, 10, 11, 12,
  49     13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24,
  50     25, 26, 27, 28, 28, 28, 29, 29, 29, 30, 30, 30,
  51     31, 31, 31, 32, 32, 32, 33, 33, 33, 34, 34, 34,
  52     35, 35, 35, 35, 35, 35, 36, 36, 36, 36, 36, 36,
  53     37, 37, 37, 37, 37, 37, 38, 38, 38, 38, 38, 38,
  54     39, 39, 39, 39, 39, 39, 40, 40, 40, 40, 40, 40,
  55     41, 41, 41, 41, 41, 41, 41, 41, 41, 41, 41, 41,
  56     42, 42, 42, 42, 42, 42, 42, 42, 42, 42, 42, 42,
  57     43, 43, 43, 43, 43, 43, 43, 43, 43, 43, 43, 43,
  58     44, 44, 44, 44, 44, 44, 44, 44, 44, 44, 44, 44,
  59     45, 45, 45, 45, 45, 45, 45, 45, 45, 45, 45, 45,
  60     45, 45, 45, 45, 45, 45, 45, 45, 45, 45, 45, 45,
  61     46, 46, 46, 46, 46, 46, 46, 46, 46, 46, 46, 46,
  62     46, 46, 46, 46, 46, 46, 46, 46, 46, 46, 46, 46,
  63     47, 47, 47, 47, 47, 47, 47, 47, 47, 47, 47, 47,
  64     47, 47, 47, 47, 47, 47, 47, 47, 47, 47, 47, 47,
  65     48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48,
  66     48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48,
  67     49, 49, 49, 49, 49, 49, 49, 49, 49, 49, 49, 49,
  68     49, 49, 49, 49, 49, 49, 49, 49, 49, 49, 49, 49
  69 };
  70
  71 static inline int calc_lowcomp1(int a, int b0, int b1, int c)
  72 {
  73     if ((b0 + 256) == b1) {
  74         a = c;
  75     } else if (b0 > b1) {
  76         a = FFMAX(a - 64, 0);
  77     }
  78     return a;
  79 }
  80
  81 static inline int calc_lowcomp(int a, int b0, int b1, int bin)
  82 {
  83     if (bin < 7) {
  84         return calc_lowcomp1(a, b0, b1, 384);
  85     } else if (bin < 20) {
  86         return calc_lowcomp1(a, b0, b1, 320);
  87     } else {
  88         return FFMAX(a - 128, 0);
  89     }
  90 }
  91
  92 void ff_ac3_bit_alloc_calc_psd(int8_t *exp, int start, int end, int16_t *psd,
  93                                int16_t *band_psd)
  94 {
  95     int bin, band;
  96
  97     /* exponent mapping to PSD */
  98     for (bin = start; bin < end; bin++) {
  99         psd[bin]=(3072 - (exp[bin] << 7));
 100     }
 101
 102     /* PSD integration */
 103     bin  = start;
 104     band = ff_ac3_bin_to_band_tab[start];
 105     do {
 106         int v = psd[bin++];
 107         int band_end = FFMIN(ff_ac3_band_start_tab[band+1], end);
 108         for (; bin < band_end; bin++) {
 109             int max = FFMAX(v, psd[bin]);
 110             /* logadd */
 111             int adr = FFMIN(max - ((v + psd[bin] + 1) >> 1), 255);
 112             v = max + ff_ac3_log_add_tab[adr];
 113         }
 114         band_psd[band++] = v;
 115     } while (end > ff_ac3_band_start_tab[band]);
 116 }
 117
 118 int ff_ac3_bit_alloc_calc_mask(AC3BitAllocParameters *s, int16_t *band_psd,
 119                                int start, int end, int fast_gain, int is_lfe,
 120                                int dba_mode, int dba_nsegs, uint8_t *dba_offsets,
 121                                uint8_t *dba_lengths, uint8_t *dba_values,
 122                                int16_t *mask)
 123 {
 124     int16_t excite[AC3_CRITICAL_BANDS]; /* excitation */
 125     int band;
 126     int band_start, band_end, begin, end1;
 127     int lowcomp, fastleak, slowleak;
 128
 129     if (end <= 0)
 130         return AVERROR_INVALIDDATA;
 131
 132     /* excitation function */
 133     band_start = ff_ac3_bin_to_band_tab[start];
 134     band_end   = ff_ac3_bin_to_band_tab[end-1] + 1;
 135
 136     if (band_start == 0) {
 137         lowcomp = 0;
 138         lowcomp = calc_lowcomp1(lowcomp, band_psd[0], band_psd[1], 384);
 139         excite[0] = band_psd[0] - fast_gain - lowcomp;
 140         lowcomp = calc_lowcomp1(lowcomp, band_psd[1], band_psd[2], 384);
 141         excite[1] = band_psd[1] - fast_gain - lowcomp;
 142         begin = 7;
 143         for (band = 2; band < 7; band++) {
 144             if (!(is_lfe && band == 6))
 145                 lowcomp = calc_lowcomp1(lowcomp, band_psd[band], band_psd[band+1], 384);
 146             fastleak = band_psd[band] - fast_gain;
 147             slowleak = band_psd[band] - s->slow_gain;
 148             excite[band] = fastleak - lowcomp;
 149             if (!(is_lfe && band == 6)) {
 150                 if (band_psd[band] <= band_psd[band+1]) {
 151                     begin = band + 1;
 152                     break;
 153                 }
 154             }
 155         }
 156
 157         end1 = FFMIN(band_end, 22);
 158         for (band = begin; band < end1; band++) {
 159             if (!(is_lfe && band == 6))
 160                 lowcomp = calc_lowcomp(lowcomp, band_psd[band], band_psd[band+1], band);
 161             fastleak = FFMAX(fastleak - s->fast_decay, band_psd[band] - fast_gain);
 162             slowleak = FFMAX(slowleak - s->slow_decay, band_psd[band] - s->slow_gain);
 163             excite[band] = FFMAX(fastleak - lowcomp, slowleak);
 164         }
 165         begin = 22;
 166     } else {
 167         /* coupling channel */
 168         begin = band_start;
 169         fastleak = (s->cpl_fast_leak << 8) + 768;
 170         slowleak = (s->cpl_slow_leak << 8) + 768;
 171     }
 172
 173     for (band = begin; band < band_end; band++) {
 174         fastleak = FFMAX(fastleak - s->fast_decay, band_psd[band] - fast_gain);
 175         slowleak = FFMAX(slowleak - s->slow_decay, band_psd[band] - s->slow_gain);
 176         excite[band] = FFMAX(fastleak, slowleak);
 177     }
 178
 179     /* compute masking curve */
 180
 181     for (band = band_start; band < band_end; band++) {
 182         int tmp = s->db_per_bit - band_psd[band];
 183         if (tmp > 0) {
 184             excite[band] += tmp >> 2;
 185         }
 186         mask[band] = FFMAX(ff_ac3_hearing_threshold_tab[band >> s->sr_shift][s->sr_code], excite[band]);
 187     }
 188
 189     /* delta bit allocation */
 190
 191     if (dba_mode == DBA_REUSE || dba_mode == DBA_NEW) {
 192         int i, seg, delta;
 193         if (dba_nsegs > 8)
 194             return -1;
 195         band = band_start;
 196         for (seg = 0; seg < dba_nsegs; seg++) {
 197             band += dba_offsets[seg];
 198             if (band >= AC3_CRITICAL_BANDS || dba_lengths[seg] > AC3_CRITICAL_BANDS-band)
 199                 return -1;
 200             if (dba_values[seg] >= 4) {
 201                 delta = (dba_values[seg] - 3) * 128;
 202             } else {
 203                 delta = (dba_values[seg] - 4) * 128;
 204             }
 205             for (i = 0; i < dba_lengths[seg]; i++) {
 206                 mask[band++] += delta;
 207             }
 208         }
 209     }
 210     return 0;
 211 }