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

   1 /**
   2  * ALAC audio encoder
   3  * Copyright (c) 2008  Jaikrishnan Menon <realityman@gmx.net>
   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 #include "avcodec.h"
  23 #include "bitstream.h"
  24 #include "dsputil.h"
  25 #include "lpc.h"
  26
  27 #define DEFAULT_FRAME_SIZE        4096
  28 #define DEFAULT_SAMPLE_SIZE       16
  29 #define MAX_CHANNELS              8
  30 #define ALAC_EXTRADATA_SIZE       36
  31 #define ALAC_FRAME_HEADER_SIZE    55
  32 #define ALAC_FRAME_FOOTER_SIZE    3
  33
  34 #define ALAC_ESCAPE_CODE          0x1FF
  35 #define ALAC_MAX_LPC_ORDER        30
  36
  37     int interlacing_shift;
  38     int interlacing_leftweight;
  39     PutBitContext pbctx;
  40     DSPContext dspctx;
  41     AVCodecContext *avctx;
  42 } AlacEncodeContext;
  43
  44
  45 static void encode_scalar(AlacEncodeContext *s, int x, int k, int write_sample_size)
  46 {
  47     int divisor, q, r;
  48
  49     k = FFMIN(k, s->rc.k_modifier);
  50     divisor = (1<<k) - 1;
  51     q = x / divisor;
  52     r = x % divisor;
  53
  54     if(q > 8) {
  55         // write escape code and sample value directly
  56         put_bits(&s->pbctx, 9, ALAC_ESCAPE_CODE);
  57         put_bits(&s->pbctx, write_sample_size, x);
  58     } else {
  59         if(q)
  60             put_bits(&s->pbctx, q, (1<<q) - 1);
  61         put_bits(&s->pbctx, 1, 0);
  62
  63         if(k != 1) {
  64             if(r > 0)
  65                 put_bits(&s->pbctx, k, r+1);
  66             else
  67                 put_bits(&s->pbctx, k-1, 0);
  68         }
  69     }
  70 }
  71
  72 static void write_frame_header(AlacEncodeContext *s, int is_verbatim)
  73 {
  74     put_bits(&s->pbctx, 3,  s->channels-1);                 // No. of channels -1
  75     put_bits(&s->pbctx, 16, 0);                             // Seems to be zero
  76     put_bits(&s->pbctx, 1,  1);                             // Sample count is in the header
  77     put_bits(&s->pbctx, 2,  0);                             // FIXME: Wasted bytes field
  78     put_bits(&s->pbctx, 1,  is_verbatim);                   // Audio block is verbatim
  79     put_bits(&s->pbctx, 32, s->avctx->frame_size);          // No. of samples in the frame
  80 }
  81
  82 static void write_compressed_frame(AlacEncodeContext *s)
  83 {
  84     int i, j;
  85
  86     /* only simple mid/side decorrelation supported as of now */
  87     alac_stereo_decorrelation(s);
  88     put_bits(&s->pbctx, 8, s->interlacing_shift);
  89     put_bits(&s->pbctx, 8, s->interlacing_leftweight);
  90
  91     for(i=0;i<s->channels;i++) {
  92
  93         calc_predictor_params(s, i);
  94
  95         put_bits(&s->pbctx, 4, 0);  // prediction type : currently only type 0 has been RE'd
  96         put_bits(&s->pbctx, 4, s->lpc[i].lpc_quant);
  97
  98         put_bits(&s->pbctx, 3, s->rc.rice_modifier);
  99         put_bits(&s->pbctx, 5, s->lpc[i].lpc_order);
 100         // predictor coeff. table
 101         for(j=0;j<s->lpc[i].lpc_order;j++) {
 102             put_sbits(&s->pbctx, 16, s->lpc[i].lpc_coeff[j]);
 103         }
 104     }
 105
 106     // apply lpc and entropy coding to audio samples
 107
 108     for(i=0;i<s->channels;i++) {
 109         alac_linear_predictor(s, i);
 110         alac_entropy_coder(s);
 111     }
 112 }
 113
 114 static av_cold int alac_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 115 {
 116     AlacEncodeContext *s    = avctx->priv_data;
 117     uint8_t *alac_extradata = av_mallocz(ALAC_EXTRADATA_SIZE+1);
 118
 119     avctx->frame_size      = DEFAULT_FRAME_SIZE;
 120     avctx->bits_per_sample = DEFAULT_SAMPLE_SIZE;
 121     s->channels            = avctx->channels;
 122     s->samplerate          = avctx->sample_rate;
 123
 124     if(avctx->sample_fmt != SAMPLE_FMT_S16) {
 125         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "only pcm_s16 input samples are supported\n");
 126         return -1;
 127     }
 128
 129     // Set default compression level
 130     if(avctx->compression_level == FF_COMPRESSION_DEFAULT)
 131         s->compression_level = 1;
 132     else
 133         s->compression_level = av_clip(avctx->compression_level, 0, 1);
 134
 135     // Initialize default Rice parameters
 136     s->rc.history_mult    = 40;
 137     s->rc.initial_history = 10;
 138     s->rc.k_modifier      = 14;
 139     s->rc.rice_modifier   = 4;
 140
 141     s->max_coded_frame_size = (ALAC_FRAME_HEADER_SIZE + ALAC_FRAME_FOOTER_SIZE +
 142                                avctx->frame_size*s->channels*avctx->bits_per_sample)>>3;
 143
 144     s->write_sample_size  = avctx->bits_per_sample + s->channels - 1; // FIXME: consider wasted_bytes
 145
 146     AV_WB32(alac_extradata,    ALAC_EXTRADATA_SIZE);
 147     AV_WB32(alac_extradata+4,  MKBETAG('a','l','a','c'));
 148     AV_WB32(alac_extradata+12, avctx->frame_size);
 149     AV_WB8 (alac_extradata+17, avctx->bits_per_sample);
 150     AV_WB8 (alac_extradata+21, s->channels);
 151     AV_WB32(alac_extradata+24, s->max_coded_frame_size);
 152     AV_WB32(alac_extradata+28, s->samplerate*s->channels*avctx->bits_per_sample); // average bitrate
 153     AV_WB32(alac_extradata+32, s->samplerate);
 154
 155     // Set relevant extradata fields
 156     if(s->compression_level > 0) {
 157         AV_WB8(alac_extradata+18, s->rc.history_mult);
 158         AV_WB8(alac_extradata+19, s->rc.initial_history);
 159         AV_WB8(alac_extradata+20, s->rc.k_modifier);
 160     }
 161
 162     avctx->extradata = alac_extradata;
 163     avctx->extradata_size = ALAC_EXTRADATA_SIZE;
 164
 165     avctx->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
 166     avctx->coded_frame->key_frame = 1;
 167
 168     s->avctx = avctx;
 169     dsputil_init(&s->dspctx, avctx);
 170
 171     allocate_sample_buffers(s);
 172
 173     return 0;
 174 }
 175
 176 static av_cold int alac_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 177 {
 178     AlacEncodeContext *s = avctx->priv_data;
 179
 180     av_freep(&avctx->extradata);
 181     avctx->extradata_size = 0;
 182     av_freep(&avctx->coded_frame);
 183     free_sample_buffers(s);
 184     return 0;
 185 }
 186
 187 AVCodec alac_encoder = {
 188     "alac",
 189     CODEC_TYPE_AUDIO,
 190     CODEC_ID_ALAC,
 191     sizeof(AlacEncodeContext),
 192     alac_encode_init,
 193     alac_encode_frame,
 194     alac_encode_close,
 195     .capabilities = CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME,
 196     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("ALAC (Apple Lossless Audio Codec)"),
 197 };