]> git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/amr.c
Fix 16 bit cscd samples, 16 bit raw means RGB555 on Windows, and the original
[ffmpeg] / libavcodec / amr.c
1 /*
2  * AMR Audio decoder stub
3  * Copyright (c) 2003 the ffmpeg project
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     This code implements amr-nb and amr-wb audio encoder/decoder through external reference
23     code from www.3gpp.org. The licence of the code from 3gpp is unclear so you
24     have to download the code separately. Two versions exists: One fixed-point
25     and one with floats. For some reason the float-encoder is significant faster
26     atleast on a P4 1.5GHz (0.9s instead of 9.9s on a 30s audio clip at MR102).
27     Both float and fixed point is supported for amr-nb, but only float for
28     amr-wb.
29
30     --AMR-NB--
31     The fixed-point (TS26.073) can be downloaded from:
32     http://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/26_series/26.073/26073-510.zip
33     Extract the soure into ffmpeg/libavcodec/amr
34     To use the fixed version run "./configure" with "--enable-amr_nb-fixed"
35
36     The float version (default) can be downloaded from:
37     http://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/26_series/26.104/26104-510.zip
38     Extract the soure into ffmpeg/libavcodec/amr_float
39
40     The specification for amr-nb can be found in TS 26.071
41     (http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/26071.htm) and some other
42     info at http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/26-series.htm
43
44     --AMR-WB--
45     The reference code can be downloaded from:
46     http://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/26_series/26.204/26204-510.zip
47     It should be extracted to "libavcodec/amrwb_float". Enable it with
48     "--enable-amr_wb".
49
50     The specification for amr-wb can be downloaded from:
51     http://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/26_series/26.171/26171-500.zip
52
53     If someone want to use the fixed point version it can be downloaded
54     from: http://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/26_series/26.173/26173-571.zip
55
56  */
57
58 #include "avcodec.h"
59
60 #ifdef CONFIG_AMR_NB_FIXED
61
62 #define MMS_IO
63
64 #include "amr/sp_dec.h"
65 #include "amr/d_homing.h"
66 #include "amr/typedef.h"
67 #include "amr/sp_enc.h"
68 #include "amr/sid_sync.h"
69 #include "amr/e_homing.h"
70
71 #else
72 #include "amr_float/interf_dec.h"
73 #include "amr_float/interf_enc.h"
74 #endif
75
76 /* Common code for fixed and float version*/
77 typedef struct AMR_bitrates
78 {
79     int startrate;
80     int stoprate;
81     enum Mode mode;
82
83 } AMR_bitrates;
84
85 /* Match desired bitrate with closest one*/
86 static enum Mode getBitrateMode(int bitrate)
87 {
88     /* Adjusted so that all bitrates can be used from commandline where
89        only a multiple of 1000 can be specified*/
90     AMR_bitrates rates[]={ {0,4999,MR475}, //4
91                            {5000,5899,MR515},//5
92                            {5900,6699,MR59},//6
93                            {6700,7000,MR67},//7
94                            {7001,7949,MR74},//8
95                            {7950,9999,MR795},//9
96                            {10000,11999,MR102},//10
97                            {12000,64000,MR122},//12
98
99                          };
100     int i;
101     for(i=0;i<8;i++)
102     {
103         if(rates[i].startrate<=bitrate && rates[i].stoprate>=bitrate)
104         {
105             return(rates[i].mode);
106         }
107     }
108     /*Return highest possible*/
109     return(MR122);
110 }
111
112 static void amr_decode_fix_avctx(AVCodecContext * avctx)
113 {
114     const int is_amr_wb = 1 + (avctx->codec_id == CODEC_ID_AMR_WB);
115
116     if(avctx->sample_rate == 0)
117     {
118         avctx->sample_rate = 8000 * is_amr_wb;
119     }
120
121     if(avctx->channels == 0)
122     {
123         avctx->channels = 1;
124     }
125
126     avctx->frame_size = 160 * is_amr_wb;
127 }
128
129 #ifdef CONFIG_AMR_NB_FIXED
130 /* fixed point version*/
131 /* frame size in serial bitstream file (frame type + serial stream + flags) */
132 #define SERIAL_FRAMESIZE (1+MAX_SERIAL_SIZE+5)
133
134 typedef struct AMRContext {
135     int frameCount;
136     Speech_Decode_FrameState *speech_decoder_state;
137     enum RXFrameType rx_type;
138     enum Mode mode;
139     Word16 reset_flag;
140     Word16 reset_flag_old;
141
142     enum Mode enc_bitrate;
143     Speech_Encode_FrameState *enstate;
144     sid_syncState *sidstate;
145     enum TXFrameType tx_frametype;
146
147
148 } AMRContext;
149
150 static int amr_nb_decode_init(AVCodecContext * avctx)
151 {
152     AMRContext *s = avctx->priv_data;
153     s->frameCount=0;
154     s->speech_decoder_state=NULL;
155     s->rx_type = (enum RXFrameType)0;
156     s->mode= (enum Mode)0;
157     s->reset_flag=0;
158     s->reset_flag_old=1;
159
160     if(Speech_Decode_Frame_init(&s->speech_decoder_state, "Decoder"))
161     {
162         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Speech_Decode_Frame_init error\n");
163         return -1;
164     }
165
166     amr_decode_fix_avctx(avctx);
167
168     if(avctx->channels > 1)
169     {
170         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "amr_nb: multichannel decoding not supported\n");
171         return -1;
172     }
173
174     return 0;
175 }
176
177 static int amr_nb_encode_init(AVCodecContext * avctx)
178 {
179     AMRContext *s = avctx->priv_data;
180     s->frameCount=0;
181     s->speech_decoder_state=NULL;
182     s->rx_type = (enum RXFrameType)0;
183     s->mode= (enum Mode)0;
184     s->reset_flag=0;
185     s->reset_flag_old=1;
186
187     if(avctx->sample_rate!=8000)
188     {
189         if(avctx->debug)
190         {
191             av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Only 8000Hz sample rate supported\n");
192         }
193         return -1;
194     }
195
196     if(avctx->channels!=1)
197     {
198         if(avctx->debug)
199         {
200             av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Only mono supported\n");
201         }
202         return -1;
203     }
204
205     avctx->frame_size=160;
206     avctx->coded_frame= avcodec_alloc_frame();
207
208     if(Speech_Encode_Frame_init(&s->enstate, 0, "encoder") || sid_sync_init (&s->sidstate))
209     {
210         if(avctx->debug)
211         {
212             av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Speech_Encode_Frame_init error\n");
213         }
214         return -1;
215     }
216
217     s->enc_bitrate=getBitrateMode(avctx->bit_rate);
218
219     return 0;
220 }
221
222 static int amr_nb_encode_close(AVCodecContext * avctx)
223 {
224     AMRContext *s = avctx->priv_data;
225     Speech_Encode_Frame_exit(&s->enstate);
226     sid_sync_exit (&s->sidstate);
227     av_freep(&avctx->coded_frame);
228     return 0;
229 }
230
231 static int amr_nb_decode_close(AVCodecContext * avctx)
232 {
233     AMRContext *s = avctx->priv_data;
234     Speech_Decode_Frame_exit(&s->speech_decoder_state);
235     return 0;
236 }
237
238 static int amr_nb_decode_frame(AVCodecContext * avctx,
239             void *data, int *data_size,
240             uint8_t * buf, int buf_size)
241 {
242     AMRContext *s = avctx->priv_data;
243
244     uint8_t*amrData=buf;
245     int offset=0;
246
247     UWord8 toc, q, ft;
248
249     Word16 serial[SERIAL_FRAMESIZE];   /* coded bits */
250     Word16 *synth;
251     UWord8 *packed_bits;
252
253     static Word16 packed_size[16] = {12, 13, 15, 17, 19, 20, 26, 31, 5, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
254     int i;
255
256     //printf("amr_decode_frame data_size=%i buf=0x%X buf_size=%d frameCount=%d!!\n",*data_size,buf,buf_size,s->frameCount);
257
258     synth=data;
259
260 //    while(offset<buf_size)
261     {
262         toc=amrData[offset];
263         /* read rest of the frame based on ToC byte */
264         q  = (toc >> 2) & 0x01;
265         ft = (toc >> 3) & 0x0F;
266
267         //printf("offset=%d, packet_size=%d amrData= 0x%X %X %X %X\n",offset,packed_size[ft],amrData[offset],amrData[offset+1],amrData[offset+2],amrData[offset+3]);
268
269         offset++;
270
271         packed_bits=amrData+offset;
272
273         offset+=packed_size[ft];
274
275         //Unsort and unpack bits
276         s->rx_type = UnpackBits(q, ft, packed_bits, &s->mode, &serial[1]);
277
278         //We have a new frame
279         s->frameCount++;
280
281         if (s->rx_type == RX_NO_DATA)
282         {
283             s->mode = s->speech_decoder_state->prev_mode;
284         }
285         else {
286             s->speech_decoder_state->prev_mode = s->mode;
287         }
288
289         /* if homed: check if this frame is another homing frame */
290         if (s->reset_flag_old == 1)
291         {
292             /* only check until end of first subframe */
293             s->reset_flag = decoder_homing_frame_test_first(&serial[1], s->mode);
294         }
295         /* produce encoder homing frame if homed & input=decoder homing frame */
296         if ((s->reset_flag != 0) && (s->reset_flag_old != 0))
297         {
298             for (i = 0; i < L_FRAME; i++)
299             {
300                 synth[i] = EHF_MASK;
301             }
302         }
303         else
304         {
305             /* decode frame */
306             Speech_Decode_Frame(s->speech_decoder_state, s->mode, &serial[1], s->rx_type, synth);
307         }
308
309         //Each AMR-frame results in 160 16-bit samples
310         *data_size+=160*2;
311         synth+=160;
312
313         /* if not homed: check whether current frame is a homing frame */
314         if (s->reset_flag_old == 0)
315         {
316             /* check whole frame */
317             s->reset_flag = decoder_homing_frame_test(&serial[1], s->mode);
318         }
319         /* reset decoder if current frame is a homing frame */
320         if (s->reset_flag != 0)
321         {
322             Speech_Decode_Frame_reset(s->speech_decoder_state);
323         }
324         s->reset_flag_old = s->reset_flag;
325
326     }
327     return offset;
328 }
329
330
331 static int amr_nb_encode_frame(AVCodecContext *avctx,
332                             unsigned char *frame/*out*/, int buf_size, void *data/*in*/)
333 {
334     short serial_data[250] = {0};
335
336     AMRContext *s = avctx->priv_data;
337     int written;
338
339     s->reset_flag = encoder_homing_frame_test(data);
340
341     Speech_Encode_Frame(s->enstate, s->enc_bitrate, data, &serial_data[1], &s->mode);
342
343     /* add frame type and mode */
344     sid_sync (s->sidstate, s->mode, &s->tx_frametype);
345
346     written = PackBits(s->mode, s->enc_bitrate, s->tx_frametype, &serial_data[1], frame);
347
348     if (s->reset_flag != 0)
349     {
350         Speech_Encode_Frame_reset(s->enstate);
351         sid_sync_reset(s->sidstate);
352     }
353     return written;
354 }
355
356
357 #elif defined(CONFIG_AMR_NB) /* Float point version*/
358
359 typedef struct AMRContext {
360     int frameCount;
361     void * decState;
362     int *enstate;
363     enum Mode enc_bitrate;
364 } AMRContext;
365
366 static int amr_nb_decode_init(AVCodecContext * avctx)
367 {
368     AMRContext *s = avctx->priv_data;
369     s->frameCount=0;
370     s->decState=Decoder_Interface_init();
371     if(!s->decState)
372     {
373         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Decoder_Interface_init error\r\n");
374         return -1;
375     }
376
377     amr_decode_fix_avctx(avctx);
378
379     if(avctx->channels > 1)
380     {
381         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "amr_nb: multichannel decoding not supported\n");
382         return -1;
383     }
384
385     return 0;
386 }
387
388 static int amr_nb_encode_init(AVCodecContext * avctx)
389 {
390     AMRContext *s = avctx->priv_data;
391     s->frameCount=0;
392
393     if(avctx->sample_rate!=8000)
394     {
395         if(avctx->debug)
396         {
397             av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Only 8000Hz sample rate supported\n");
398         }
399         return -1;
400     }
401
402     if(avctx->channels!=1)
403     {
404         if(avctx->debug)
405         {
406             av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Only mono supported\n");
407         }
408         return -1;
409     }
410
411     avctx->frame_size=160;
412     avctx->coded_frame= avcodec_alloc_frame();
413
414     s->enstate=Encoder_Interface_init(0);
415     if(!s->enstate)
416     {
417         if(avctx->debug)
418         {
419             av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Encoder_Interface_init error\n");
420         }
421         return -1;
422     }
423
424     s->enc_bitrate=getBitrateMode(avctx->bit_rate);
425
426     return 0;
427 }
428
429 static int amr_nb_decode_close(AVCodecContext * avctx)
430 {
431     AMRContext *s = avctx->priv_data;
432     Decoder_Interface_exit(s->decState);
433     return 0;
434 }
435
436 static int amr_nb_encode_close(AVCodecContext * avctx)
437 {
438     AMRContext *s = avctx->priv_data;
439     Encoder_Interface_exit(s->enstate);
440     av_freep(&avctx->coded_frame);
441     return 0;
442 }
443
444 static int amr_nb_decode_frame(AVCodecContext * avctx,
445             void *data, int *data_size,
446             uint8_t * buf, int buf_size)
447 {
448     AMRContext *s = (AMRContext*)avctx->priv_data;
449
450     uint8_t*amrData=buf;
451     static short block_size[16]={ 12, 13, 15, 17, 19, 20, 26, 31, 5, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 };
452     enum Mode dec_mode;
453     int packet_size;
454
455     /* av_log(NULL,AV_LOG_DEBUG,"amr_decode_frame buf=%p buf_size=%d frameCount=%d!!\n",buf,buf_size,s->frameCount); */
456
457     if(buf_size==0) {
458         /* nothing to do */
459         return 0;
460     }
461
462     dec_mode = (buf[0] >> 3) & 0x000F;
463     packet_size = block_size[dec_mode]+1;
464
465     if(packet_size > buf_size) {
466         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "amr frame too short (%u, should be %u)\n", buf_size, packet_size);
467         return -1;
468     }
469
470     s->frameCount++;
471     /* av_log(NULL,AV_LOG_DEBUG,"packet_size=%d amrData= 0x%X %X %X %X\n",packet_size,amrData[0],amrData[1],amrData[2],amrData[3]); */
472     /* call decoder */
473     Decoder_Interface_Decode(s->decState, amrData, data, 0);
474     *data_size=160*2;
475
476     return packet_size;
477 }
478
479 static int amr_nb_encode_frame(AVCodecContext *avctx,
480                             unsigned char *frame/*out*/, int buf_size, void *data/*in*/)
481 {
482     AMRContext *s = (AMRContext*)avctx->priv_data;
483     int written;
484
485     s->enc_bitrate=getBitrateMode(avctx->bit_rate);
486
487     written = Encoder_Interface_Encode(s->enstate,
488         s->enc_bitrate,
489         data,
490         frame,
491         0);
492     /* av_log(NULL,AV_LOG_DEBUG,"amr_nb_encode_frame encoded %u bytes, bitrate %u, first byte was %#02x\n",written, s->enc_bitrate, frame[0] ); */
493
494     return written;
495 }
496
497 #endif
498
499 #if defined(CONFIG_AMR_NB) || defined(CONFIG_AMR_NB_FIXED)
500
501 AVCodec amr_nb_decoder =
502 {
503     "amr_nb",
504     CODEC_TYPE_AUDIO,
505     CODEC_ID_AMR_NB,
506     sizeof(AMRContext),
507     amr_nb_decode_init,
508     NULL,
509     amr_nb_decode_close,
510     amr_nb_decode_frame,
511 };
512
513 AVCodec amr_nb_encoder =
514 {
515     "amr_nb",
516     CODEC_TYPE_AUDIO,
517     CODEC_ID_AMR_NB,
518     sizeof(AMRContext),
519     amr_nb_encode_init,
520     amr_nb_encode_frame,
521     amr_nb_encode_close,
522     NULL,
523 };
524
525 #endif
526
527 /* -----------AMR wideband ------------*/
528 #ifdef CONFIG_AMR_WB
529
530 #ifdef _TYPEDEF_H
531 //To avoid duplicate typedefs from typdef in amr-nb
532 #define typedef_h
533 #endif
534
535 #include "amrwb_float/enc_if.h"
536 #include "amrwb_float/dec_if.h"
537
538 /* Common code for fixed and float version*/
539 typedef struct AMRWB_bitrates
540 {
541     int startrate;
542     int stoprate;
543     int mode;
544
545 } AMRWB_bitrates;
546
547 static int getWBBitrateMode(int bitrate)
548 {
549     /* Adjusted so that all bitrates can be used from commandline where
550        only a multiple of 1000 can be specified*/
551     AMRWB_bitrates rates[]={ {0,7999,0}, //6.6kHz
552                            {8000,9999,1},//8.85
553                            {10000,13000,2},//12.65
554                            {13001,14999,3},//14.25
555                            {15000,17000,4},//15.85
556                            {17001,18000,5},//18.25
557                            {18001,22000,6},//19.85
558                            {22001,23000,7},//23.05
559                            {23001,24000,8},//23.85
560
561                          };
562     int i;
563
564     for(i=0;i<9;i++)
565     {
566         if(rates[i].startrate<=bitrate && rates[i].stoprate>=bitrate)
567         {
568             return(rates[i].mode);
569         }
570     }
571     /*Return highest possible*/
572     return(8);
573 }
574
575
576 typedef struct AMRWBContext {
577     int frameCount;
578     void *state;
579     int mode;
580     Word16 allow_dtx;
581 } AMRWBContext;
582
583 static int amr_wb_encode_init(AVCodecContext * avctx)
584 {
585     AMRWBContext *s = (AMRWBContext*)avctx->priv_data;
586     s->frameCount=0;
587
588     if(avctx->sample_rate!=16000)
589     {
590         if(avctx->debug)
591         {
592             av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Only 16000Hz sample rate supported\n");
593         }
594         return -1;
595     }
596
597     if(avctx->channels!=1)
598     {
599         if(avctx->debug)
600         {
601             av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Only mono supported\n");
602         }
603         return -1;
604     }
605
606     avctx->frame_size=320;
607     avctx->coded_frame= avcodec_alloc_frame();
608
609     s->state = E_IF_init();
610     s->mode=getWBBitrateMode(avctx->bit_rate);
611     s->allow_dtx=0;
612
613     return 0;
614 }
615
616 static int amr_wb_encode_close(AVCodecContext * avctx)
617 {
618     AMRWBContext *s = (AMRWBContext*) avctx->priv_data;
619     E_IF_exit(s->state);
620     av_freep(&avctx->coded_frame);
621     s->frameCount++;
622     return 0;
623 }
624
625 static int amr_wb_encode_frame(AVCodecContext *avctx,
626                             unsigned char *frame/*out*/, int buf_size, void *data/*in*/)
627 {
628     AMRWBContext *s;
629     int size;
630     s = (AMRWBContext*) avctx->priv_data;
631     s->mode=getWBBitrateMode(avctx->bit_rate);
632     size = E_IF_encode(s->state, s->mode, data, frame, s->allow_dtx);
633     return size;
634 }
635
636 static int amr_wb_decode_init(AVCodecContext * avctx)
637 {
638     AMRWBContext *s = (AMRWBContext *)avctx->priv_data;
639     s->frameCount=0;
640     s->state = D_IF_init();
641
642     amr_decode_fix_avctx(avctx);
643
644     if(avctx->channels > 1)
645     {
646         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "amr_wb: multichannel decoding not supported\n");
647         return -1;
648     }
649
650     return 0;
651 }
652
653 extern const UWord8 block_size[];
654
655 static int amr_wb_decode_frame(AVCodecContext * avctx,
656             void *data, int *data_size,
657             uint8_t * buf, int buf_size)
658 {
659     AMRWBContext *s = (AMRWBContext*)avctx->priv_data;
660
661     uint8_t*amrData=buf;
662     int mode;
663     int packet_size;
664
665     if(buf_size==0) {
666         /* nothing to do */
667         return 0;
668     }
669
670     mode = (amrData[0] >> 3) & 0x000F;
671     packet_size = block_size[mode];
672
673     if(packet_size > buf_size) {
674         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "amr frame too short (%u, should be %u)\n", buf_size, packet_size+1);
675         return -1;
676     }
677
678     s->frameCount++;
679     D_IF_decode( s->state, amrData, data, _good_frame);
680     *data_size=320*2;
681     return packet_size;
682 }
683
684 static int amr_wb_decode_close(AVCodecContext * avctx)
685 {
686     AMRWBContext *s = (AMRWBContext *)avctx->priv_data;
687     D_IF_exit(s->state);
688     return 0;
689 }
690
691 AVCodec amr_wb_decoder =
692 {
693     "amr_wb",
694     CODEC_TYPE_AUDIO,
695     CODEC_ID_AMR_WB,
696     sizeof(AMRWBContext),
697     amr_wb_decode_init,
698     NULL,
699     amr_wb_decode_close,
700     amr_wb_decode_frame,
701 };
702
703 AVCodec amr_wb_encoder =
704 {
705     "amr_wb",
706     CODEC_TYPE_AUDIO,
707     CODEC_ID_AMR_WB,
708     sizeof(AMRWBContext),
709     amr_wb_encode_init,
710     amr_wb_encode_frame,
711     amr_wb_encode_close,
712     NULL,
713 };
714
715 #endif //CONFIG_AMR_WB