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

   1 /*
   2  * Bink Audio decoder
   3  * Copyright (c) 2007-2011 Peter Ross (pross@xvid.org)
   4  * Copyright (c) 2009 Daniel Verkamp (daniel@drv.nu)
   5  *
   6  * This file is part of Libav.
   7  *
   8  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 /**
  24  * @file
  25  * Bink Audio decoder
  26  *
  27  * Technical details here:
  28  *  http://wiki.multimedia.cx/index.php?title=Bink_Audio
  29  */
  30
  31 #include "libavutil/channel_layout.h"
  32 #include "avcodec.h"
  33 #define BITSTREAM_READER_LE
  34 #include "get_bits.h"
  35 #include "dct.h"
  36 #include "rdft.h"
  37 #include "internal.h"
  38 #include "wma_freqs.h"
  39 #include "libavutil/intfloat.h"
  40
  41 static float quant_table[96];
  42
  43 #define MAX_CHANNELS 2
  44 #define BINK_BLOCK_MAX_SIZE (MAX_CHANNELS << 11)
  45
  46 typedef struct BinkAudioContext {
  47     GetBitContext gb;
  48     int version_b;          ///< Bink version 'b'
  49     int first;
  50     int channels;
  51     int frame_len;          ///< transform size (samples)
  52     int overlap_len;        ///< overlap size (samples)
  53     int block_size;
  54     int num_bands;
  55     unsigned int *bands;
  56     float root;
  57     DECLARE_ALIGNED(32, FFTSample, coeffs)[BINK_BLOCK_MAX_SIZE];
  58     float previous[MAX_CHANNELS][BINK_BLOCK_MAX_SIZE / 16];  ///< coeffs from previous audio block
  59     uint8_t *packet_buffer;
  60     union {
  61         RDFTContext rdft;
  62         DCTContext dct;
  63     } trans;
  64 } BinkAudioContext;
  65
  66
  67 static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx)
  68 {
  69     BinkAudioContext *s = avctx->priv_data;
  70     int sample_rate = avctx->sample_rate;
  71     int sample_rate_half;
  72     int i;
  73     int frame_len_bits;
  74
  75     /* determine frame length */
  76     if (avctx->sample_rate < 22050) {
  77         frame_len_bits = 9;
  78     } else if (avctx->sample_rate < 44100) {
  79         frame_len_bits = 10;
  80     } else {
  81         frame_len_bits = 11;
  82     }
  83
  84     if (avctx->channels > MAX_CHANNELS) {
  85         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "too many channels: %d\n", avctx->channels);
  86         return -1;
  87     }
  88     avctx->channel_layout = avctx->channels == 1 ? AV_CH_LAYOUT_MONO :
  89                                                    AV_CH_LAYOUT_STEREO;
  90
  91     s->version_b = avctx->extradata && avctx->extradata[3] == 'b';
  92
  93     if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT) {
  94         // audio is already interleaved for the RDFT format variant
  95         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_FLT;
  96         sample_rate  *= avctx->channels;
  97         s->channels = 1;
  98         if (!s->version_b)
  99             frame_len_bits += av_log2(avctx->channels);
 100     } else {
 101         s->channels = avctx->channels;
 102         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_FLTP;
 103     }
 104
 105     s->frame_len     = 1 << frame_len_bits;
 106     s->overlap_len   = s->frame_len / 16;
 107     s->block_size    = (s->frame_len - s->overlap_len) * s->channels;
 108     sample_rate_half = (sample_rate + 1) / 2;
 109     if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT)
 110         s->root = 2.0 / (sqrt(s->frame_len) * 32768.0);
 111     else
 112         s->root = s->frame_len / (sqrt(s->frame_len) * 32768.0);
 113     for (i = 0; i < 96; i++) {
 114         /* constant is result of 0.066399999/log10(M_E) */
 115         quant_table[i] = expf(i * 0.15289164787221953823f) * s->root;
 116     }
 117
 118     /* calculate number of bands */
 119     for (s->num_bands = 1; s->num_bands < 25; s->num_bands++)
 120         if (sample_rate_half <= ff_wma_critical_freqs[s->num_bands - 1])
 121             break;
 122
 123     s->bands = av_malloc((s->num_bands + 1) * sizeof(*s->bands));
 124     if (!s->bands)
 125         return AVERROR(ENOMEM);
 126
 127     /* populate bands data */
 128     s->bands[0] = 2;
 129     for (i = 1; i < s->num_bands; i++)
 130         s->bands[i] = (ff_wma_critical_freqs[i - 1] * s->frame_len / sample_rate_half) & ~1;
 131     s->bands[s->num_bands] = s->frame_len;
 132
 133     s->first = 1;
 134
 135     if (CONFIG_BINKAUDIO_RDFT_DECODER && avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT)
 136         ff_rdft_init(&s->trans.rdft, frame_len_bits, DFT_C2R);
 137     else if (CONFIG_BINKAUDIO_DCT_DECODER)
 138         ff_dct_init(&s->trans.dct, frame_len_bits, DCT_III);
 139     else
 140         return -1;
 141
 142     return 0;
 143 }
 144
 145 static float get_float(GetBitContext *gb)
 146 {
 147     int power = get_bits(gb, 5);
 148     float f = ldexpf(get_bits_long(gb, 23), power - 23);
 149     if (get_bits1(gb))
 150         f = -f;
 151     return f;
 152 }
 153
 154 static const uint8_t rle_length_tab[16] = {
 155     2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 32, 64
 156 };
 157
 158 /**
 159  * Decode Bink Audio block
 160  * @param[out] out Output buffer (must contain s->block_size elements)
 161  * @return 0 on success, negative error code on failure
 162  */
 163 static int decode_block(BinkAudioContext *s, float **out, int use_dct)
 164 {
 165     int ch, i, j, k;
 166     float q, quant[25];
 167     int width, coeff;
 168     GetBitContext *gb = &s->gb;
 169
 170     if (use_dct)
 171         skip_bits(gb, 2);
 172
 173     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 174         FFTSample *coeffs = out[ch];
 175
 176         if (s->version_b) {
 177             if (get_bits_left(gb) < 64)
 178                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 179             coeffs[0] = av_int2float(get_bits_long(gb, 32)) * s->root;
 180             coeffs[1] = av_int2float(get_bits_long(gb, 32)) * s->root;
 181         } else {
 182             if (get_bits_left(gb) < 58)
 183                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 184             coeffs[0] = get_float(gb) * s->root;
 185             coeffs[1] = get_float(gb) * s->root;
 186         }
 187
 188         if (get_bits_left(gb) < s->num_bands * 8)
 189             return AVERROR_INVALIDDATA;
 190         for (i = 0; i < s->num_bands; i++) {
 191             int value = get_bits(gb, 8);
 192             quant[i]  = quant_table[FFMIN(value, 95)];
 193         }
 194
 195         k = 0;
 196         q = quant[0];
 197
 198         // parse coefficients
 199         i = 2;
 200         while (i < s->frame_len) {
 201             if (s->version_b) {
 202                 j = i + 16;
 203             } else {
 204                 int v = get_bits1(gb);
 205                 if (v) {
 206                     v = get_bits(gb, 4);
 207                     j = i + rle_length_tab[v] * 8;
 208                 } else {
 209                     j = i + 8;
 210                 }
 211             }
 212
 213             j = FFMIN(j, s->frame_len);
 214
 215             width = get_bits(gb, 4);
 216             if (width == 0) {
 217                 memset(coeffs + i, 0, (j - i) * sizeof(*coeffs));
 218                 i = j;
 219                 while (s->bands[k] < i)
 220                     q = quant[k++];
 221             } else {
 222                 while (i < j) {
 223                     if (s->bands[k] == i)
 224                         q = quant[k++];
 225                     coeff = get_bits(gb, width);
 226                     if (coeff) {
 227                         int v;
 228                         v = get_bits1(gb);
 229                         if (v)
 230                             coeffs[i] = -q * coeff;
 231                         else
 232                             coeffs[i] =  q * coeff;
 233                     } else {
 234                         coeffs[i] = 0.0f;
 235                     }
 236                     i++;
 237                 }
 238             }
 239         }
 240
 241         if (CONFIG_BINKAUDIO_DCT_DECODER && use_dct) {
 242             coeffs[0] /= 0.5;
 243             s->trans.dct.dct_calc(&s->trans.dct,  coeffs);
 244         }
 245         else if (CONFIG_BINKAUDIO_RDFT_DECODER)
 246             s->trans.rdft.rdft_calc(&s->trans.rdft, coeffs);
 247     }
 248
 249     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 250         int j;
 251         int count = s->overlap_len * s->channels;
 252         if (!s->first) {
 253             j = ch;
 254             for (i = 0; i < s->overlap_len; i++, j += s->channels)
 255                 out[ch][i] = (s->previous[ch][i] * (count - j) +
 256                                       out[ch][i] *          j) / count;
 257         }
 258         memcpy(s->previous[ch], &out[ch][s->frame_len - s->overlap_len],
 259                s->overlap_len * sizeof(*s->previous[ch]));
 260     }
 261
 262     s->first = 0;
 263
 264     return 0;
 265 }
 266
 267 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
 268 {
 269     BinkAudioContext * s = avctx->priv_data;
 270     av_freep(&s->bands);
 271     av_freep(&s->packet_buffer);
 272     if (CONFIG_BINKAUDIO_RDFT_DECODER && avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT)
 273         ff_rdft_end(&s->trans.rdft);
 274     else if (CONFIG_BINKAUDIO_DCT_DECODER)
 275         ff_dct_end(&s->trans.dct);
 276
 277     return 0;
 278 }
 279
 280 static void get_bits_align32(GetBitContext *s)
 281 {
 282     int n = (-get_bits_count(s)) & 31;
 283     if (n) skip_bits(s, n);
 284 }
 285
 286 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 287                         int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
 288 {
 289     BinkAudioContext *s = avctx->priv_data;
 290     AVFrame *frame      = data;
 291     GetBitContext *gb = &s->gb;
 292     int ret, consumed = 0;
 293
 294     if (!get_bits_left(gb)) {
 295         uint8_t *buf;
 296         /* handle end-of-stream */
 297         if (!avpkt->size) {
 298             *got_frame_ptr = 0;
 299             return 0;
 300         }
 301         if (avpkt->size < 4) {
 302             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
 303             return AVERROR_INVALIDDATA;
 304         }
 305         buf = av_realloc(s->packet_buffer, avpkt->size + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 306         if (!buf)
 307             return AVERROR(ENOMEM);
 308         s->packet_buffer = buf;
 309         memcpy(s->packet_buffer, avpkt->data, avpkt->size);
 310         init_get_bits(gb, s->packet_buffer, avpkt->size * 8);
 311         consumed = avpkt->size;
 312
 313         /* skip reported size */
 314         skip_bits_long(gb, 32);
 315     }
 316
 317     /* get output buffer */
 318     frame->nb_samples = s->frame_len;
 319     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0) {
 320         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
 321         return ret;
 322     }
 323
 324     if (decode_block(s, (float **)frame->extended_data,
 325                      avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_BINKAUDIO_DCT)) {
 326         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incomplete packet\n");
 327         return AVERROR_INVALIDDATA;
 328     }
 329     get_bits_align32(gb);
 330
 331     frame->nb_samples = s->block_size / avctx->channels;
 332     *got_frame_ptr    = 1;
 333
 334     return consumed;
 335 }
 336
 337 AVCodec ff_binkaudio_rdft_decoder = {
 338     .name           = "binkaudio_rdft",
 339     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Bink Audio (RDFT)"),
 340     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 341     .id             = AV_CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT,
 342     .priv_data_size = sizeof(BinkAudioContext),
 343     .init           = decode_init,
 344     .close          = decode_end,
 345     .decode         = decode_frame,
 346     .capabilities   = CODEC_CAP_DELAY | CODEC_CAP_DR1,
 347 };
 348
 349 AVCodec ff_binkaudio_dct_decoder = {
 350     .name           = "binkaudio_dct",
 351     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Bink Audio (DCT)"),
 352     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 353     .id             = AV_CODEC_ID_BINKAUDIO_DCT,
 354     .priv_data_size = sizeof(BinkAudioContext),
 355     .init           = decode_init,
 356     .close          = decode_end,
 357     .decode         = decode_frame,
 358     .capabilities   = CODEC_CAP_DELAY | CODEC_CAP_DR1,
 359 };