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

   1 /*
   2  * Bink Audio decoder
   3  * Copyright (c) 2007-2010 Peter Ross (pross@xvid.org)
   4  * Copyright (c) 2009 Daniel Verkamp (daniel@drv.nu)
   5  *
   6  * This file is part of FFmpeg.
   7  *
   8  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; 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 libavcodec/binkaudio.c
  25  * Bink Audio decoder
  26  *
  27  * Technical details here:
  28  *  http://wiki.multimedia.cx/index.php?title=Bink_Audio
  29  */
  30
  31 #include "avcodec.h"
  32 #define ALT_BITSTREAM_READER_LE
  33 #include "get_bits.h"
  34 #include "dsputil.h"
  35 extern const uint16_t ff_wma_critical_freqs[25];
  36
  37 #define MAX_CHANNELS 2
  38 #define BINK_BLOCK_MAX_SIZE (MAX_CHANNELS << 11)
  39
  40 typedef struct {
  41     AVCodecContext *avctx;
  42     GetBitContext gb;
  43     DSPContext dsp;
  44     int first;
  45     int channels;
  46     int frame_len;          ///< transform size (samples)
  47     int overlap_len;        ///< overlap size (samples)
  48     int block_size;
  49     int num_bands;
  50     unsigned int *bands;
  51     float root;
  52     DECLARE_ALIGNED_16(FFTSample, coeffs)[BINK_BLOCK_MAX_SIZE];
  53     DECLARE_ALIGNED_16(short, previous)[BINK_BLOCK_MAX_SIZE / 16];  ///< coeffs from previous audio block
  54     float *coeffs_ptr[MAX_CHANNELS]; ///< pointers to the coeffs arrays for float_to_int16_interleave
  55     union {
  56         RDFTContext rdft;
  57         DCTContext dct;
  58     } trans;
  59 } BinkAudioContext;
  60
  61
  62 static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx)
  63 {
  64     BinkAudioContext *s = avctx->priv_data;
  65     int sample_rate = avctx->sample_rate;
  66     int sample_rate_half;
  67     int i;
  68     int frame_len_bits;
  69
  70     s->avctx = avctx;
  71     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
  72
  73     /* determine frame length */
  74     if (avctx->sample_rate < 22050) {
  75         frame_len_bits = 9;
  76     } else if (avctx->sample_rate < 44100) {
  77         frame_len_bits = 10;
  78     } else {
  79         frame_len_bits = 11;
  80     }
  81     s->frame_len = 1 << frame_len_bits;
  82
  83     if (s->channels > MAX_CHANNELS) {
  84         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "too many channels: %d\n", s->channels);
  85         return -1;
  86     }
  87
  88     if (avctx->codec->id == CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT) {
  89         // audio is already interleaved for the RDFT format variant
  90         sample_rate  *= avctx->channels;
  91         s->frame_len *= avctx->channels;
  92         s->channels = 1;
  93         if (avctx->channels == 2)
  94             frame_len_bits++;
  95     } else {
  96         s->channels = avctx->channels;
  97     }
  98
  99     s->overlap_len   = s->frame_len / 16;
 100     s->block_size    = (s->frame_len - s->overlap_len) * s->channels;
 101     sample_rate_half = (sample_rate + 1) / 2;
 102     s->root          = 2.0 / sqrt(s->frame_len);
 103
 104     /* calculate number of bands */
 105     for (s->num_bands = 1; s->num_bands < 25; s->num_bands++)
 106         if (sample_rate_half <= ff_wma_critical_freqs[s->num_bands - 1])
 107             break;
 108
 109     s->bands = av_malloc((s->num_bands + 1) * sizeof(*s->bands));
 110     if (!s->bands)
 111         return AVERROR(ENOMEM);
 112
 113     /* populate bands data */
 114     s->bands[0] = 1;
 115     for (i = 1; i < s->num_bands; i++)
 116         s->bands[i] = ff_wma_critical_freqs[i - 1] * (s->frame_len / 2) / sample_rate_half;
 117     s->bands[s->num_bands] = s->frame_len / 2;
 118
 119     s->first = 1;
 120     avctx->sample_fmt = SAMPLE_FMT_S16;
 121
 122     for (i = 0; i < s->channels; i++)
 123         s->coeffs_ptr[i] = s->coeffs + i * s->frame_len;
 124
 125     if (CONFIG_BINKAUDIO_RDFT_DECODER && avctx->codec->id == CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT)
 126         ff_rdft_init(&s->trans.rdft, frame_len_bits, IRIDFT);
 127     else if (CONFIG_BINKAUDIO_DCT_DECODER)
 128         ff_dct_init(&s->trans.dct, frame_len_bits, 0);
 129     else
 130         return -1;
 131
 132     return 0;
 133 }
 134
 135 static float get_float(GetBitContext *gb)
 136 {
 137     int power = get_bits(gb, 5);
 138     float f = ldexpf(get_bits_long(gb, 23), power - 23);
 139     if (get_bits1(gb))
 140         f = -f;
 141     return f;
 142 }
 143
 144 static const uint8_t rle_length_tab[16] = {
 145     2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 32, 64
 146 };
 147
 148 /**
 149  * Decode Bink Audio block
 150  * @param[out] out Output buffer (must contain s->block_size elements)
 151  */
 152 static void decode_block(BinkAudioContext *s, short *out, int use_dct)
 153 {
 154     int ch, i, j, k;
 155     float q, quant[25];
 156     int width, coeff;
 157     GetBitContext *gb = &s->gb;
 158
 159     if (use_dct)
 160         skip_bits(gb, 2);
 161
 162     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 163         FFTSample *coeffs = s->coeffs_ptr[ch];
 164         q = 0.0f;
 165         coeffs[0] = get_float(gb) * s->root;
 166         coeffs[1] = get_float(gb) * s->root;
 167
 168         for (i = 0; i < s->num_bands; i++) {
 169             /* constant is result of 0.066399999/log10(M_E) */
 170             int value = get_bits(gb, 8);
 171             quant[i] = expf(FFMIN(value, 95) * 0.15289164787221953823f) * s->root;
 172         }
 173
 174         // find band (k)
 175         for (k = 0; s->bands[k] < 1; k++) {
 176             q = quant[k];
 177         }
 178
 179         // parse coefficients
 180         i = 2;
 181         while (i < s->frame_len) {
 182             if (get_bits1(gb)) {
 183                 j = i + rle_length_tab[get_bits(gb, 4)] * 8;
 184             } else {
 185                 j = i + 8;
 186             }
 187
 188             j = FFMIN(j, s->frame_len);
 189
 190             width = get_bits(gb, 4);
 191             if (width == 0) {
 192                 memset(coeffs + i, 0, (j - i) * sizeof(*coeffs));
 193                 i = j;
 194                 while (s->bands[k] * 2 < i)
 195                     q = quant[k++];
 196             } else {
 197                 while (i < j) {
 198                     if (s->bands[k] * 2 == i)
 199                         q = quant[k++];
 200                     coeff = get_bits(gb, width);
 201                     if (coeff) {
 202                         if (get_bits1(gb))
 203                             coeffs[i] = -q * coeff;
 204                         else
 205                             coeffs[i] =  q * coeff;
 206                     } else {
 207                         coeffs[i] = 0.0f;
 208                     }
 209                     i++;
 210                 }
 211             }
 212         }
 213
 214         if (CONFIG_BINKAUDIO_DCT_DECODER && use_dct)
 215             ff_dct_calc (&s->trans.dct,  coeffs);
 216         else if (CONFIG_BINKAUDIO_RDFT_DECODER)
 217             ff_rdft_calc(&s->trans.rdft, coeffs);
 218     }
 219
 220     s->dsp.float_to_int16_interleave(out, (const float **)s->coeffs_ptr, s->frame_len, s->channels);
 221
 222     if (!s->first) {
 223         int count = s->overlap_len * s->channels;
 224         int shift = av_log2(count);
 225         for (i = 0; i < count; i++) {
 226             out[i] = (s->previous[i] * (count - i) + out[i] * i) >> shift;
 227         }
 228     }
 229
 230     memcpy(s->previous, out + s->block_size,
 231            s->overlap_len * s->channels * sizeof(*out));
 232
 233     s->first = 0;
 234 }
 235
 236 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
 237 {
 238     BinkAudioContext * s = avctx->priv_data;
 239     av_freep(&s->bands);
 240     if (CONFIG_BINKAUDIO_RDFT_DECODER && avctx->codec->id == CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT)
 241         ff_rdft_end(&s->trans.rdft);
 242     else if (CONFIG_BINKAUDIO_DCT_DECODER)
 243         ff_dct_end(&s->trans.dct);
 244     return 0;
 245 }
 246
 247 static void get_bits_align32(GetBitContext *s)
 248 {
 249     int n = (-get_bits_count(s)) & 31;
 250     if (n) skip_bits(s, n);
 251 }
 252
 253 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 254                         void *data, int *data_size,
 255                         AVPacket *avpkt)
 256 {
 257     BinkAudioContext *s = avctx->priv_data;
 258     const uint8_t *buf  = avpkt->data;
 259     int buf_size        = avpkt->size;
 260     short *samples      = data;
 261     short *samples_end  = (short*)((uint8_t*)data + *data_size);
 262     int reported_size;
 263     GetBitContext *gb = &s->gb;
 264
 265     init_get_bits(gb, buf, buf_size * 8);
 266
 267     reported_size = get_bits_long(gb, 32);
 268     while (get_bits_count(gb) / 8 < buf_size &&
 269            samples + s->block_size <= samples_end) {
 270         decode_block(s, samples, avctx->codec->id == CODEC_ID_BINKAUDIO_DCT);
 271         samples += s->block_size;
 272         get_bits_align32(gb);
 273     }
 274
 275     *data_size = (uint8_t*)samples - (uint8_t*)data;
 276     if (reported_size != *data_size) {
 277         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "reported data size (%d) does not match output data size (%d)\n",
 278              reported_size, *data_size);
 279     }
 280     return buf_size;
 281 }
 282
 283 AVCodec binkaudio_rdft_decoder = {
 284     "binkaudio_rdft",
 285     CODEC_TYPE_AUDIO,
 286     CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT,
 287     sizeof(BinkAudioContext),
 288     decode_init,
 289     NULL,
 290     decode_end,
 291     decode_frame,
 292     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Bink Audio (RDFT)")
 293 };
 294
 295 AVCodec binkaudio_dct_decoder = {
 296     "binkaudio_dct",
 297     CODEC_TYPE_AUDIO,
 298     CODEC_ID_BINKAUDIO_DCT,
 299     sizeof(BinkAudioContext),
 300     decode_init,
 301     NULL,
 302     decode_end,
 303     decode_frame,
 304     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Bink Audio (DCT)")
 305 };