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 (avctx->codec->id == CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT)
 126         ff_rdft_init(&s->trans.rdft, frame_len_bits, IRIDFT);
 127     else
 128         ff_dct_init(&s->trans.dct, frame_len_bits, 0);
 129
 130     return 0;
 131 }
 132
 133 static float get_float(GetBitContext *gb)
 134 {
 135     int power = get_bits(gb, 5);
 136     float f = ldexpf(get_bits_long(gb, 23), power - 23);
 137     if (get_bits1(gb))
 138         f = -f;
 139     return f;
 140 }
 141
 142 static const uint8_t rle_length_tab[16] = {
 143     2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 32, 64
 144 };
 145
 146 /**
 147  * Decode Bink Audio block
 148  * @param[out] out Output buffer (must contain s->block_size elements)
 149  */
 150 static void decode_block(BinkAudioContext *s, short *out, int use_dct)
 151 {
 152     int ch, i, j, k;
 153     float q, quant[25];
 154     int width, coeff;
 155     GetBitContext *gb = &s->gb;
 156
 157     if (use_dct)
 158         skip_bits(gb, 2);
 159
 160     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 161         FFTSample *coeffs = s->coeffs_ptr[ch];
 162         q = 0.0f;
 163         coeffs[0] = get_float(gb) * s->root;
 164         coeffs[1] = get_float(gb) * s->root;
 165
 166         for (i = 0; i < s->num_bands; i++) {
 167             /* constant is result of 0.066399999/log10(M_E) */
 168             int value = get_bits(gb, 8);
 169             quant[i] = expf(FFMIN(value, 95) * 0.15289164787221953823f) * s->root;
 170         }
 171
 172         // find band (k)
 173         for (k = 0; s->bands[k] < 1; k++) {
 174             q = quant[k];
 175         }
 176
 177         // parse coefficients
 178         i = 2;
 179         while (i < s->frame_len) {
 180             if (get_bits1(gb)) {
 181                 j = i + rle_length_tab[get_bits(gb, 4)] * 8;
 182             } else {
 183                 j = i + 8;
 184             }
 185
 186             j = FFMIN(j, s->frame_len);
 187
 188             width = get_bits(gb, 4);
 189             if (width == 0) {
 190                 memset(coeffs + i, 0, (j - i) * sizeof(*coeffs));
 191                 i = j;
 192                 while (s->bands[k] * 2 < i)
 193                     q = quant[k++];
 194             } else {
 195                 while (i < j) {
 196                     if (s->bands[k] * 2 == i)
 197                         q = quant[k++];
 198                     coeff = get_bits(gb, width);
 199                     if (coeff) {
 200                         if (get_bits1(gb))
 201                             coeffs[i] = -q * coeff;
 202                         else
 203                             coeffs[i] =  q * coeff;
 204                     } else {
 205                         coeffs[i] = 0.0f;
 206                     }
 207                     i++;
 208                 }
 209             }
 210         }
 211
 212         if (use_dct)
 213             ff_dct_calc (&s->trans.dct,  coeffs);
 214         else
 215             ff_rdft_calc(&s->trans.rdft, coeffs);
 216     }
 217
 218     s->dsp.float_to_int16_interleave(out, (const float **)s->coeffs_ptr, s->frame_len, s->channels);
 219
 220     if (!s->first) {
 221         int count = s->overlap_len * s->channels;
 222         int shift = av_log2(count);
 223         for (i = 0; i < count; i++) {
 224             out[i] = (s->previous[i] * (count - i) + out[i] * i) >> shift;
 225         }
 226     }
 227
 228     memcpy(s->previous, out + s->block_size,
 229            s->overlap_len * s->channels * sizeof(*out));
 230
 231     s->first = 0;
 232 }
 233
 234 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
 235 {
 236     BinkAudioContext * s = avctx->priv_data;
 237     av_freep(&s->bands);
 238     if (avctx->codec->id == CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT)
 239         ff_rdft_end(&s->trans.rdft);
 240     else
 241         ff_dct_end(&s->trans.dct);
 242     return 0;
 243 }
 244
 245 static void get_bits_align32(GetBitContext *s)
 246 {
 247     int n = (-get_bits_count(s)) & 31;
 248     if (n) skip_bits(s, n);
 249 }
 250
 251 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 252                         void *data, int *data_size,
 253                         AVPacket *avpkt)
 254 {
 255     BinkAudioContext *s = avctx->priv_data;
 256     const uint8_t *buf  = avpkt->data;
 257     int buf_size        = avpkt->size;
 258     short *samples      = data;
 259     short *samples_end  = (short*)((uint8_t*)data + *data_size);
 260     int reported_size;
 261     GetBitContext *gb = &s->gb;
 262
 263     init_get_bits(gb, buf, buf_size * 8);
 264
 265     reported_size = get_bits_long(gb, 32);
 266     while (get_bits_count(gb) / 8 < buf_size &&
 267            samples + s->block_size <= samples_end) {
 268         decode_block(s, samples, avctx->codec->id == CODEC_ID_BINKAUDIO_DCT);
 269         samples += s->block_size;
 270         get_bits_align32(gb);
 271     }
 272
 273     *data_size = (uint8_t*)samples - (uint8_t*)data;
 274     if (reported_size != *data_size) {
 275         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "reported data size (%d) does not match output data size (%d)\n",
 276              reported_size, *data_size);
 277     }
 278     return buf_size;
 279 }
 280
 281 AVCodec binkaudio_rdft_decoder = {
 282     "binkaudio_rdft",
 283     CODEC_TYPE_AUDIO,
 284     CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT,
 285     sizeof(BinkAudioContext),
 286     decode_init,
 287     NULL,
 288     decode_end,
 289     decode_frame,
 290     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Bink Audio (RDFT)")
 291 };
 292
 293 AVCodec binkaudio_dct_decoder = {
 294     "binkaudio_dct",
 295     CODEC_TYPE_AUDIO,
 296     CODEC_ID_BINKAUDIO_DCT,
 297     sizeof(BinkAudioContext),
 298     decode_init,
 299     NULL,
 300     decode_end,
 301     decode_frame,
 302     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Bink Audio (DCT)")
 303 };