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 "libavutil/intfloat.h"
  33
  34 #define BITSTREAM_READER_LE
  35 #include "avcodec.h"
  36 #include "bitstream.h"
  37 #include "dct.h"
  38 #include "internal.h"
  39 #include "rdft.h"
  40 #include "wma_freqs.h"
  41
  42 static float quant_table[96];
  43
  44 #define MAX_CHANNELS 2
  45 #define BINK_BLOCK_MAX_SIZE (MAX_CHANNELS << 11)
  46
  47 typedef struct BinkAudioContext {
  48     BitstreamContext bc;
  49     int version_b;          ///< Bink version 'b'
  50     int first;
  51     int channels;
  52     int frame_len;          ///< transform size (samples)
  53     int overlap_len;        ///< overlap size (samples)
  54     int block_size;
  55     int num_bands;
  56     unsigned int *bands;
  57     float root;
  58     DECLARE_ALIGNED(32, FFTSample, coeffs)[BINK_BLOCK_MAX_SIZE];
  59     float previous[MAX_CHANNELS][BINK_BLOCK_MAX_SIZE / 16];  ///< coeffs from previous audio block
  60     uint8_t *packet_buffer;
  61     union {
  62         RDFTContext rdft;
  63         DCTContext dct;
  64     } trans;
  65 } BinkAudioContext;
  66
  67
  68 static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx)
  69 {
  70     BinkAudioContext *s = avctx->priv_data;
  71     int sample_rate = avctx->sample_rate;
  72     int sample_rate_half;
  73     int i;
  74     int frame_len_bits;
  75
  76     /* determine frame length */
  77     if (avctx->sample_rate < 22050) {
  78         frame_len_bits = 9;
  79     } else if (avctx->sample_rate < 44100) {
  80         frame_len_bits = 10;
  81     } else {
  82         frame_len_bits = 11;
  83     }
  84
  85     if (avctx->channels > MAX_CHANNELS) {
  86         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "too many channels: %d\n", avctx->channels);
  87         return -1;
  88     }
  89     avctx->channel_layout = avctx->channels == 1 ? AV_CH_LAYOUT_MONO :
  90                                                    AV_CH_LAYOUT_STEREO;
  91
  92     s->version_b = avctx->extradata && avctx->extradata[3] == 'b';
  93
  94     if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT) {
  95         // audio is already interleaved for the RDFT format variant
  96         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_FLT;
  97         sample_rate  *= avctx->channels;
  98         s->channels = 1;
  99         if (!s->version_b)
 100             frame_len_bits += av_log2(avctx->channels);
 101     } else {
 102         s->channels = avctx->channels;
 103         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_FLTP;
 104     }
 105
 106     s->frame_len     = 1 << frame_len_bits;
 107     s->overlap_len   = s->frame_len / 16;
 108     s->block_size    = (s->frame_len - s->overlap_len) * s->channels;
 109     sample_rate_half = (sample_rate + 1) / 2;
 110     if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT)
 111         s->root = 2.0 / (sqrt(s->frame_len) * 32768.0);
 112     else
 113         s->root = s->frame_len / (sqrt(s->frame_len) * 32768.0);
 114     for (i = 0; i < 96; i++) {
 115         /* constant is result of 0.066399999/log10(M_E) */
 116         quant_table[i] = expf(i * 0.15289164787221953823f) * s->root;
 117     }
 118
 119     /* calculate number of bands */
 120     for (s->num_bands = 1; s->num_bands < 25; s->num_bands++)
 121         if (sample_rate_half <= ff_wma_critical_freqs[s->num_bands - 1])
 122             break;
 123
 124     s->bands = av_malloc((s->num_bands + 1) * sizeof(*s->bands));
 125     if (!s->bands)
 126         return AVERROR(ENOMEM);
 127
 128     /* populate bands data */
 129     s->bands[0] = 2;
 130     for (i = 1; i < s->num_bands; i++)
 131         s->bands[i] = (ff_wma_critical_freqs[i - 1] * s->frame_len / sample_rate_half) & ~1;
 132     s->bands[s->num_bands] = s->frame_len;
 133
 134     s->first = 1;
 135
 136     if (CONFIG_BINKAUDIO_RDFT_DECODER && avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT)
 137         ff_rdft_init(&s->trans.rdft, frame_len_bits, DFT_C2R);
 138     else if (CONFIG_BINKAUDIO_DCT_DECODER)
 139         ff_dct_init(&s->trans.dct, frame_len_bits, DCT_III);
 140     else
 141         return -1;
 142
 143     return 0;
 144 }
 145
 146 static float get_float(BitstreamContext *bc)
 147 {
 148     int power = bitstream_read(bc, 5);
 149     float f = ldexpf(bitstream_read(bc, 23), power - 23);
 150     if (bitstream_read_bit(bc))
 151         f = -f;
 152     return f;
 153 }
 154
 155 static const uint8_t rle_length_tab[16] = {
 156     2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 32, 64
 157 };
 158
 159 /**
 160  * Decode Bink Audio block
 161  * @param[out] out Output buffer (must contain s->block_size elements)
 162  * @return 0 on success, negative error code on failure
 163  */
 164 static int decode_block(BinkAudioContext *s, float **out, int use_dct)
 165 {
 166     int ch, i, j, k;
 167     float q, quant[25];
 168     int width, coeff;
 169     BitstreamContext *bc = &s->bc;
 170
 171     if (use_dct)
 172         bitstream_skip(bc, 2);
 173
 174     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 175         FFTSample *coeffs = out[ch];
 176
 177         if (s->version_b) {
 178             if (bitstream_bits_left(bc) < 64)
 179                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 180             coeffs[0] = av_int2float(bitstream_read(bc, 32)) * s->root;
 181             coeffs[1] = av_int2float(bitstream_read(bc, 32)) * s->root;
 182         } else {
 183             if (bitstream_bits_left(bc) < 58)
 184                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 185             coeffs[0] = get_float(bc) * s->root;
 186             coeffs[1] = get_float(bc) * s->root;
 187         }
 188
 189         if (bitstream_bits_left(bc) < s->num_bands * 8)
 190             return AVERROR_INVALIDDATA;
 191         for (i = 0; i < s->num_bands; i++) {
 192             int value = bitstream_read(bc, 8);
 193             quant[i]  = quant_table[FFMIN(value, 95)];
 194         }
 195
 196         k = 0;
 197         q = quant[0];
 198
 199         // parse coefficients
 200         i = 2;
 201         while (i < s->frame_len) {
 202             if (s->version_b) {
 203                 j = i + 16;
 204             } else {
 205                 int v = bitstream_read_bit(bc);
 206                 if (v) {
 207                     v = bitstream_read(bc, 4);
 208                     j = i + rle_length_tab[v] * 8;
 209                 } else {
 210                     j = i + 8;
 211                 }
 212             }
 213
 214             j = FFMIN(j, s->frame_len);
 215
 216             width = bitstream_read(bc, 4);
 217             if (width == 0) {
 218                 memset(coeffs + i, 0, (j - i) * sizeof(*coeffs));
 219                 i = j;
 220                 while (s->bands[k] < i)
 221                     q = quant[k++];
 222             } else {
 223                 while (i < j) {
 224                     if (s->bands[k] == i)
 225                         q = quant[k++];
 226                     coeff = bitstream_read(bc, width);
 227                     if (coeff) {
 228                         int v;
 229                         v = bitstream_read_bit(bc);
 230                         if (v)
 231                             coeffs[i] = -q * coeff;
 232                         else
 233                             coeffs[i] =  q * coeff;
 234                     } else {
 235                         coeffs[i] = 0.0f;
 236                     }
 237                     i++;
 238                 }
 239             }
 240         }
 241
 242         if (CONFIG_BINKAUDIO_DCT_DECODER && use_dct) {
 243             coeffs[0] /= 0.5;
 244             s->trans.dct.dct_calc(&s->trans.dct,  coeffs);
 245         }
 246         else if (CONFIG_BINKAUDIO_RDFT_DECODER)
 247             s->trans.rdft.rdft_calc(&s->trans.rdft, coeffs);
 248     }
 249
 250     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 251         int j;
 252         int count = s->overlap_len * s->channels;
 253         if (!s->first) {
 254             j = ch;
 255             for (i = 0; i < s->overlap_len; i++, j += s->channels)
 256                 out[ch][i] = (s->previous[ch][i] * (count - j) +
 257                                       out[ch][i] *          j) / count;
 258         }
 259         memcpy(s->previous[ch], &out[ch][s->frame_len - s->overlap_len],
 260                s->overlap_len * sizeof(*s->previous[ch]));
 261     }
 262
 263     s->first = 0;
 264
 265     return 0;
 266 }
 267
 268 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
 269 {
 270     BinkAudioContext * s = avctx->priv_data;
 271     av_freep(&s->bands);
 272     av_freep(&s->packet_buffer);
 273     if (CONFIG_BINKAUDIO_RDFT_DECODER && avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT)
 274         ff_rdft_end(&s->trans.rdft);
 275     else if (CONFIG_BINKAUDIO_DCT_DECODER)
 276         ff_dct_end(&s->trans.dct);
 277
 278     return 0;
 279 }
 280
 281 static void get_bits_align32(BitstreamContext *s)
 282 {
 283     int n = (-bitstream_tell(s)) & 31;
 284     if (n)
 285         bitstream_skip(s, n);
 286 }
 287
 288 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 289                         int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
 290 {
 291     BinkAudioContext *s = avctx->priv_data;
 292     AVFrame *frame      = data;
 293     BitstreamContext *bc = &s->bc;
 294     int ret, consumed = 0;
 295
 296     if (!bitstream_bits_left(bc)) {
 297         uint8_t *buf;
 298         /* handle end-of-stream */
 299         if (!avpkt->size) {
 300             *got_frame_ptr = 0;
 301             return 0;
 302         }
 303         if (avpkt->size < 4) {
 304             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
 305             return AVERROR_INVALIDDATA;
 306         }
 307         buf = av_realloc(s->packet_buffer, avpkt->size + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 308         if (!buf)
 309             return AVERROR(ENOMEM);
 310         s->packet_buffer = buf;
 311         memcpy(s->packet_buffer, avpkt->data, avpkt->size);
 312         bitstream_init(bc, s->packet_buffer, avpkt->size * 8);
 313         consumed = avpkt->size;
 314
 315         /* skip reported size */
 316         bitstream_skip(bc, 32);
 317     }
 318
 319     /* get output buffer */
 320     frame->nb_samples = s->frame_len;
 321     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0) {
 322         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
 323         return ret;
 324     }
 325
 326     if (decode_block(s, (float **)frame->extended_data,
 327                      avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_BINKAUDIO_DCT)) {
 328         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incomplete packet\n");
 329         return AVERROR_INVALIDDATA;
 330     }
 331     get_bits_align32(bc);
 332
 333     frame->nb_samples = s->block_size / avctx->channels;
 334     *got_frame_ptr    = 1;
 335
 336     return consumed;
 337 }
 338
 339 AVCodec ff_binkaudio_rdft_decoder = {
 340     .name           = "binkaudio_rdft",
 341     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Bink Audio (RDFT)"),
 342     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 343     .id             = AV_CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT,
 344     .priv_data_size = sizeof(BinkAudioContext),
 345     .init           = decode_init,
 346     .close          = decode_end,
 347     .decode         = decode_frame,
 348     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DELAY | AV_CODEC_CAP_DR1,
 349 };
 350
 351 AVCodec ff_binkaudio_dct_decoder = {
 352     .name           = "binkaudio_dct",
 353     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Bink Audio (DCT)"),
 354     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 355     .id             = AV_CODEC_ID_BINKAUDIO_DCT,
 356     .priv_data_size = sizeof(BinkAudioContext),
 357     .init           = decode_init,
 358     .close          = decode_end,
 359     .decode         = decode_frame,
 360     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DELAY | AV_CODEC_CAP_DR1,
 361 };