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 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
  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 #include "dct.h"
  36 #include "rdft.h"
  37 #include "fmtconvert.h"
  38 #include "libavutil/intfloat_readwrite.h"
  39
  40 extern const uint16_t ff_wma_critical_freqs[25];
  41
  42 #define MAX_CHANNELS 2
  43 #define BINK_BLOCK_MAX_SIZE (MAX_CHANNELS << 11)
  44
  45 typedef struct {
  46     GetBitContext gb;
  47     DSPContext dsp;
  48     FmtConvertContext fmt_conv;
  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     DECLARE_ALIGNED(16, short, previous)[BINK_BLOCK_MAX_SIZE / 16];  ///< coeffs from previous audio block
  60     float *coeffs_ptr[MAX_CHANNELS]; ///< pointers to the coeffs arrays for float_to_int16_interleave
  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     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
  77     ff_fmt_convert_init(&s->fmt_conv, avctx);
  78
  79     /* determine frame length */
  80     if (avctx->sample_rate < 22050) {
  81         frame_len_bits = 9;
  82     } else if (avctx->sample_rate < 44100) {
  83         frame_len_bits = 10;
  84     } else {
  85         frame_len_bits = 11;
  86     }
  87
  88     if (avctx->channels > MAX_CHANNELS) {
  89         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "too many channels: %d\n", avctx->channels);
  90         return -1;
  91     }
  92
  93     if (avctx->extradata && avctx->extradata_size > 0)
  94         s->version_b = avctx->extradata[0];
  95
  96     if (avctx->codec->id == CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT) {
  97         // audio is already interleaved for the RDFT format variant
  98         sample_rate  *= avctx->channels;
  99         s->channels = 1;
 100         if (!s->version_b)
 101             frame_len_bits += av_log2(avctx->channels);
 102     } else {
 103         s->channels = avctx->channels;
 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     s->root          = 2.0 / sqrt(s->frame_len);
 111
 112     /* calculate number of bands */
 113     for (s->num_bands = 1; s->num_bands < 25; s->num_bands++)
 114         if (sample_rate_half <= ff_wma_critical_freqs[s->num_bands - 1])
 115             break;
 116
 117     s->bands = av_malloc((s->num_bands + 1) * sizeof(*s->bands));
 118     if (!s->bands)
 119         return AVERROR(ENOMEM);
 120
 121     /* populate bands data */
 122     s->bands[0] = 2;
 123     for (i = 1; i < s->num_bands; i++)
 124         s->bands[i] = (ff_wma_critical_freqs[i - 1] * s->frame_len / sample_rate_half) & ~1;
 125     s->bands[s->num_bands] = s->frame_len;
 126
 127     s->first = 1;
 128     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16;
 129
 130     for (i = 0; i < s->channels; i++)
 131         s->coeffs_ptr[i] = s->coeffs + i * s->frame_len;
 132
 133     if (CONFIG_BINKAUDIO_RDFT_DECODER && avctx->codec->id == CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT)
 134         ff_rdft_init(&s->trans.rdft, frame_len_bits, DFT_C2R);
 135     else if (CONFIG_BINKAUDIO_DCT_DECODER)
 136         ff_dct_init(&s->trans.dct, frame_len_bits, DCT_III);
 137     else
 138         return -1;
 139
 140     return 0;
 141 }
 142
 143 static float get_float(GetBitContext *gb)
 144 {
 145     int power = get_bits(gb, 5);
 146     float f = ldexpf(get_bits_long(gb, 23), power - 23);
 147     if (get_bits1(gb))
 148         f = -f;
 149     return f;
 150 }
 151
 152 static const uint8_t rle_length_tab[16] = {
 153     2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 32, 64
 154 };
 155
 156 /**
 157  * Decode Bink Audio block
 158  * @param[out] out Output buffer (must contain s->block_size elements)
 159  */
 160 static void decode_block(BinkAudioContext *s, short *out, int use_dct)
 161 {
 162     int ch, i, j, k;
 163     float q, quant[25];
 164     int width, coeff;
 165     GetBitContext *gb = &s->gb;
 166
 167     if (use_dct)
 168         skip_bits(gb, 2);
 169
 170     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 171         FFTSample *coeffs = s->coeffs_ptr[ch];
 172         if (s->version_b) {
 173             coeffs[0] = av_int2flt(get_bits(gb, 32)) * s->root;
 174             coeffs[1] = av_int2flt(get_bits(gb, 32)) * s->root;
 175         } else {
 176             coeffs[0] = get_float(gb) * s->root;
 177             coeffs[1] = get_float(gb) * s->root;
 178         }
 179
 180         for (i = 0; i < s->num_bands; i++) {
 181             /* constant is result of 0.066399999/log10(M_E) */
 182             int value = get_bits(gb, 8);
 183             quant[i] = expf(FFMIN(value, 95) * 0.15289164787221953823f) * s->root;
 184         }
 185
 186         k = 0;
 187         q = quant[0];
 188
 189         // parse coefficients
 190         i = 2;
 191         while (i < s->frame_len) {
 192             if (s->version_b) {
 193                 j = i + 16;
 194             } else if (get_bits1(gb)) {
 195                 j = i + rle_length_tab[get_bits(gb, 4)] * 8;
 196             } else {
 197                 j = i + 8;
 198             }
 199
 200             j = FFMIN(j, s->frame_len);
 201
 202             width = get_bits(gb, 4);
 203             if (width == 0) {
 204                 memset(coeffs + i, 0, (j - i) * sizeof(*coeffs));
 205                 i = j;
 206                 while (s->bands[k] < i)
 207                     q = quant[k++];
 208             } else {
 209                 while (i < j) {
 210                     if (s->bands[k] == i)
 211                         q = quant[k++];
 212                     coeff = get_bits(gb, width);
 213                     if (coeff) {
 214                         if (get_bits1(gb))
 215                             coeffs[i] = -q * coeff;
 216                         else
 217                             coeffs[i] =  q * coeff;
 218                     } else {
 219                         coeffs[i] = 0.0f;
 220                     }
 221                     i++;
 222                 }
 223             }
 224         }
 225
 226         if (CONFIG_BINKAUDIO_DCT_DECODER && use_dct) {
 227             coeffs[0] /= 0.5;
 228             s->trans.dct.dct_calc(&s->trans.dct,  coeffs);
 229             s->dsp.vector_fmul_scalar(coeffs, coeffs, s->frame_len / 2, s->frame_len);
 230         }
 231         else if (CONFIG_BINKAUDIO_RDFT_DECODER)
 232             s->trans.rdft.rdft_calc(&s->trans.rdft, coeffs);
 233     }
 234
 235     s->fmt_conv.float_to_int16_interleave(out, (const float **)s->coeffs_ptr,
 236                                           s->frame_len, s->channels);
 237
 238     if (!s->first) {
 239         int count = s->overlap_len * s->channels;
 240         int shift = av_log2(count);
 241         for (i = 0; i < count; i++) {
 242             out[i] = (s->previous[i] * (count - i) + out[i] * i) >> shift;
 243         }
 244     }
 245
 246     memcpy(s->previous, out + s->block_size,
 247            s->overlap_len * s->channels * sizeof(*out));
 248
 249     s->first = 0;
 250 }
 251
 252 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
 253 {
 254     BinkAudioContext * s = avctx->priv_data;
 255     av_freep(&s->bands);
 256     if (CONFIG_BINKAUDIO_RDFT_DECODER && avctx->codec->id == CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT)
 257         ff_rdft_end(&s->trans.rdft);
 258     else if (CONFIG_BINKAUDIO_DCT_DECODER)
 259         ff_dct_end(&s->trans.dct);
 260     return 0;
 261 }
 262
 263 static void get_bits_align32(GetBitContext *s)
 264 {
 265     int n = (-get_bits_count(s)) & 31;
 266     if (n) skip_bits(s, n);
 267 }
 268
 269 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 270                         void *data, int *data_size,
 271                         AVPacket *avpkt)
 272 {
 273     BinkAudioContext *s = avctx->priv_data;
 274     const uint8_t *buf  = avpkt->data;
 275     int buf_size        = avpkt->size;
 276     short *samples      = data;
 277     short *samples_end  = (short*)((uint8_t*)data + *data_size);
 278     int reported_size;
 279     GetBitContext *gb = &s->gb;
 280
 281     init_get_bits(gb, buf, buf_size * 8);
 282
 283     reported_size = get_bits_long(gb, 32);
 284     while (get_bits_count(gb) / 8 < buf_size &&
 285            samples + s->block_size <= samples_end) {
 286         decode_block(s, samples, avctx->codec->id == CODEC_ID_BINKAUDIO_DCT);
 287         samples += s->block_size;
 288         get_bits_align32(gb);
 289     }
 290
 291     *data_size = FFMIN(reported_size, (uint8_t*)samples - (uint8_t*)data);
 292     return buf_size;
 293 }
 294
 295 AVCodec ff_binkaudio_rdft_decoder = {
 296     "binkaudio_rdft",
 297     AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 298     CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT,
 299     sizeof(BinkAudioContext),
 300     decode_init,
 301     NULL,
 302     decode_end,
 303     decode_frame,
 304     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Bink Audio (RDFT)")
 305 };
 306
 307 AVCodec ff_binkaudio_dct_decoder = {
 308     "binkaudio_dct",
 309     AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 310     CODEC_ID_BINKAUDIO_DCT,
 311     sizeof(BinkAudioContext),
 312     decode_init,
 313     NULL,
 314     decode_end,
 315     decode_frame,
 316     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Bink Audio (DCT)")
 317 };