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 "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     s->version_b = avctx->extradata && avctx->extradata[3] == 'b';
  94
  95     if (avctx->codec->id == CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT) {
  96         // audio is already interleaved for the RDFT format variant
  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     }
 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     s->root          = 2.0 / sqrt(s->frame_len);
 110
 111     /* calculate number of bands */
 112     for (s->num_bands = 1; s->num_bands < 25; s->num_bands++)
 113         if (sample_rate_half <= ff_wma_critical_freqs[s->num_bands - 1])
 114             break;
 115
 116     s->bands = av_malloc((s->num_bands + 1) * sizeof(*s->bands));
 117     if (!s->bands)
 118         return AVERROR(ENOMEM);
 119
 120     /* populate bands data */
 121     s->bands[0] = 2;
 122     for (i = 1; i < s->num_bands; i++)
 123         s->bands[i] = (ff_wma_critical_freqs[i - 1] * s->frame_len / sample_rate_half) & ~1;
 124     s->bands[s->num_bands] = s->frame_len;
 125
 126     s->first = 1;
 127     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16;
 128
 129     for (i = 0; i < s->channels; i++)
 130         s->coeffs_ptr[i] = s->coeffs + i * s->frame_len;
 131
 132     if (CONFIG_BINKAUDIO_RDFT_DECODER && avctx->codec->id == CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT)
 133         ff_rdft_init(&s->trans.rdft, frame_len_bits, DFT_C2R);
 134     else if (CONFIG_BINKAUDIO_DCT_DECODER)
 135         ff_dct_init(&s->trans.dct, frame_len_bits, DCT_III);
 136     else
 137         return -1;
 138
 139     return 0;
 140 }
 141
 142 static float get_float(GetBitContext *gb)
 143 {
 144     int power = get_bits(gb, 5);
 145     float f = ldexpf(get_bits_long(gb, 23), power - 23);
 146     if (get_bits1(gb))
 147         f = -f;
 148     return f;
 149 }
 150
 151 static const uint8_t rle_length_tab[16] = {
 152     2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 32, 64
 153 };
 154
 155 #define GET_BITS_SAFE(out, nbits) do {  \
 156     if (get_bits_left(gb) < nbits)      \
 157         return AVERROR_INVALIDDATA;     \
 158     out = get_bits(gb, nbits);          \
 159 } while (0)
 160
 161 /**
 162  * Decode Bink Audio block
 163  * @param[out] out Output buffer (must contain s->block_size elements)
 164  * @return 0 on success, negative error code on failure
 165  */
 166 static int decode_block(BinkAudioContext *s, short *out, int use_dct)
 167 {
 168     int ch, i, j, k;
 169     float q, quant[25];
 170     int width, coeff;
 171     GetBitContext *gb = &s->gb;
 172
 173     if (use_dct)
 174         skip_bits(gb, 2);
 175
 176     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 177         FFTSample *coeffs = s->coeffs_ptr[ch];
 178         if (s->version_b) {
 179             if (get_bits_left(gb) < 64)
 180                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 181             coeffs[0] = av_int2flt(get_bits(gb, 32)) * s->root;
 182             coeffs[1] = av_int2flt(get_bits(gb, 32)) * s->root;
 183         } else {
 184             if (get_bits_left(gb) < 58)
 185                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 186             coeffs[0] = get_float(gb) * s->root;
 187             coeffs[1] = get_float(gb) * s->root;
 188         }
 189
 190         if (get_bits_left(gb) < s->num_bands * 8)
 191             return AVERROR_INVALIDDATA;
 192         for (i = 0; i < s->num_bands; i++) {
 193             /* constant is result of 0.066399999/log10(M_E) */
 194             int value = get_bits(gb, 8);
 195             quant[i] = expf(FFMIN(value, 95) * 0.15289164787221953823f) * s->root;
 196         }
 197
 198         k = 0;
 199         q = quant[0];
 200
 201         // parse coefficients
 202         i = 2;
 203         while (i < s->frame_len) {
 204             if (s->version_b) {
 205                 j = i + 16;
 206             } else {
 207                 int v;
 208                 GET_BITS_SAFE(v, 1);
 209                 if (v) {
 210                     GET_BITS_SAFE(v, 4);
 211                     j = i + rle_length_tab[v] * 8;
 212                 } else {
 213                     j = i + 8;
 214                 }
 215             }
 216
 217             j = FFMIN(j, s->frame_len);
 218
 219             GET_BITS_SAFE(width, 4);
 220             if (width == 0) {
 221                 memset(coeffs + i, 0, (j - i) * sizeof(*coeffs));
 222                 i = j;
 223                 while (s->bands[k] < i)
 224                     q = quant[k++];
 225             } else {
 226                 while (i < j) {
 227                     if (s->bands[k] == i)
 228                         q = quant[k++];
 229                     GET_BITS_SAFE(coeff, width);
 230                     if (coeff) {
 231                         int v;
 232                         GET_BITS_SAFE(v, 1);
 233                         if (v)
 234                             coeffs[i] = -q * coeff;
 235                         else
 236                             coeffs[i] =  q * coeff;
 237                     } else {
 238                         coeffs[i] = 0.0f;
 239                     }
 240                     i++;
 241                 }
 242             }
 243         }
 244
 245         if (CONFIG_BINKAUDIO_DCT_DECODER && use_dct) {
 246             coeffs[0] /= 0.5;
 247             s->trans.dct.dct_calc(&s->trans.dct,  coeffs);
 248             s->dsp.vector_fmul_scalar(coeffs, coeffs, s->frame_len / 2, s->frame_len);
 249         }
 250         else if (CONFIG_BINKAUDIO_RDFT_DECODER)
 251             s->trans.rdft.rdft_calc(&s->trans.rdft, coeffs);
 252     }
 253
 254     s->fmt_conv.float_to_int16_interleave(out, (const float **)s->coeffs_ptr,
 255                                           s->frame_len, s->channels);
 256
 257     if (!s->first) {
 258         int count = s->overlap_len * s->channels;
 259         int shift = av_log2(count);
 260         for (i = 0; i < count; i++) {
 261             out[i] = (s->previous[i] * (count - i) + out[i] * i) >> shift;
 262         }
 263     }
 264
 265     memcpy(s->previous, out + s->block_size,
 266            s->overlap_len * s->channels * sizeof(*out));
 267
 268     s->first = 0;
 269
 270     return 0;
 271 }
 272
 273 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
 274 {
 275     BinkAudioContext * s = avctx->priv_data;
 276     av_freep(&s->bands);
 277     if (CONFIG_BINKAUDIO_RDFT_DECODER && avctx->codec->id == CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT)
 278         ff_rdft_end(&s->trans.rdft);
 279     else if (CONFIG_BINKAUDIO_DCT_DECODER)
 280         ff_dct_end(&s->trans.dct);
 281     return 0;
 282 }
 283
 284 static void get_bits_align32(GetBitContext *s)
 285 {
 286     int n = (-get_bits_count(s)) & 31;
 287     if (n) skip_bits(s, n);
 288 }
 289
 290 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 291                         void *data, int *data_size,
 292                         AVPacket *avpkt)
 293 {
 294     BinkAudioContext *s = avctx->priv_data;
 295     const uint8_t *buf  = avpkt->data;
 296     int buf_size        = avpkt->size;
 297     short *samples      = data;
 298     short *samples_end  = (short*)((uint8_t*)data + *data_size);
 299     int reported_size;
 300     GetBitContext *gb = &s->gb;
 301
 302     if (buf_size < 4) {
 303         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
 304         return AVERROR_INVALIDDATA;
 305     }
 306
 307     init_get_bits(gb, buf, buf_size * 8);
 308
 309     reported_size = get_bits_long(gb, 32);
 310     while (samples + s->block_size <= samples_end) {
 311         if (decode_block(s, samples, avctx->codec->id == CODEC_ID_BINKAUDIO_DCT))
 312             break;
 313         samples += s->block_size;
 314         get_bits_align32(gb);
 315     }
 316
 317     *data_size = FFMIN(reported_size, (uint8_t*)samples - (uint8_t*)data);
 318     return buf_size;
 319 }
 320
 321 AVCodec ff_binkaudio_rdft_decoder = {
 322     .name           = "binkaudio_rdft",
 323     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 324     .id             = CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT,
 325     .priv_data_size = sizeof(BinkAudioContext),
 326     .init           = decode_init,
 327     .close          = decode_end,
 328     .decode         = decode_frame,
 329     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Bink Audio (RDFT)")
 330 };
 331
 332 AVCodec ff_binkaudio_dct_decoder = {
 333     .name           = "binkaudio_dct",
 334     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 335     .id             = CODEC_ID_BINKAUDIO_DCT,
 336     .priv_data_size = sizeof(BinkAudioContext),
 337     .init           = decode_init,
 338     .close          = decode_end,
 339     .decode         = decode_frame,
 340     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Bink Audio (DCT)")
 341 };