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 "libavutil/channel_layout.h"
  32 #include "libavutil/intfloat.h"
  33
  34 #define BITSTREAM_READER_LE
  35 #include "avcodec.h"
  36 #include "dct.h"
  37 #include "decode.h"
  38 #include "get_bits.h"
  39 #include "internal.h"
  40 #include "rdft.h"
  41 #include "wma_freqs.h"
  42
  43 #define MAX_CHANNELS 2
  44 #define BINK_BLOCK_MAX_SIZE (MAX_CHANNELS << 11)
  45
  46 typedef struct BinkAudioContext {
  47     GetBitContext gb;
  48     int version_b;          ///< Bink version 'b'
  49     int first;
  50     int channels;
  51     int frame_len;          ///< transform size (samples)
  52     int overlap_len;        ///< overlap size (samples)
  53     int block_size;
  54     int num_bands;
  55     unsigned int *bands;
  56     float root;
  57     DECLARE_ALIGNED(32, FFTSample, coeffs)[BINK_BLOCK_MAX_SIZE];
  58     float previous[MAX_CHANNELS][BINK_BLOCK_MAX_SIZE / 16];  ///< coeffs from previous audio block
  59     float quant_table[96];
  60     AVPacket *pkt;
  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 < 1 || avctx->channels > MAX_CHANNELS) {
  86         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid number of channels: %d\n", avctx->channels);
  87         return AVERROR_INVALIDDATA;
  88     }
  89     avctx->channel_layout = avctx->channels == 1 ? AV_CH_LAYOUT_MONO :
  90                                                    AV_CH_LAYOUT_STEREO;
  91
  92     s->version_b = avctx->extradata_size >= 4 && 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         if (sample_rate > INT_MAX / avctx->channels)
  98             return AVERROR_INVALIDDATA;
  99         sample_rate  *= avctx->channels;
 100         s->channels = 1;
 101         if (!s->version_b)
 102             frame_len_bits += av_log2(avctx->channels);
 103     } else {
 104         s->channels = avctx->channels;
 105         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_FLTP;
 106     }
 107
 108     s->frame_len     = 1 << frame_len_bits;
 109     s->overlap_len   = s->frame_len / 16;
 110     s->block_size    = (s->frame_len - s->overlap_len) * s->channels;
 111     sample_rate_half = (sample_rate + 1LL) / 2;
 112     if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT)
 113         s->root = 2.0 / (sqrt(s->frame_len) * 32768.0);
 114     else
 115         s->root = s->frame_len / (sqrt(s->frame_len) * 32768.0);
 116     for (i = 0; i < 96; i++) {
 117         /* constant is result of 0.066399999/log10(M_E) */
 118         s->quant_table[i] = expf(i * 0.15289164787221953823f) * s->root;
 119     }
 120
 121     /* calculate number of bands */
 122     for (s->num_bands = 1; s->num_bands < 25; s->num_bands++)
 123         if (sample_rate_half <= ff_wma_critical_freqs[s->num_bands - 1])
 124             break;
 125
 126     s->bands = av_malloc((s->num_bands + 1) * sizeof(*s->bands));
 127     if (!s->bands)
 128         return AVERROR(ENOMEM);
 129
 130     /* populate bands data */
 131     s->bands[0] = 2;
 132     for (i = 1; i < s->num_bands; i++)
 133         s->bands[i] = (ff_wma_critical_freqs[i - 1] * s->frame_len / sample_rate_half) & ~1;
 134     s->bands[s->num_bands] = s->frame_len;
 135
 136     s->first = 1;
 137
 138     if (CONFIG_BINKAUDIO_RDFT_DECODER && avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT)
 139         ff_rdft_init(&s->trans.rdft, frame_len_bits, DFT_C2R);
 140     else if (CONFIG_BINKAUDIO_DCT_DECODER)
 141         ff_dct_init(&s->trans.dct, frame_len_bits, DCT_III);
 142     else
 143         av_assert0(0);
 144
 145     s->pkt = av_packet_alloc();
 146     if (!s->pkt)
 147         return AVERROR(ENOMEM);
 148
 149     return 0;
 150 }
 151
 152 static float get_float(GetBitContext *gb)
 153 {
 154     int power = get_bits(gb, 5);
 155     float f = ldexpf(get_bits(gb, 23), power - 23);
 156     if (get_bits1(gb))
 157         f = -f;
 158     return f;
 159 }
 160
 161 static const uint8_t rle_length_tab[16] = {
 162     2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 32, 64
 163 };
 164
 165 /**
 166  * Decode Bink Audio block
 167  * @param[out] out Output buffer (must contain s->block_size elements)
 168  * @return 0 on success, negative error code on failure
 169  */
 170 static int decode_block(BinkAudioContext *s, float **out, int use_dct)
 171 {
 172     int ch, i, j, k;
 173     float q, quant[25];
 174     int width, coeff;
 175     GetBitContext *gb = &s->gb;
 176
 177     if (use_dct)
 178         skip_bits(gb, 2);
 179
 180     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 181         FFTSample *coeffs = out[ch];
 182
 183         if (s->version_b) {
 184             if (get_bits_left(gb) < 64)
 185                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 186             coeffs[0] = av_int2float(get_bits_long(gb, 32)) * s->root;
 187             coeffs[1] = av_int2float(get_bits_long(gb, 32)) * s->root;
 188         } else {
 189             if (get_bits_left(gb) < 58)
 190                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 191             coeffs[0] = get_float(gb) * s->root;
 192             coeffs[1] = get_float(gb) * s->root;
 193         }
 194
 195         if (get_bits_left(gb) < s->num_bands * 8)
 196             return AVERROR_INVALIDDATA;
 197         for (i = 0; i < s->num_bands; i++) {
 198             int value = get_bits(gb, 8);
 199             quant[i]  = s->quant_table[FFMIN(value, 95)];
 200         }
 201
 202         k = 0;
 203         q = quant[0];
 204
 205         // parse coefficients
 206         i = 2;
 207         while (i < s->frame_len) {
 208             if (s->version_b) {
 209                 j = i + 16;
 210             } else {
 211                 int v = get_bits1(gb);
 212                 if (v) {
 213                     v = get_bits(gb, 4);
 214                     j = i + rle_length_tab[v] * 8;
 215                 } else {
 216                     j = i + 8;
 217                 }
 218             }
 219
 220             j = FFMIN(j, s->frame_len);
 221
 222             width = get_bits(gb, 4);
 223             if (width == 0) {
 224                 memset(coeffs + i, 0, (j - i) * sizeof(*coeffs));
 225                 i = j;
 226                 while (s->bands[k] < i)
 227                     q = quant[k++];
 228             } else {
 229                 while (i < j) {
 230                     if (s->bands[k] == i)
 231                         q = quant[k++];
 232                     coeff = get_bits(gb, width);
 233                     if (coeff) {
 234                         int v;
 235                         v = get_bits1(gb);
 236                         if (v)
 237                             coeffs[i] = -q * coeff;
 238                         else
 239                             coeffs[i] =  q * coeff;
 240                     } else {
 241                         coeffs[i] = 0.0f;
 242                     }
 243                     i++;
 244                 }
 245             }
 246         }
 247
 248         if (CONFIG_BINKAUDIO_DCT_DECODER && use_dct) {
 249             coeffs[0] /= 0.5;
 250             s->trans.dct.dct_calc(&s->trans.dct,  coeffs);
 251         }
 252         else if (CONFIG_BINKAUDIO_RDFT_DECODER)
 253             s->trans.rdft.rdft_calc(&s->trans.rdft, coeffs);
 254     }
 255
 256     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 257         int j;
 258         int count = s->overlap_len * s->channels;
 259         if (!s->first) {
 260             j = ch;
 261             for (i = 0; i < s->overlap_len; i++, j += s->channels)
 262                 out[ch][i] = (s->previous[ch][i] * (count - j) +
 263                                       out[ch][i] *          j) / count;
 264         }
 265         memcpy(s->previous[ch], &out[ch][s->frame_len - s->overlap_len],
 266                s->overlap_len * sizeof(*s->previous[ch]));
 267     }
 268
 269     s->first = 0;
 270
 271     return 0;
 272 }
 273
 274 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
 275 {
 276     BinkAudioContext * s = avctx->priv_data;
 277     av_freep(&s->bands);
 278     if (CONFIG_BINKAUDIO_RDFT_DECODER && avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT)
 279         ff_rdft_end(&s->trans.rdft);
 280     else if (CONFIG_BINKAUDIO_DCT_DECODER)
 281         ff_dct_end(&s->trans.dct);
 282
 283     av_packet_free(&s->pkt);
 284
 285     return 0;
 286 }
 287
 288 static void get_bits_align32(GetBitContext *s)
 289 {
 290     int n = (-get_bits_count(s)) & 31;
 291     if (n) skip_bits(s, n);
 292 }
 293
 294 static int binkaudio_receive_frame(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame)
 295 {
 296     BinkAudioContext *s = avctx->priv_data;
 297     GetBitContext *gb = &s->gb;
 298     int ret;
 299
 300     if (!s->pkt->data) {
 301         ret = ff_decode_get_packet(avctx, s->pkt);
 302         if (ret < 0)
 303             return ret;
 304
 305         if (s->pkt->size < 4) {
 306             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
 307             ret = AVERROR_INVALIDDATA;
 308             goto fail;
 309         }
 310
 311         ret = init_get_bits8(gb, s->pkt->data, s->pkt->size);
 312         if (ret < 0)
 313             goto fail;
 314
 315         /* skip reported size */
 316         skip_bits_long(gb, 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         return ret;
 323
 324     if (decode_block(s, (float **)frame->extended_data,
 325                      avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_BINKAUDIO_DCT)) {
 326         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incomplete packet\n");
 327         return AVERROR_INVALIDDATA;
 328     }
 329     get_bits_align32(gb);
 330     if (!get_bits_left(gb)) {
 331         memset(gb, 0, sizeof(*gb));
 332         av_packet_unref(s->pkt);
 333     }
 334
 335     frame->nb_samples = s->block_size / avctx->channels;
 336
 337     return 0;
 338 fail:
 339     av_packet_unref(s->pkt);
 340     return ret;
 341 }
 342
 343 AVCodec ff_binkaudio_rdft_decoder = {
 344     .name           = "binkaudio_rdft",
 345     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Bink Audio (RDFT)"),
 346     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 347     .id             = AV_CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT,
 348     .priv_data_size = sizeof(BinkAudioContext),
 349     .init           = decode_init,
 350     .close          = decode_end,
 351     .receive_frame  = binkaudio_receive_frame,
 352     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DELAY | AV_CODEC_CAP_DR1,
 353 };
 354
 355 AVCodec ff_binkaudio_dct_decoder = {
 356     .name           = "binkaudio_dct",
 357     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Bink Audio (DCT)"),
 358     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 359     .id             = AV_CODEC_ID_BINKAUDIO_DCT,
 360     .priv_data_size = sizeof(BinkAudioContext),
 361     .init           = decode_init,
 362     .close          = decode_end,
 363     .receive_frame  = binkaudio_receive_frame,
 364     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DELAY | AV_CODEC_CAP_DR1,
 365 };