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 static float quant_table[96];
  44
  45 #define MAX_CHANNELS 2
  46 #define BINK_BLOCK_MAX_SIZE (MAX_CHANNELS << 11)
  47
  48 typedef struct BinkAudioContext {
  49     GetBitContext gb;
  50     int version_b;          ///< Bink version 'b'
  51     int first;
  52     int channels;
  53     int frame_len;          ///< transform size (samples)
  54     int overlap_len;        ///< overlap size (samples)
  55     int block_size;
  56     int num_bands;
  57     unsigned int *bands;
  58     float root;
  59     DECLARE_ALIGNED(32, FFTSample, coeffs)[BINK_BLOCK_MAX_SIZE];
  60     float previous[MAX_CHANNELS][BINK_BLOCK_MAX_SIZE / 16];  ///< coeffs from previous audio block
  61     AVPacket *pkt;
  62     union {
  63         RDFTContext rdft;
  64         DCTContext dct;
  65     } trans;
  66 } BinkAudioContext;
  67
  68
  69 static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx)
  70 {
  71     BinkAudioContext *s = avctx->priv_data;
  72     int sample_rate = avctx->sample_rate;
  73     int sample_rate_half;
  74     int i;
  75     int frame_len_bits;
  76
  77     /* determine frame length */
  78     if (avctx->sample_rate < 22050) {
  79         frame_len_bits = 9;
  80     } else if (avctx->sample_rate < 44100) {
  81         frame_len_bits = 10;
  82     } else {
  83         frame_len_bits = 11;
  84     }
  85
  86     if (avctx->channels < 1 || avctx->channels > MAX_CHANNELS) {
  87         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid number of channels: %d\n", avctx->channels);
  88         return AVERROR_INVALIDDATA;
  89     }
  90     avctx->channel_layout = avctx->channels == 1 ? AV_CH_LAYOUT_MONO :
  91                                                    AV_CH_LAYOUT_STEREO;
  92
  93     s->version_b = avctx->extradata_size >= 4 && avctx->extradata[3] == 'b';
  94
  95     if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT) {
  96         // audio is already interleaved for the RDFT format variant
  97         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_FLT;
  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         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_FLTP;
 105     }
 106
 107     s->frame_len     = 1 << frame_len_bits;
 108     s->overlap_len   = s->frame_len / 16;
 109     s->block_size    = (s->frame_len - s->overlap_len) * s->channels;
 110     sample_rate_half = (sample_rate + 1) / 2;
 111     if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT)
 112         s->root = 2.0 / (sqrt(s->frame_len) * 32768.0);
 113     else
 114         s->root = s->frame_len / (sqrt(s->frame_len) * 32768.0);
 115     for (i = 0; i < 96; i++) {
 116         /* constant is result of 0.066399999/log10(M_E) */
 117         quant_table[i] = expf(i * 0.15289164787221953823f) * s->root;
 118     }
 119
 120     /* calculate number of bands */
 121     for (s->num_bands = 1; s->num_bands < 25; s->num_bands++)
 122         if (sample_rate_half <= ff_wma_critical_freqs[s->num_bands - 1])
 123             break;
 124
 125     s->bands = av_malloc((s->num_bands + 1) * sizeof(*s->bands));
 126     if (!s->bands)
 127         return AVERROR(ENOMEM);
 128
 129     /* populate bands data */
 130     s->bands[0] = 2;
 131     for (i = 1; i < s->num_bands; i++)
 132         s->bands[i] = (ff_wma_critical_freqs[i - 1] * s->frame_len / sample_rate_half) & ~1;
 133     s->bands[s->num_bands] = s->frame_len;
 134
 135     s->first = 1;
 136
 137     if (CONFIG_BINKAUDIO_RDFT_DECODER && avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT)
 138         ff_rdft_init(&s->trans.rdft, frame_len_bits, DFT_C2R);
 139     else if (CONFIG_BINKAUDIO_DCT_DECODER)
 140         ff_dct_init(&s->trans.dct, frame_len_bits, DCT_III);
 141     else
 142         av_assert0(0);
 143
 144     s->pkt = av_packet_alloc();
 145     if (!s->pkt)
 146         return AVERROR(ENOMEM);
 147
 148     return 0;
 149 }
 150
 151 static float get_float(GetBitContext *gb)
 152 {
 153     int power = get_bits(gb, 5);
 154     float f = ldexpf(get_bits_long(gb, 23), power - 23);
 155     if (get_bits1(gb))
 156         f = -f;
 157     return f;
 158 }
 159
 160 static const uint8_t rle_length_tab[16] = {
 161     2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 32, 64
 162 };
 163
 164 /**
 165  * Decode Bink Audio block
 166  * @param[out] out Output buffer (must contain s->block_size elements)
 167  * @return 0 on success, negative error code on failure
 168  */
 169 static int decode_block(BinkAudioContext *s, float **out, int use_dct)
 170 {
 171     int ch, i, j, k;
 172     float q, quant[25];
 173     int width, coeff;
 174     GetBitContext *gb = &s->gb;
 175
 176     if (use_dct)
 177         skip_bits(gb, 2);
 178
 179     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 180         FFTSample *coeffs = out[ch];
 181
 182         if (s->version_b) {
 183             if (get_bits_left(gb) < 64)
 184                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 185             coeffs[0] = av_int2float(get_bits_long(gb, 32)) * s->root;
 186             coeffs[1] = av_int2float(get_bits_long(gb, 32)) * s->root;
 187         } else {
 188             if (get_bits_left(gb) < 58)
 189                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 190             coeffs[0] = get_float(gb) * s->root;
 191             coeffs[1] = get_float(gb) * s->root;
 192         }
 193
 194         if (get_bits_left(gb) < s->num_bands * 8)
 195             return AVERROR_INVALIDDATA;
 196         for (i = 0; i < s->num_bands; i++) {
 197             int value = get_bits(gb, 8);
 198             quant[i]  = quant_table[FFMIN(value, 95)];
 199         }
 200
 201         k = 0;
 202         q = quant[0];
 203
 204         // parse coefficients
 205         i = 2;
 206         while (i < s->frame_len) {
 207             if (s->version_b) {
 208                 j = i + 16;
 209             } else {
 210                 int v = get_bits1(gb);
 211                 if (v) {
 212                     v = get_bits(gb, 4);
 213                     j = i + rle_length_tab[v] * 8;
 214                 } else {
 215                     j = i + 8;
 216                 }
 217             }
 218
 219             j = FFMIN(j, s->frame_len);
 220
 221             width = get_bits(gb, 4);
 222             if (width == 0) {
 223                 memset(coeffs + i, 0, (j - i) * sizeof(*coeffs));
 224                 i = j;
 225                 while (s->bands[k] < i)
 226                     q = quant[k++];
 227             } else {
 228                 while (i < j) {
 229                     if (s->bands[k] == i)
 230                         q = quant[k++];
 231                     coeff = get_bits(gb, width);
 232                     if (coeff) {
 233                         int v;
 234                         v = get_bits1(gb);
 235                         if (v)
 236                             coeffs[i] = -q * coeff;
 237                         else
 238                             coeffs[i] =  q * coeff;
 239                     } else {
 240                         coeffs[i] = 0.0f;
 241                     }
 242                     i++;
 243                 }
 244             }
 245         }
 246
 247         if (CONFIG_BINKAUDIO_DCT_DECODER && use_dct) {
 248             coeffs[0] /= 0.5;
 249             s->trans.dct.dct_calc(&s->trans.dct,  coeffs);
 250         }
 251         else if (CONFIG_BINKAUDIO_RDFT_DECODER)
 252             s->trans.rdft.rdft_calc(&s->trans.rdft, coeffs);
 253     }
 254
 255     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 256         int j;
 257         int count = s->overlap_len * s->channels;
 258         if (!s->first) {
 259             j = ch;
 260             for (i = 0; i < s->overlap_len; i++, j += s->channels)
 261                 out[ch][i] = (s->previous[ch][i] * (count - j) +
 262                                       out[ch][i] *          j) / count;
 263         }
 264         memcpy(s->previous[ch], &out[ch][s->frame_len - s->overlap_len],
 265                s->overlap_len * sizeof(*s->previous[ch]));
 266     }
 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 == AV_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
 282     av_packet_free(&s->pkt);
 283
 284     return 0;
 285 }
 286
 287 static void get_bits_align32(GetBitContext *s)
 288 {
 289     int n = (-get_bits_count(s)) & 31;
 290     if (n) skip_bits(s, n);
 291 }
 292
 293 static int binkaudio_receive_frame(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame)
 294 {
 295     BinkAudioContext *s = avctx->priv_data;
 296     GetBitContext *gb = &s->gb;
 297     int ret;
 298
 299     if (!s->pkt->data) {
 300         ret = ff_decode_get_packet(avctx, s->pkt);
 301         if (ret < 0)
 302             return ret;
 303
 304         if (s->pkt->size < 4) {
 305             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
 306             ret = AVERROR_INVALIDDATA;
 307             goto fail;
 308         }
 309
 310         ret = init_get_bits8(gb, s->pkt->data, s->pkt->size);
 311         if (ret < 0)
 312             goto fail;
 313
 314         /* skip reported size */
 315         skip_bits_long(gb, 32);
 316     }
 317
 318     /* get output buffer */
 319     frame->nb_samples = s->frame_len;
 320     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0)
 321         return ret;
 322
 323     if (decode_block(s, (float **)frame->extended_data,
 324                      avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_BINKAUDIO_DCT)) {
 325         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Incomplete packet\n");
 326         return AVERROR_INVALIDDATA;
 327     }
 328     get_bits_align32(gb);
 329     if (!get_bits_left(gb)) {
 330         memset(gb, 0, sizeof(*gb));
 331         av_packet_unref(s->pkt);
 332     }
 333
 334     frame->nb_samples = s->block_size / avctx->channels;
 335
 336     return 0;
 337 fail:
 338     av_packet_unref(s->pkt);
 339     return ret;
 340 }
 341
 342 AVCodec ff_binkaudio_rdft_decoder = {
 343     .name           = "binkaudio_rdft",
 344     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Bink Audio (RDFT)"),
 345     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 346     .id             = AV_CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT,
 347     .priv_data_size = sizeof(BinkAudioContext),
 348     .init           = decode_init,
 349     .close          = decode_end,
 350     .receive_frame  = binkaudio_receive_frame,
 351     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DELAY | AV_CODEC_CAP_DR1,
 352 };
 353
 354 AVCodec ff_binkaudio_dct_decoder = {
 355     .name           = "binkaudio_dct",
 356     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Bink Audio (DCT)"),
 357     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 358     .id             = AV_CODEC_ID_BINKAUDIO_DCT,
 359     .priv_data_size = sizeof(BinkAudioContext),
 360     .init           = decode_init,
 361     .close          = decode_end,
 362     .receive_frame  = binkaudio_receive_frame,
 363     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DELAY | AV_CODEC_CAP_DR1,
 364 };