git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/binkaudio.c

   1 /*
   2  * Bink Audio decoder
   3  * Copyright (c) 2007-2010 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 "fft.h"
  36 #include "fmtconvert.h"
  37
  38 extern const uint16_t ff_wma_critical_freqs[25];
  39
  40 #define MAX_CHANNELS 2
  41 #define BINK_BLOCK_MAX_SIZE (MAX_CHANNELS << 11)
  42
  43 typedef struct {
  44     GetBitContext gb;
  45     DSPContext dsp;
  46     FmtConvertContext fmt_conv;
  47     int first;
  48     int channels;
  49     int frame_len;          ///< transform size (samples)
  50     int overlap_len;        ///< overlap size (samples)
  51     int block_size;
  52     int num_bands;
  53     unsigned int *bands;
  54     float root;
  55     DECLARE_ALIGNED(16, FFTSample, coeffs)[BINK_BLOCK_MAX_SIZE];
  56     DECLARE_ALIGNED(16, short, previous)[BINK_BLOCK_MAX_SIZE / 16];  ///< coeffs from previous audio block
  57     float *coeffs_ptr[MAX_CHANNELS]; ///< pointers to the coeffs arrays for float_to_int16_interleave
  58     union {
  59         RDFTContext rdft;
  60         DCTContext dct;
  61     } trans;
  62 } BinkAudioContext;
  63
  64
  65 static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx)
  66 {
  67     BinkAudioContext *s = avctx->priv_data;
  68     int sample_rate = avctx->sample_rate;
  69     int sample_rate_half;
  70     int i;
  71     int frame_len_bits;
  72
  73     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
  74     ff_fmt_convert_init(&s->fmt_conv, avctx);
  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     s->frame_len = 1 << frame_len_bits;
  85
  86     if (avctx->channels > MAX_CHANNELS) {
  87         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "too many channels: %d\n", avctx->channels);
  88         return -1;
  89     }
  90
  91     if (avctx->codec->id == CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT) {
  92         // audio is already interleaved for the RDFT format variant
  93         sample_rate  *= avctx->channels;
  94         s->frame_len *= avctx->channels;
  95         s->channels = 1;
  96         if (avctx->channels == 2)
  97             frame_len_bits++;
  98     } else {
  99         s->channels = avctx->channels;
 100     }
 101
 102     s->overlap_len   = s->frame_len / 16;
 103     s->block_size    = (s->frame_len - s->overlap_len) * s->channels;
 104     sample_rate_half = (sample_rate + 1) / 2;
 105     s->root          = 2.0 / sqrt(s->frame_len);
 106
 107     /* calculate number of bands */
 108     for (s->num_bands = 1; s->num_bands < 25; s->num_bands++)
 109         if (sample_rate_half <= ff_wma_critical_freqs[s->num_bands - 1])
 110             break;
 111
 112     s->bands = av_malloc((s->num_bands + 1) * sizeof(*s->bands));
 113     if (!s->bands)
 114         return AVERROR(ENOMEM);
 115
 116     /* populate bands data */
 117     s->bands[0] = 2;
 118     for (i = 1; i < s->num_bands; i++)
 119         s->bands[i] = (ff_wma_critical_freqs[i - 1] * s->frame_len / sample_rate_half) & ~1;
 120     s->bands[s->num_bands] = s->frame_len;
 121
 122     s->first = 1;
 123     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16;
 124
 125     for (i = 0; i < s->channels; i++)
 126         s->coeffs_ptr[i] = s->coeffs + i * s->frame_len;
 127
 128     if (CONFIG_BINKAUDIO_RDFT_DECODER && avctx->codec->id == CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT)
 129         ff_rdft_init(&s->trans.rdft, frame_len_bits, DFT_C2R);
 130     else if (CONFIG_BINKAUDIO_DCT_DECODER)
 131         ff_dct_init(&s->trans.dct, frame_len_bits, DCT_III);
 132     else
 133         return -1;
 134
 135     return 0;
 136 }
 137
 138 static float get_float(GetBitContext *gb)
 139 {
 140     int power = get_bits(gb, 5);
 141     float f = ldexpf(get_bits_long(gb, 23), power - 23);
 142     if (get_bits1(gb))
 143         f = -f;
 144     return f;
 145 }
 146
 147 static const uint8_t rle_length_tab[16] = {
 148     2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 32, 64
 149 };
 150
 151 /**
 152  * Decode Bink Audio block
 153  * @param[out] out Output buffer (must contain s->block_size elements)
 154  */
 155 static void decode_block(BinkAudioContext *s, short *out, int use_dct)
 156 {
 157     int ch, i, j, k;
 158     float q, quant[25];
 159     int width, coeff;
 160     GetBitContext *gb = &s->gb;
 161
 162     if (use_dct)
 163         skip_bits(gb, 2);
 164
 165     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 166         FFTSample *coeffs = s->coeffs_ptr[ch];
 167         coeffs[0] = get_float(gb) * s->root;
 168         coeffs[1] = get_float(gb) * s->root;
 169
 170         for (i = 0; i < s->num_bands; i++) {
 171             /* constant is result of 0.066399999/log10(M_E) */
 172             int value = get_bits(gb, 8);
 173             quant[i] = expf(FFMIN(value, 95) * 0.15289164787221953823f) * s->root;
 174         }
 175
 176         k = 0;
 177         q = quant[0];
 178
 179         // parse coefficients
 180         i = 2;
 181         while (i < s->frame_len) {
 182             if (get_bits1(gb)) {
 183                 j = i + rle_length_tab[get_bits(gb, 4)] * 8;
 184             } else {
 185                 j = i + 8;
 186             }
 187
 188             j = FFMIN(j, s->frame_len);
 189
 190             width = get_bits(gb, 4);
 191             if (width == 0) {
 192                 memset(coeffs + i, 0, (j - i) * sizeof(*coeffs));
 193                 i = j;
 194                 while (s->bands[k] < i)
 195                     q = quant[k++];
 196             } else {
 197                 while (i < j) {
 198                     if (s->bands[k] == i)
 199                         q = quant[k++];
 200                     coeff = get_bits(gb, width);
 201                     if (coeff) {
 202                         if (get_bits1(gb))
 203                             coeffs[i] = -q * coeff;
 204                         else
 205                             coeffs[i] =  q * coeff;
 206                     } else {
 207                         coeffs[i] = 0.0f;
 208                     }
 209                     i++;
 210                 }
 211             }
 212         }
 213
 214         if (CONFIG_BINKAUDIO_DCT_DECODER && use_dct) {
 215             coeffs[0] /= 0.5;
 216             ff_dct_calc (&s->trans.dct,  coeffs);
 217             s->dsp.vector_fmul_scalar(coeffs, coeffs, s->frame_len / 2, s->frame_len);
 218         }
 219         else if (CONFIG_BINKAUDIO_RDFT_DECODER)
 220             ff_rdft_calc(&s->trans.rdft, coeffs);
 221     }
 222
 223     s->fmt_conv.float_to_int16_interleave(out, (const float **)s->coeffs_ptr,
 224                                           s->frame_len, s->channels);
 225
 226     if (!s->first) {
 227         int count = s->overlap_len * s->channels;
 228         int shift = av_log2(count);
 229         for (i = 0; i < count; i++) {
 230             out[i] = (s->previous[i] * (count - i) + out[i] * i) >> shift;
 231         }
 232     }
 233
 234     memcpy(s->previous, out + s->block_size,
 235            s->overlap_len * s->channels * sizeof(*out));
 236
 237     s->first = 0;
 238 }
 239
 240 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
 241 {
 242     BinkAudioContext * s = avctx->priv_data;
 243     av_freep(&s->bands);
 244     if (CONFIG_BINKAUDIO_RDFT_DECODER && avctx->codec->id == CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT)
 245         ff_rdft_end(&s->trans.rdft);
 246     else if (CONFIG_BINKAUDIO_DCT_DECODER)
 247         ff_dct_end(&s->trans.dct);
 248     return 0;
 249 }
 250
 251 static void get_bits_align32(GetBitContext *s)
 252 {
 253     int n = (-get_bits_count(s)) & 31;
 254     if (n) skip_bits(s, n);
 255 }
 256
 257 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 258                         void *data, int *data_size,
 259                         AVPacket *avpkt)
 260 {
 261     BinkAudioContext *s = avctx->priv_data;
 262     const uint8_t *buf  = avpkt->data;
 263     int buf_size        = avpkt->size;
 264     short *samples      = data;
 265     short *samples_end  = (short*)((uint8_t*)data + *data_size);
 266     int reported_size;
 267     GetBitContext *gb = &s->gb;
 268
 269     init_get_bits(gb, buf, buf_size * 8);
 270
 271     reported_size = get_bits_long(gb, 32);
 272     while (get_bits_count(gb) / 8 < buf_size &&
 273            samples + s->block_size <= samples_end) {
 274         decode_block(s, samples, avctx->codec->id == CODEC_ID_BINKAUDIO_DCT);
 275         samples += s->block_size;
 276         get_bits_align32(gb);
 277     }
 278
 279     *data_size = FFMIN(reported_size, (uint8_t*)samples - (uint8_t*)data);
 280     return buf_size;
 281 }
 282
 283 AVCodec ff_binkaudio_rdft_decoder = {
 284     "binkaudio_rdft",
 285     AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 286     CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT,
 287     sizeof(BinkAudioContext),
 288     decode_init,
 289     NULL,
 290     decode_end,
 291     decode_frame,
 292     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Bink Audio (RDFT)")
 293 };
 294
 295 AVCodec ff_binkaudio_dct_decoder = {
 296     "binkaudio_dct",
 297     AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 298     CODEC_ID_BINKAUDIO_DCT,
 299     sizeof(BinkAudioContext),
 300     decode_init,
 301     NULL,
 302     decode_end,
 303     decode_frame,
 304     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Bink Audio (DCT)")
 305 };