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 libavcodec/binkaudio.c
  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
  37 extern const uint16_t ff_wma_critical_freqs[25];
  38
  39 #define MAX_CHANNELS 2
  40 #define BINK_BLOCK_MAX_SIZE (MAX_CHANNELS << 11)
  41
  42 typedef struct {
  43     AVCodecContext *avctx;
  44     GetBitContext gb;
  45     DSPContext dsp;
  46     int first;
  47     int channels;
  48     int frame_len;          ///< transform size (samples)
  49     int overlap_len;        ///< overlap size (samples)
  50     int block_size;
  51     int num_bands;
  52     unsigned int *bands;
  53     float root;
  54     DECLARE_ALIGNED(16, FFTSample, coeffs)[BINK_BLOCK_MAX_SIZE];
  55     DECLARE_ALIGNED(16, short, previous)[BINK_BLOCK_MAX_SIZE / 16];  ///< coeffs from previous audio block
  56     float *coeffs_ptr[MAX_CHANNELS]; ///< pointers to the coeffs arrays for float_to_int16_interleave
  57     union {
  58         RDFTContext rdft;
  59         DCTContext dct;
  60     } trans;
  61 } BinkAudioContext;
  62
  63
  64 static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx)
  65 {
  66     BinkAudioContext *s = avctx->priv_data;
  67     int sample_rate = avctx->sample_rate;
  68     int sample_rate_half;
  69     int i;
  70     int frame_len_bits;
  71
  72     s->avctx = avctx;
  73     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
  74
  75     /* determine frame length */
  76     if (avctx->sample_rate < 22050) {
  77         frame_len_bits = 9;
  78     } else if (avctx->sample_rate < 44100) {
  79         frame_len_bits = 10;
  80     } else {
  81         frame_len_bits = 11;
  82     }
  83     s->frame_len = 1 << frame_len_bits;
  84
  85     if (s->channels > MAX_CHANNELS) {
  86         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "too many channels: %d\n", s->channels);
  87         return -1;
  88     }
  89
  90     if (avctx->codec->id == CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT) {
  91         // audio is already interleaved for the RDFT format variant
  92         sample_rate  *= avctx->channels;
  93         s->frame_len *= avctx->channels;
  94         s->channels = 1;
  95         if (avctx->channels == 2)
  96             frame_len_bits++;
  97     } else {
  98         s->channels = avctx->channels;
  99     }
 100
 101     s->overlap_len   = s->frame_len / 16;
 102     s->block_size    = (s->frame_len - s->overlap_len) * s->channels;
 103     sample_rate_half = (sample_rate + 1) / 2;
 104     s->root          = 2.0 / sqrt(s->frame_len);
 105
 106     /* calculate number of bands */
 107     for (s->num_bands = 1; s->num_bands < 25; s->num_bands++)
 108         if (sample_rate_half <= ff_wma_critical_freqs[s->num_bands - 1])
 109             break;
 110
 111     s->bands = av_malloc((s->num_bands + 1) * sizeof(*s->bands));
 112     if (!s->bands)
 113         return AVERROR(ENOMEM);
 114
 115     /* populate bands data */
 116     s->bands[0] = 1;
 117     for (i = 1; i < s->num_bands; i++)
 118         s->bands[i] = ff_wma_critical_freqs[i - 1] * (s->frame_len / 2) / sample_rate_half;
 119     s->bands[s->num_bands] = s->frame_len / 2;
 120
 121     s->first = 1;
 122     avctx->sample_fmt = SAMPLE_FMT_S16;
 123
 124     for (i = 0; i < s->channels; i++)
 125         s->coeffs_ptr[i] = s->coeffs + i * s->frame_len;
 126
 127     if (CONFIG_BINKAUDIO_RDFT_DECODER && avctx->codec->id == CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT)
 128         ff_rdft_init(&s->trans.rdft, frame_len_bits, DFT_C2R);
 129     else if (CONFIG_BINKAUDIO_DCT_DECODER)
 130         ff_dct_init(&s->trans.dct, frame_len_bits, DCT_III);
 131     else
 132         return -1;
 133
 134     return 0;
 135 }
 136
 137 static float get_float(GetBitContext *gb)
 138 {
 139     int power = get_bits(gb, 5);
 140     float f = ldexpf(get_bits_long(gb, 23), power - 23);
 141     if (get_bits1(gb))
 142         f = -f;
 143     return f;
 144 }
 145
 146 static const uint8_t rle_length_tab[16] = {
 147     2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 32, 64
 148 };
 149
 150 /**
 151  * Decode Bink Audio block
 152  * @param[out] out Output buffer (must contain s->block_size elements)
 153  */
 154 static void decode_block(BinkAudioContext *s, short *out, int use_dct)
 155 {
 156     int ch, i, j, k;
 157     float q, quant[25];
 158     int width, coeff;
 159     GetBitContext *gb = &s->gb;
 160
 161     if (use_dct)
 162         skip_bits(gb, 2);
 163
 164     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++) {
 165         FFTSample *coeffs = s->coeffs_ptr[ch];
 166         q = 0.0f;
 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         // find band (k)
 177         for (k = 0; s->bands[k] < 1; k++) {
 178             q = quant[k];
 179         }
 180
 181         // parse coefficients
 182         i = 2;
 183         while (i < s->frame_len) {
 184             if (get_bits1(gb)) {
 185                 j = i + rle_length_tab[get_bits(gb, 4)] * 8;
 186             } else {
 187                 j = i + 8;
 188             }
 189
 190             j = FFMIN(j, s->frame_len);
 191
 192             width = get_bits(gb, 4);
 193             if (width == 0) {
 194                 memset(coeffs + i, 0, (j - i) * sizeof(*coeffs));
 195                 i = j;
 196                 while (s->bands[k] * 2 < i)
 197                     q = quant[k++];
 198             } else {
 199                 while (i < j) {
 200                     if (s->bands[k] * 2 == i)
 201                         q = quant[k++];
 202                     coeff = get_bits(gb, width);
 203                     if (coeff) {
 204                         if (get_bits1(gb))
 205                             coeffs[i] = -q * coeff;
 206                         else
 207                             coeffs[i] =  q * coeff;
 208                     } else {
 209                         coeffs[i] = 0.0f;
 210                     }
 211                     i++;
 212                 }
 213             }
 214         }
 215
 216         if (CONFIG_BINKAUDIO_DCT_DECODER && use_dct) {
 217             coeffs[0] /= 0.5;
 218             ff_dct_calc (&s->trans.dct,  coeffs);
 219             s->dsp.vector_fmul_scalar(coeffs, coeffs, s->frame_len / 2, s->frame_len);
 220         }
 221         else if (CONFIG_BINKAUDIO_RDFT_DECODER)
 222             ff_rdft_calc(&s->trans.rdft, coeffs);
 223     }
 224
 225     if (s->dsp.float_to_int16_interleave == ff_float_to_int16_interleave_c) {
 226         for (i = 0; i < s->channels; i++)
 227             for (j = 0; j < s->frame_len; j++)
 228                 s->coeffs_ptr[i][j] = 385.0 + s->coeffs_ptr[i][j]*(1.0/32767.0);
 229     }
 230     s->dsp.float_to_int16_interleave(out, (const float **)s->coeffs_ptr, s->frame_len, s->channels);
 231
 232     if (!s->first) {
 233         int count = s->overlap_len * s->channels;
 234         int shift = av_log2(count);
 235         for (i = 0; i < count; i++) {
 236             out[i] = (s->previous[i] * (count - i) + out[i] * i) >> shift;
 237         }
 238     }
 239
 240     memcpy(s->previous, out + s->block_size,
 241            s->overlap_len * s->channels * sizeof(*out));
 242
 243     s->first = 0;
 244 }
 245
 246 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
 247 {
 248     BinkAudioContext * s = avctx->priv_data;
 249     av_freep(&s->bands);
 250     if (CONFIG_BINKAUDIO_RDFT_DECODER && avctx->codec->id == CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT)
 251         ff_rdft_end(&s->trans.rdft);
 252     else if (CONFIG_BINKAUDIO_DCT_DECODER)
 253         ff_dct_end(&s->trans.dct);
 254     return 0;
 255 }
 256
 257 static void get_bits_align32(GetBitContext *s)
 258 {
 259     int n = (-get_bits_count(s)) & 31;
 260     if (n) skip_bits(s, n);
 261 }
 262
 263 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 264                         void *data, int *data_size,
 265                         AVPacket *avpkt)
 266 {
 267     BinkAudioContext *s = avctx->priv_data;
 268     const uint8_t *buf  = avpkt->data;
 269     int buf_size        = avpkt->size;
 270     short *samples      = data;
 271     short *samples_end  = (short*)((uint8_t*)data + *data_size);
 272     int reported_size;
 273     GetBitContext *gb = &s->gb;
 274
 275     init_get_bits(gb, buf, buf_size * 8);
 276
 277     reported_size = get_bits_long(gb, 32);
 278     while (get_bits_count(gb) / 8 < buf_size &&
 279            samples + s->block_size <= samples_end) {
 280         decode_block(s, samples, avctx->codec->id == CODEC_ID_BINKAUDIO_DCT);
 281         samples += s->block_size;
 282         get_bits_align32(gb);
 283     }
 284
 285     *data_size = FFMIN(reported_size, (uint8_t*)samples - (uint8_t*)data);
 286     return buf_size;
 287 }
 288
 289 AVCodec binkaudio_rdft_decoder = {
 290     "binkaudio_rdft",
 291     AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 292     CODEC_ID_BINKAUDIO_RDFT,
 293     sizeof(BinkAudioContext),
 294     decode_init,
 295     NULL,
 296     decode_end,
 297     decode_frame,
 298     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Bink Audio (RDFT)")
 299 };
 300
 301 AVCodec binkaudio_dct_decoder = {
 302     "binkaudio_dct",
 303     AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 304     CODEC_ID_BINKAUDIO_DCT,
 305     sizeof(BinkAudioContext),
 306     decode_init,
 307     NULL,
 308     decode_end,
 309     decode_frame,
 310     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Bink Audio (DCT)")
 311 };