]> git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/cngdec.c
747ab49cd0da6916aa3ea3dfdfcc0bf8866ccca7
[ffmpeg] / libavcodec / cngdec.c
1 /*
2  * RFC 3389 comfort noise generator
3  * Copyright (c) 2012 Martin Storsjo
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 #include <math.h>
23
24 #include "libavutil/common.h"
25 #include "libavutil/ffmath.h"
26 #include "libavutil/intreadwrite.h"
27 #include "avcodec.h"
28 #include "celp_filters.h"
29 #include "internal.h"
30 #include "libavutil/lfg.h"
31
32 typedef struct CNGContext {
33     float *refl_coef, *target_refl_coef;
34     float *lpc_coef;
35     int order;
36     int energy, target_energy;
37     int inited;
38     float *filter_out;
39     float *excitation;
40     AVLFG lfg;
41 } CNGContext;
42
43 static av_cold int cng_decode_close(AVCodecContext *avctx)
44 {
45     CNGContext *p = avctx->priv_data;
46     av_freep(&p->refl_coef);
47     av_freep(&p->target_refl_coef);
48     av_freep(&p->lpc_coef);
49     av_freep(&p->filter_out);
50     av_freep(&p->excitation);
51     return 0;
52 }
53
54 static av_cold int cng_decode_init(AVCodecContext *avctx)
55 {
56     CNGContext *p = avctx->priv_data;
57
58     avctx->sample_fmt  = AV_SAMPLE_FMT_S16;
59     avctx->channels    = 1;
60     avctx->sample_rate = 8000;
61
62     p->order            = 12;
63     avctx->frame_size   = 640;
64     p->refl_coef        = av_mallocz_array(p->order, sizeof(*p->refl_coef));
65     p->target_refl_coef = av_mallocz_array(p->order, sizeof(*p->target_refl_coef));
66     p->lpc_coef         = av_mallocz_array(p->order, sizeof(*p->lpc_coef));
67     p->filter_out       = av_mallocz_array(avctx->frame_size + p->order,
68                                      sizeof(*p->filter_out));
69     p->excitation       = av_mallocz_array(avctx->frame_size, sizeof(*p->excitation));
70     if (!p->refl_coef || !p->target_refl_coef || !p->lpc_coef ||
71         !p->filter_out || !p->excitation) {
72         return AVERROR(ENOMEM);
73     }
74
75     av_lfg_init(&p->lfg, 0);
76
77     return 0;
78 }
79
80 static void make_lpc_coefs(float *lpc, const float *refl, int order)
81 {
82     float buf[100];
83     float *next, *cur;
84     int m, i;
85     next = buf;
86     cur  = lpc;
87     for (m = 0; m < order; m++) {
88         next[m] = refl[m];
89         for (i = 0; i < m; i++)
90             next[i] = cur[i] + refl[m] * cur[m - i - 1];
91         FFSWAP(float*, next, cur);
92     }
93     if (cur != lpc)
94         memcpy(lpc, cur, sizeof(*lpc) * order);
95 }
96
97 static void cng_decode_flush(AVCodecContext *avctx)
98 {
99     CNGContext *p = avctx->priv_data;
100     p->inited = 0;
101 }
102
103 static int cng_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
104                             int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
105 {
106     AVFrame *frame = data;
107     CNGContext *p = avctx->priv_data;
108     int buf_size  = avpkt->size;
109     int ret, i;
110     int16_t *buf_out;
111     float e = 1.0;
112     float scaling;
113
114     if (avpkt->size) {
115         int dbov = -avpkt->data[0];
116         p->target_energy = 1081109975 * ff_exp10(dbov / 10.0) * 0.75;
117         memset(p->target_refl_coef, 0, p->order * sizeof(*p->target_refl_coef));
118         for (i = 0; i < FFMIN(avpkt->size - 1, p->order); i++) {
119             p->target_refl_coef[i] = (avpkt->data[1 + i] - 127) / 128.0;
120         }
121     }
122
123     if (avctx->internal->skip_samples > 10 * avctx->frame_size) {
124         avctx->internal->skip_samples = 0;
125         return AVERROR_INVALIDDATA;
126     }
127
128     if (p->inited) {
129         p->energy = p->energy / 2 + p->target_energy / 2;
130         for (i = 0; i < p->order; i++)
131             p->refl_coef[i] = 0.6 *p->refl_coef[i] + 0.4 * p->target_refl_coef[i];
132     } else {
133         p->energy = p->target_energy;
134         memcpy(p->refl_coef, p->target_refl_coef, p->order * sizeof(*p->refl_coef));
135         p->inited = 1;
136     }
137     make_lpc_coefs(p->lpc_coef, p->refl_coef, p->order);
138
139     for (i = 0; i < p->order; i++)
140         e *= 1.0 - p->refl_coef[i]*p->refl_coef[i];
141
142     scaling = sqrt(e * p->energy / 1081109975);
143     for (i = 0; i < avctx->frame_size; i++) {
144         int r = (av_lfg_get(&p->lfg) & 0xffff) - 0x8000;
145         p->excitation[i] = scaling * r;
146     }
147     ff_celp_lp_synthesis_filterf(p->filter_out + p->order, p->lpc_coef,
148                                  p->excitation, avctx->frame_size, p->order);
149
150     frame->nb_samples = avctx->frame_size;
151     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0)
152         return ret;
153     buf_out = (int16_t *)frame->data[0];
154     for (i = 0; i < avctx->frame_size; i++)
155         buf_out[i] = av_clip_int16(p->filter_out[i + p->order]);
156     memcpy(p->filter_out, p->filter_out + avctx->frame_size,
157            p->order * sizeof(*p->filter_out));
158
159     *got_frame_ptr = 1;
160
161     return buf_size;
162 }
163
164 AVCodec ff_comfortnoise_decoder = {
165     .name           = "comfortnoise",
166     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("RFC 3389 comfort noise generator"),
167     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
168     .id             = AV_CODEC_ID_COMFORT_NOISE,
169     .priv_data_size = sizeof(CNGContext),
170     .init           = cng_decode_init,
171     .decode         = cng_decode_frame,
172     .flush          = cng_decode_flush,
173     .close          = cng_decode_close,
174     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]){ AV_SAMPLE_FMT_S16,
175                                                      AV_SAMPLE_FMT_NONE },
176     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DR1,
177     .caps_internal  = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE |
178                       FF_CODEC_CAP_INIT_CLEANUP,
179 };