git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/dca.h

   1 /*
   2  * DCA compatible decoder
   3  * Copyright (C) 2004 Gildas Bazin
   4  * Copyright (C) 2004 Benjamin Zores
   5  * Copyright (C) 2006 Benjamin Larsson
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  23  */
  24
  25 #ifndef AVCODEC_DCA_H
  26 #define AVCODEC_DCA_H
  27
  28 #include <stdint.h>
  29
  30 #include "libavutil/float_dsp.h"
  31 #include "libavutil/internal.h"
  32
  33 #include "avcodec.h"
  34 #include "dcadsp.h"
  35 #include "fmtconvert.h"
  36 #include "get_bits.h"
  37
  38 #define DCA_PRIM_CHANNELS_MAX  (7)
  39 #define DCA_ABITS_MAX         (32)      /* Should be 28 */
  40 #define DCA_SUBSUBFRAMES_MAX   (4)
  41 #define DCA_SUBFRAMES_MAX     (16)
  42 #define DCA_BLOCKS_MAX        (16)
  43 #define DCA_LFE_MAX            (3)
  44
  45 #define DCA_PRIM_CHANNELS_MAX  (7)
  46 #define DCA_ABITS_MAX         (32)      /* Should be 28 */
  47 #define DCA_SUBSUBFRAMES_MAX   (4)
  48 #define DCA_SUBFRAMES_MAX     (16)
  49 #define DCA_BLOCKS_MAX        (16)
  50 #define DCA_LFE_MAX            (3)
  51 #define DCA_XLL_FBANDS_MAX     (4)
  52 #define DCA_XLL_SEGMENTS_MAX  (16)
  53 #define DCA_XLL_CHSETS_MAX    (16)
  54 #define DCA_XLL_CHANNELS_MAX  (16)
  55 #define DCA_XLL_AORDER_MAX    (15)
  56
  57 /* Arbitrary limit; not sure what the maximum really is, but much larger. */
  58 #define DCA_XLL_DMIX_NCOEFFS_MAX (18)
  59
  60 #define DCA_MAX_FRAME_SIZE       16384
  61 #define DCA_MAX_EXSS_HEADER_SIZE  4096
  62
  63 #define DCA_BUFFER_PADDING_SIZE   1024
  64
  65 enum DCAExtensionMask {
  66     DCA_EXT_CORE       = 0x001, ///< core in core substream
  67     DCA_EXT_XXCH       = 0x002, ///< XXCh channels extension in core substream
  68     DCA_EXT_X96        = 0x004, ///< 96/24 extension in core substream
  69     DCA_EXT_XCH        = 0x008, ///< XCh channel extension in core substream
  70     DCA_EXT_EXSS_CORE  = 0x010, ///< core in ExSS (extension substream)
  71     DCA_EXT_EXSS_XBR   = 0x020, ///< extended bitrate extension in ExSS
  72     DCA_EXT_EXSS_XXCH  = 0x040, ///< XXCh channels extension in ExSS
  73     DCA_EXT_EXSS_X96   = 0x080, ///< 96/24 extension in ExSS
  74     DCA_EXT_EXSS_LBR   = 0x100, ///< low bitrate component in ExSS
  75     DCA_EXT_EXSS_XLL   = 0x200, ///< lossless extension in ExSS
  76 };
  77
  78 typedef struct XllChSetSubHeader {
  79     int channels;               ///< number of channels in channel set, at most 16
  80     int residual_encode;        ///< residual channel encoding
  81     int bit_resolution;         ///< input sample bit-width
  82     int bit_width;              ///< original input sample bit-width
  83     int sampling_frequency;     ///< sampling frequency
  84     int samp_freq_interp;       ///< sampling frequency interpolation multiplier
  85     int replacement_set;        ///< replacement channel set group
  86     int active_replace_set;     ///< current channel set is active channel set
  87     int primary_ch_set;
  88     int downmix_coeff_code_embedded;
  89     int downmix_embedded;
  90     int downmix_type;
  91     int hier_chset;             ///< hierarchical channel set
  92     int downmix_ncoeffs;
  93     int downmix_coeffs[DCA_XLL_DMIX_NCOEFFS_MAX];
  94     int ch_mask_enabled;
  95     int ch_mask;
  96     int mapping_coeffs_present;
  97     int num_freq_bands;
  98
  99     /* m_nOrigChanOrder */
 100     uint8_t orig_chan_order[DCA_XLL_FBANDS_MAX][DCA_XLL_CHANNELS_MAX];
 101     uint8_t orig_chan_order_inv[DCA_XLL_FBANDS_MAX][DCA_XLL_CHANNELS_MAX];
 102     /* Coefficients for channel pairs (at most 8), m_anPWChPairsCoeffs */
 103     int8_t pw_ch_pairs_coeffs[DCA_XLL_FBANDS_MAX][DCA_XLL_CHANNELS_MAX/2];
 104     /* m_nCurrHighestLPCOrder */
 105     uint8_t adapt_order_max[DCA_XLL_FBANDS_MAX];
 106     /* m_pnAdaptPredOrder */
 107     uint8_t adapt_order[DCA_XLL_FBANDS_MAX][DCA_XLL_CHANNELS_MAX];
 108     /* m_pnFixedPredOrder */
 109     uint8_t fixed_order[DCA_XLL_FBANDS_MAX][DCA_XLL_CHANNELS_MAX];
 110     /* m_pnLPCReflCoeffsQInd, unsigned version */
 111     uint8_t lpc_refl_coeffs_q_ind[DCA_XLL_FBANDS_MAX]
 112                                  [DCA_XLL_CHANNELS_MAX][DCA_XLL_AORDER_MAX];
 113
 114     int lsb_fsize[DCA_XLL_FBANDS_MAX];
 115     int8_t scalable_lsbs[DCA_XLL_FBANDS_MAX][DCA_XLL_CHANNELS_MAX];
 116     int8_t bit_width_adj_per_ch[DCA_XLL_FBANDS_MAX][DCA_XLL_CHANNELS_MAX];
 117 } XllChSetSubHeader;
 118
 119 typedef struct XllNavi {
 120     GetBitContext gb;  // Context for parsing the data segments
 121     unsigned band_size[DCA_XLL_FBANDS_MAX];
 122     unsigned segment_size[DCA_XLL_FBANDS_MAX][DCA_XLL_SEGMENTS_MAX];
 123     unsigned chset_size[DCA_XLL_FBANDS_MAX][DCA_XLL_SEGMENTS_MAX][DCA_XLL_CHSETS_MAX];
 124 } XllNavi;
 125
 126 typedef struct QMF64_table {
 127     float dct4_coeff[32][32];
 128     float dct2_coeff[32][32];
 129     float rcos[32];
 130     float rsin[32];
 131 } QMF64_table;
 132
 133 typedef struct DCAContext {
 134     AVClass *class;             ///< class for AVOptions
 135     AVCodecContext *avctx;
 136     /* Frame header */
 137     int frame_type;             ///< type of the current frame
 138     int samples_deficit;        ///< deficit sample count
 139     int crc_present;            ///< crc is present in the bitstream
 140     int sample_blocks;          ///< number of PCM sample blocks
 141     int frame_size;             ///< primary frame byte size
 142     int amode;                  ///< audio channels arrangement
 143     int sample_rate;            ///< audio sampling rate
 144     int bit_rate;               ///< transmission bit rate
 145     int bit_rate_index;         ///< transmission bit rate index
 146
 147     int dynrange;               ///< embedded dynamic range flag
 148     int timestamp;              ///< embedded time stamp flag
 149     int aux_data;               ///< auxiliary data flag
 150     int hdcd;                   ///< source material is mastered in HDCD
 151     int ext_descr;              ///< extension audio descriptor flag
 152     int ext_coding;             ///< extended coding flag
 153     int aspf;                   ///< audio sync word insertion flag
 154     int lfe;                    ///< low frequency effects flag
 155     int predictor_history;      ///< predictor history flag
 156     int header_crc;             ///< header crc check bytes
 157     int multirate_inter;        ///< multirate interpolator switch
 158     int version;                ///< encoder software revision
 159     int copy_history;           ///< copy history
 160     int source_pcm_res;         ///< source pcm resolution
 161     int front_sum;              ///< front sum/difference flag
 162     int surround_sum;           ///< surround sum/difference flag
 163     int dialog_norm;            ///< dialog normalisation parameter
 164
 165     /* Primary audio coding header */
 166     int subframes;              ///< number of subframes
 167     int total_channels;         ///< number of channels including extensions
 168     int prim_channels;          ///< number of primary audio channels
 169     int subband_activity[DCA_PRIM_CHANNELS_MAX];    ///< subband activity count
 170     int vq_start_subband[DCA_PRIM_CHANNELS_MAX];    ///< high frequency vq start subband
 171     int joint_intensity[DCA_PRIM_CHANNELS_MAX];     ///< joint intensity coding index
 172     int transient_huffman[DCA_PRIM_CHANNELS_MAX];   ///< transient mode code book
 173     int scalefactor_huffman[DCA_PRIM_CHANNELS_MAX]; ///< scale factor code book
 174     int bitalloc_huffman[DCA_PRIM_CHANNELS_MAX];    ///< bit allocation quantizer select
 175     int quant_index_huffman[DCA_PRIM_CHANNELS_MAX][DCA_ABITS_MAX]; ///< quantization index codebook select
 176     float scalefactor_adj[DCA_PRIM_CHANNELS_MAX][DCA_ABITS_MAX];   ///< scale factor adjustment
 177
 178     /* Primary audio coding side information */
 179     int subsubframes[DCA_SUBFRAMES_MAX];                         ///< number of subsubframes
 180     int partial_samples[DCA_SUBFRAMES_MAX];                      ///< partial subsubframe samples count
 181     int prediction_mode[DCA_PRIM_CHANNELS_MAX][DCA_SUBBANDS];    ///< prediction mode (ADPCM used or not)
 182     int prediction_vq[DCA_PRIM_CHANNELS_MAX][DCA_SUBBANDS];      ///< prediction VQ coefs
 183     int bitalloc[DCA_PRIM_CHANNELS_MAX][DCA_SUBBANDS];           ///< bit allocation index
 184     int transition_mode[DCA_PRIM_CHANNELS_MAX][DCA_SUBBANDS];    ///< transition mode (transients)
 185     int32_t scale_factor[DCA_PRIM_CHANNELS_MAX][DCA_SUBBANDS][2];///< scale factors (2 if transient)
 186     int joint_huff[DCA_PRIM_CHANNELS_MAX];                       ///< joint subband scale factors codebook
 187     int joint_scale_factor[DCA_PRIM_CHANNELS_MAX][DCA_SUBBANDS]; ///< joint subband scale factors
 188     float downmix_coef[DCA_PRIM_CHANNELS_MAX + 1][2];            ///< stereo downmix coefficients
 189     int dynrange_coef;                                           ///< dynamic range coefficient
 190
 191     /* Core substream's embedded downmix coefficients (cf. ETSI TS 102 114 V1.4.1)
 192      * Input:  primary audio channels (incl. LFE if present)
 193      * Output: downmix audio channels (up to 4, no LFE) */
 194     uint8_t  core_downmix;                                       ///< embedded downmix coefficients available
 195     uint8_t  core_downmix_amode;                                 ///< audio channel arrangement of embedded downmix
 196     uint16_t core_downmix_codes[DCA_PRIM_CHANNELS_MAX + 1][4];   ///< embedded downmix coefficients (9-bit codes)
 197
 198     int32_t  high_freq_vq[DCA_PRIM_CHANNELS_MAX][DCA_SUBBANDS];  ///< VQ encoded high frequency subbands
 199
 200     float lfe_data[2 * DCA_LFE_MAX * (DCA_BLOCKS_MAX + 4)];      ///< Low frequency effect data
 201     int lfe_scale_factor;
 202
 203     /* Subband samples history (for ADPCM) */
 204     DECLARE_ALIGNED(16, float, subband_samples_hist)[DCA_PRIM_CHANNELS_MAX][DCA_SUBBANDS][4];
 205     /* Half size is sufficient for core decoding, but for 96 kHz data
 206      * we need QMF with 64 subbands and 1024 samples. */
 207     DECLARE_ALIGNED(32, float, subband_fir_hist)[DCA_PRIM_CHANNELS_MAX][1024];
 208     DECLARE_ALIGNED(32, float, subband_fir_noidea)[DCA_PRIM_CHANNELS_MAX][64];
 209     int hist_index[DCA_PRIM_CHANNELS_MAX];
 210     DECLARE_ALIGNED(32, float, raXin)[32];
 211
 212     int output;                 ///< type of output
 213
 214     DECLARE_ALIGNED(32, float, subband_samples)[DCA_BLOCKS_MAX][DCA_PRIM_CHANNELS_MAX][DCA_SUBBANDS][8];
 215     float *samples_chanptr[DCA_PRIM_CHANNELS_MAX + 1];
 216     float *extra_channels[DCA_PRIM_CHANNELS_MAX + 1];
 217     uint8_t *extra_channels_buffer;
 218     unsigned int extra_channels_buffer_size;
 219
 220     uint8_t dca_buffer[DCA_MAX_FRAME_SIZE + DCA_MAX_EXSS_HEADER_SIZE + DCA_BUFFER_PADDING_SIZE];
 221     int dca_buffer_size;        ///< how much data is in the dca_buffer
 222
 223     const int8_t *channel_order_tab;  ///< channel reordering table, lfe and non lfe
 224     GetBitContext gb;
 225     /* Current position in DCA frame */
 226     int current_subframe;
 227     int current_subsubframe;
 228
 229     int core_ext_mask;          ///< present extensions in the core substream
 230     int exss_ext_mask;          ///< Non-core extensions
 231
 232     /* XCh extension information */
 233     int xch_present;            ///< XCh extension present and valid
 234     int xch_base_channel;       ///< index of first (only) channel containing XCH data
 235     int xch_disable;            ///< whether the XCh extension should be decoded or not
 236
 237     /* XLL extension information */
 238     int xll_disable;
 239     int xll_nch_sets;           ///< number of channel sets per frame
 240     int xll_channels;           ///< total number of channels (in all channel sets)
 241     int xll_residual_channels;  ///< number of residual channels
 242     int xll_segments;           ///< number of segments per frame
 243     int xll_log_smpl_in_seg;    ///< supposedly this is "nBits4SamplLoci"
 244     int xll_smpl_in_seg;        ///< samples in segment per one frequency band for the first channel set
 245     int xll_bits4seg_size;      ///< number of bits used to read segment size
 246     int xll_banddata_crc;       ///< presence of CRC16 within each frequency band
 247     int xll_scalable_lsb;
 248     int xll_bits4ch_mask;       ///< channel position mask
 249     int xll_fixed_lsb_width;
 250     XllChSetSubHeader xll_chsets[DCA_XLL_CHSETS_MAX];
 251     XllNavi xll_navi;
 252     int *xll_sample_buf;
 253     unsigned int xll_sample_buf_size;
 254
 255     /* ExSS header parser */
 256     int static_fields;          ///< static fields present
 257     int mix_metadata;           ///< mixing metadata present
 258     int num_mix_configs;        ///< number of mix out configurations
 259     int mix_config_num_ch[4];   ///< number of channels in each mix out configuration
 260
 261     int profile;
 262     int one2one_map_chtospkr;
 263
 264     int debug_flag;             ///< used for suppressing repeated error messages output
 265     AVFloatDSPContext fdsp;
 266     FFTContext imdct;
 267     SynthFilterContext synth;
 268     DCADSPContext dcadsp;
 269     QMF64_table *qmf64_table;
 270     FmtConvertContext fmt_conv;
 271 } DCAContext;
 272
 273 extern av_export const uint32_t avpriv_dca_sample_rates[16];
 274
 275 /**
 276  * Convert bitstream to one representation based on sync marker
 277  */
 278 int ff_dca_convert_bitstream(const uint8_t *src, int src_size, uint8_t *dst,
 279                              int max_size);
 280
 281 void ff_dca_exss_parse_header(DCAContext *s);
 282
 283 int ff_dca_xll_decode_header(DCAContext *s);
 284 int ff_dca_xll_decode_navi(DCAContext *s, int asset_end);
 285 int ff_dca_xll_decode_audio(DCAContext *s, AVFrame *frame);
 286
 287 #endif /* AVCODEC_DCA_H */