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

   1 /*
   2  * MDCT/IMDCT transforms
   3  * Copyright (c) 2002 Fabrice Bellard
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
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   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
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  11  *
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  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
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  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 <stdlib.h>
  23 #include <string.h>
  24 #include "libavutil/common.h"
  25 #include "libavutil/libm.h"
  26 #include "libavutil/mathematics.h"
  27 #include "fft.h"
  28 #include "fft-internal.h"
  29
  30 /**
  31  * @file
  32  * MDCT/IMDCT transforms.
  33  */
  34
  35 #if FFT_FLOAT
  36 #   define RSCALE(x, y) ((x) + (y))
  37 #else
  38 #if FFT_FIXED_32
  39 #   define RSCALE(x, y) ((int)((x) + (unsigned)(y) + 32) >> 6)
  40 #else /* FFT_FIXED_32 */
  41 #   define RSCALE(x, y) ((int)((x) + (unsigned)(y)) >> 1)
  42 #endif /* FFT_FIXED_32 */
  43 #endif
  44
  45 /**
  46  * init MDCT or IMDCT computation.
  47  */
  48 av_cold int ff_mdct_init(FFTContext *s, int nbits, int inverse, double scale)
  49 {
  50     int n, n4, i;
  51     double alpha, theta;
  52     int tstep;
  53
  54     memset(s, 0, sizeof(*s));
  55     n = 1 << nbits;
  56     s->mdct_bits = nbits;
  57     s->mdct_size = n;
  58     n4 = n >> 2;
  59     s->mdct_permutation = FF_MDCT_PERM_NONE;
  60
  61     if (ff_fft_init(s, s->mdct_bits - 2, inverse) < 0)
  62         goto fail;
  63
  64     s->tcos = av_malloc_array(n/2, sizeof(FFTSample));
  65     if (!s->tcos)
  66         goto fail;
  67
  68     switch (s->mdct_permutation) {
  69     case FF_MDCT_PERM_NONE:
  70         s->tsin = s->tcos + n4;
  71         tstep = 1;
  72         break;
  73     case FF_MDCT_PERM_INTERLEAVE:
  74         s->tsin = s->tcos + 1;
  75         tstep = 2;
  76         break;
  77     default:
  78         goto fail;
  79     }
  80
  81     theta = 1.0 / 8.0 + (scale < 0 ? n4 : 0);
  82     scale = sqrt(fabs(scale));
  83     for(i=0;i<n4;i++) {
  84         alpha = 2 * M_PI * (i + theta) / n;
  85 #if FFT_FIXED_32
  86         s->tcos[i*tstep] = lrint(-cos(alpha) * 2147483648.0);
  87         s->tsin[i*tstep] = lrint(-sin(alpha) * 2147483648.0);
  88 #else
  89         s->tcos[i*tstep] = FIX15(-cos(alpha) * scale);
  90         s->tsin[i*tstep] = FIX15(-sin(alpha) * scale);
  91 #endif
  92     }
  93     return 0;
  94  fail:
  95     ff_mdct_end(s);
  96     return -1;
  97 }
  98
  99 /**
 100  * Compute the middle half of the inverse MDCT of size N = 2^nbits,
 101  * thus excluding the parts that can be derived by symmetry
 102  * @param output N/2 samples
 103  * @param input N/2 samples
 104  */
 105 void ff_imdct_half_c(FFTContext *s, FFTSample *output, const FFTSample *input)
 106 {
 107     int k, n8, n4, n2, n, j;
 108     const uint16_t *revtab = s->revtab;
 109     const FFTSample *tcos = s->tcos;
 110     const FFTSample *tsin = s->tsin;
 111     const FFTSample *in1, *in2;
 112     FFTComplex *z = (FFTComplex *)output;
 113
 114     n = 1 << s->mdct_bits;
 115     n2 = n >> 1;
 116     n4 = n >> 2;
 117     n8 = n >> 3;
 118
 119     /* pre rotation */
 120     in1 = input;
 121     in2 = input + n2 - 1;
 122     for(k = 0; k < n4; k++) {
 123         j=revtab[k];
 124         CMUL(z[j].re, z[j].im, *in2, *in1, tcos[k], tsin[k]);
 125         in1 += 2;
 126         in2 -= 2;
 127     }
 128     s->fft_calc(s, z);
 129
 130     /* post rotation + reordering */
 131     for(k = 0; k < n8; k++) {
 132         FFTSample r0, i0, r1, i1;
 133         CMUL(r0, i1, z[n8-k-1].im, z[n8-k-1].re, tsin[n8-k-1], tcos[n8-k-1]);
 134         CMUL(r1, i0, z[n8+k  ].im, z[n8+k  ].re, tsin[n8+k  ], tcos[n8+k  ]);
 135         z[n8-k-1].re = r0;
 136         z[n8-k-1].im = i0;
 137         z[n8+k  ].re = r1;
 138         z[n8+k  ].im = i1;
 139     }
 140 }
 141
 142 /**
 143  * Compute inverse MDCT of size N = 2^nbits
 144  * @param output N samples
 145  * @param input N/2 samples
 146  */
 147 void ff_imdct_calc_c(FFTContext *s, FFTSample *output, const FFTSample *input)
 148 {
 149     int k;
 150     int n = 1 << s->mdct_bits;
 151     int n2 = n >> 1;
 152     int n4 = n >> 2;
 153
 154     ff_imdct_half_c(s, output+n4, input);
 155
 156     for(k = 0; k < n4; k++) {
 157         output[k] = -output[n2-k-1];
 158         output[n-k-1] = output[n2+k];
 159     }
 160 }
 161
 162 /**
 163  * Compute MDCT of size N = 2^nbits
 164  * @param input N samples
 165  * @param out N/2 samples
 166  */
 167 void ff_mdct_calc_c(FFTContext *s, FFTSample *out, const FFTSample *input)
 168 {
 169     int i, j, n, n8, n4, n2, n3;
 170     FFTDouble re, im;
 171     const uint16_t *revtab = s->revtab;
 172     const FFTSample *tcos = s->tcos;
 173     const FFTSample *tsin = s->tsin;
 174     FFTComplex *x = (FFTComplex *)out;
 175
 176     n = 1 << s->mdct_bits;
 177     n2 = n >> 1;
 178     n4 = n >> 2;
 179     n8 = n >> 3;
 180     n3 = 3 * n4;
 181
 182     /* pre rotation */
 183     for(i=0;i<n8;i++) {
 184         re = RSCALE(-input[2*i+n3], - input[n3-1-2*i]);
 185         im = RSCALE(-input[n4+2*i], + input[n4-1-2*i]);
 186         j = revtab[i];
 187         CMUL(x[j].re, x[j].im, re, im, -tcos[i], tsin[i]);
 188
 189         re = RSCALE( input[2*i]   , - input[n2-1-2*i]);
 190         im = RSCALE(-input[n2+2*i], - input[ n-1-2*i]);
 191         j = revtab[n8 + i];
 192         CMUL(x[j].re, x[j].im, re, im, -tcos[n8 + i], tsin[n8 + i]);
 193     }
 194
 195     s->fft_calc(s, x);
 196
 197     /* post rotation */
 198     for(i=0;i<n8;i++) {
 199         FFTSample r0, i0, r1, i1;
 200         CMUL(i1, r0, x[n8-i-1].re, x[n8-i-1].im, -tsin[n8-i-1], -tcos[n8-i-1]);
 201         CMUL(i0, r1, x[n8+i  ].re, x[n8+i  ].im, -tsin[n8+i  ], -tcos[n8+i  ]);
 202         x[n8-i-1].re = r0;
 203         x[n8-i-1].im = i0;
 204         x[n8+i  ].re = r1;
 205         x[n8+i  ].im = i1;
 206     }
 207 }
 208
 209 av_cold void ff_mdct_end(FFTContext *s)
 210 {
 211     av_freep(&s->tcos);
 212     ff_fft_end(s);
 213 }