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  *
   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  *
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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
  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 <stdlib.h>
  23 #include <string.h>
  24 #include "libavutil/common.h"
  25 #include "libavutil/mathematics.h"
  26 #include "fft.h"
  27 #include "fft-internal.h"
  28
  29 /**
  30  * @file
  31  * MDCT/IMDCT transforms.
  32  */
  33
  34 #if FFT_FLOAT
  35 #   define RSCALE(x) (x)
  36 #else
  37 #if FFT_FIXED_32
  38 #   define RSCALE(x) (((x) + 32) >> 6)
  39 #else /* FFT_FIXED_32 */
  40 #   define RSCALE(x) ((x) >> 1)
  41 #endif /* FFT_FIXED_32 */
  42 #endif
  43
  44 /**
  45  * init MDCT or IMDCT computation.
  46  */
  47 av_cold int ff_mdct_init(FFTContext *s, int nbits, int inverse, double scale)
  48 {
  49     int n, n4, i;
  50     double alpha, theta;
  51     int tstep;
  52
  53     memset(s, 0, sizeof(*s));
  54     n = 1 << nbits;
  55     s->mdct_bits = nbits;
  56     s->mdct_size = n;
  57     n4 = n >> 2;
  58     s->mdct_permutation = FF_MDCT_PERM_NONE;
  59
  60     if (ff_fft_init(s, s->mdct_bits - 2, inverse) < 0)
  61         goto fail;
  62
  63     s->tcos = av_malloc_array(n/2, sizeof(FFTSample));
  64     if (!s->tcos)
  65         goto fail;
  66
  67     switch (s->mdct_permutation) {
  68     case FF_MDCT_PERM_NONE:
  69         s->tsin = s->tcos + n4;
  70         tstep = 1;
  71         break;
  72     case FF_MDCT_PERM_INTERLEAVE:
  73         s->tsin = s->tcos + 1;
  74         tstep = 2;
  75         break;
  76     default:
  77         goto fail;
  78     }
  79
  80     theta = 1.0 / 8.0 + (scale < 0 ? n4 : 0);
  81     scale = sqrt(fabs(scale));
  82     for(i=0;i<n4;i++) {
  83         alpha = 2 * M_PI * (i + theta) / n;
  84 #if FFT_FIXED_32
  85         s->tcos[i*tstep] = (FFTSample)floor(-cos(alpha) * 2147483648.0 + 0.5);
  86         s->tsin[i*tstep] = (FFTSample)floor(-sin(alpha) * 2147483648.0 + 0.5);
  87 #else
  88         s->tcos[i*tstep] = FIX15(-cos(alpha) * scale);
  89         s->tsin[i*tstep] = FIX15(-sin(alpha) * scale);
  90 #endif
  91     }
  92     return 0;
  93  fail:
  94     ff_mdct_end(s);
  95     return -1;
  96 }
  97
  98 /**
  99  * Compute the middle half of the inverse MDCT of size N = 2^nbits,
 100  * thus excluding the parts that can be derived by symmetry
 101  * @param output N/2 samples
 102  * @param input N/2 samples
 103  */
 104 void ff_imdct_half_c(FFTContext *s, FFTSample *output, const FFTSample *input)
 105 {
 106     int k, n8, n4, n2, n, j;
 107     const uint16_t *revtab = s->revtab;
 108     const FFTSample *tcos = s->tcos;
 109     const FFTSample *tsin = s->tsin;
 110     const FFTSample *in1, *in2;
 111     FFTComplex *z = (FFTComplex *)output;
 112
 113     n = 1 << s->mdct_bits;
 114     n2 = n >> 1;
 115     n4 = n >> 2;
 116     n8 = n >> 3;
 117
 118     /* pre rotation */
 119     in1 = input;
 120     in2 = input + n2 - 1;
 121     for(k = 0; k < n4; k++) {
 122         j=revtab[k];
 123         CMUL(z[j].re, z[j].im, *in2, *in1, tcos[k], tsin[k]);
 124         in1 += 2;
 125         in2 -= 2;
 126     }
 127     s->fft_calc(s, z);
 128
 129     /* post rotation + reordering */
 130     for(k = 0; k < n8; k++) {
 131         FFTSample r0, i0, r1, i1;
 132         CMUL(r0, i1, z[n8-k-1].im, z[n8-k-1].re, tsin[n8-k-1], tcos[n8-k-1]);
 133         CMUL(r1, i0, z[n8+k  ].im, z[n8+k  ].re, tsin[n8+k  ], tcos[n8+k  ]);
 134         z[n8-k-1].re = r0;
 135         z[n8-k-1].im = i0;
 136         z[n8+k  ].re = r1;
 137         z[n8+k  ].im = i1;
 138     }
 139 }
 140
 141 /**
 142  * Compute inverse MDCT of size N = 2^nbits
 143  * @param output N samples
 144  * @param input N/2 samples
 145  */
 146 void ff_imdct_calc_c(FFTContext *s, FFTSample *output, const FFTSample *input)
 147 {
 148     int k;
 149     int n = 1 << s->mdct_bits;
 150     int n2 = n >> 1;
 151     int n4 = n >> 2;
 152
 153     ff_imdct_half_c(s, output+n4, input);
 154
 155     for(k = 0; k < n4; k++) {
 156         output[k] = -output[n2-k-1];
 157         output[n-k-1] = output[n2+k];
 158     }
 159 }
 160
 161 /**
 162  * Compute MDCT of size N = 2^nbits
 163  * @param input N samples
 164  * @param out N/2 samples
 165  */
 166 void ff_mdct_calc_c(FFTContext *s, FFTSample *out, const FFTSample *input)
 167 {
 168     int i, j, n, n8, n4, n2, n3;
 169     FFTDouble re, im;
 170     const uint16_t *revtab = s->revtab;
 171     const FFTSample *tcos = s->tcos;
 172     const FFTSample *tsin = s->tsin;
 173     FFTComplex *x = (FFTComplex *)out;
 174
 175     n = 1 << s->mdct_bits;
 176     n2 = n >> 1;
 177     n4 = n >> 2;
 178     n8 = n >> 3;
 179     n3 = 3 * n4;
 180
 181     /* pre rotation */
 182     for(i=0;i<n8;i++) {
 183         re = RSCALE(-input[2*i+n3] - input[n3-1-2*i]);
 184         im = RSCALE(-input[n4+2*i] + input[n4-1-2*i]);
 185         j = revtab[i];
 186         CMUL(x[j].re, x[j].im, re, im, -tcos[i], tsin[i]);
 187
 188         re = RSCALE( input[2*i]    - input[n2-1-2*i]);
 189         im = RSCALE(-input[n2+2*i] - input[ n-1-2*i]);
 190         j = revtab[n8 + i];
 191         CMUL(x[j].re, x[j].im, re, im, -tcos[n8 + i], tsin[n8 + i]);
 192     }
 193
 194     s->fft_calc(s, x);
 195
 196     /* post rotation */
 197     for(i=0;i<n8;i++) {
 198         FFTSample r0, i0, r1, i1;
 199         CMUL(i1, r0, x[n8-i-1].re, x[n8-i-1].im, -tsin[n8-i-1], -tcos[n8-i-1]);
 200         CMUL(i0, r1, x[n8+i  ].re, x[n8+i  ].im, -tsin[n8+i  ], -tcos[n8+i  ]);
 201         x[n8-i-1].re = r0;
 202         x[n8-i-1].im = i0;
 203         x[n8+i  ].re = r1;
 204         x[n8+i  ].im = i1;
 205     }
 206 }
 207
 208 av_cold void ff_mdct_end(FFTContext *s)
 209 {
 210     av_freep(&s->tcos);
 211     ff_fft_end(s);
 212 }