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

   1 /*
   2  * AAC Spectral Band Replication decoding functions
   3  * Copyright (c) 2008-2009 Robert Swain ( rob opendot cl )
   4  * Copyright (c) 2009-2010 Alex Converse <alex.converse@gmail.com>
   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 #include "config.h"
  24 #include "libavutil/attributes.h"
  25 #include "libavutil/intfloat.h"
  26 #include "sbrdsp.h"
  27
  28 static void sbr_sum64x5_c(float *z)
  29 {
  30     int k;
  31     for (k = 0; k < 64; k++) {
  32         float f = z[k] + z[k + 64] + z[k + 128] + z[k + 192] + z[k + 256];
  33         z[k] = f;
  34     }
  35 }
  36
  37 static float sbr_sum_square_c(float (*x)[2], int n)
  38 {
  39     float sum0 = 0.0f, sum1 = 0.0f;
  40     int i;
  41
  42     for (i = 0; i < n; i += 2)
  43     {
  44         sum0 += x[i + 0][0] * x[i + 0][0];
  45         sum1 += x[i + 0][1] * x[i + 0][1];
  46         sum0 += x[i + 1][0] * x[i + 1][0];
  47         sum1 += x[i + 1][1] * x[i + 1][1];
  48     }
  49
  50     return sum0 + sum1;
  51 }
  52
  53 static void sbr_neg_odd_64_c(float *x)
  54 {
  55     union av_intfloat32 *xi = (union av_intfloat32*) x;
  56     int i;
  57     for (i = 1; i < 64; i += 4) {
  58         xi[i + 0].i ^= 1U << 31;
  59         xi[i + 2].i ^= 1U << 31;
  60     }
  61 }
  62
  63 static void sbr_qmf_pre_shuffle_c(float *z)
  64 {
  65     union av_intfloat32 *zi = (union av_intfloat32*) z;
  66     int k;
  67     zi[64].i = zi[0].i;
  68     zi[65].i = zi[1].i;
  69     for (k = 1; k < 31; k += 2) {
  70         zi[64 + 2 * k + 0].i = zi[64 - k].i ^ (1U << 31);
  71         zi[64 + 2 * k + 1].i = zi[ k + 1].i;
  72         zi[64 + 2 * k + 2].i = zi[63 - k].i ^ (1U << 31);
  73         zi[64 + 2 * k + 3].i = zi[ k + 2].i;
  74     }
  75
  76     zi[64 + 2 * 31 + 0].i = zi[64 - 31].i ^ (1U << 31);
  77     zi[64 + 2 * 31 + 1].i = zi[31 +  1].i;
  78 }
  79
  80 static void sbr_qmf_post_shuffle_c(float W[32][2], const float *z)
  81 {
  82     const union av_intfloat32 *zi = (const union av_intfloat32*) z;
  83     union av_intfloat32 *Wi       = (union av_intfloat32*) W;
  84     int k;
  85     for (k = 0; k < 32; k += 2) {
  86         Wi[2 * k + 0].i = zi[63 - k].i ^ (1U << 31);
  87         Wi[2 * k + 1].i = zi[ k + 0].i;
  88         Wi[2 * k + 2].i = zi[62 - k].i ^ (1U << 31);
  89         Wi[2 * k + 3].i = zi[ k + 1].i;
  90     }
  91 }
  92
  93 static void sbr_qmf_deint_neg_c(float *v, const float *src)
  94 {
  95     const union av_intfloat32 *si = (const union av_intfloat32*)src;
  96     union av_intfloat32 *vi = (union av_intfloat32*)v;
  97     int i;
  98     for (i = 0; i < 32; i++) {
  99         vi[     i].i = si[63 - 2 * i    ].i;
 100         vi[63 - i].i = si[63 - 2 * i - 1].i ^ (1U << 31);
 101     }
 102 }
 103
 104 static void sbr_qmf_deint_bfly_c(float *v, const float *src0, const float *src1)
 105 {
 106     int i;
 107     for (i = 0; i < 64; i++) {
 108         v[      i] = src0[i] - src1[63 - i];
 109         v[127 - i] = src0[i] + src1[63 - i];
 110     }
 111 }
 112
 113
 114 #if 0
 115     /* This code is slower because it multiplies memory accesses.
 116      * It is left for educational purposes and because it may offer
 117      * a better reference for writing arch-specific DSP functions. */
 118 static av_always_inline void autocorrelate(const float x[40][2],
 119                                            float phi[3][2][2], int lag)
 120 {
 121     int i;
 122     float real_sum = 0.0f;
 123     float imag_sum = 0.0f;
 124     if (lag) {
 125         for (i = 1; i < 38; i++) {
 126             real_sum += x[i][0] * x[i+lag][0] + x[i][1] * x[i+lag][1];
 127             imag_sum += x[i][0] * x[i+lag][1] - x[i][1] * x[i+lag][0];
 128         }
 129         phi[2-lag][1][0] = real_sum + x[ 0][0] * x[lag][0] + x[ 0][1] * x[lag][1];
 130         phi[2-lag][1][1] = imag_sum + x[ 0][0] * x[lag][1] - x[ 0][1] * x[lag][0];
 131         if (lag == 1) {
 132             phi[0][0][0] = real_sum + x[38][0] * x[39][0] + x[38][1] * x[39][1];
 133             phi[0][0][1] = imag_sum + x[38][0] * x[39][1] - x[38][1] * x[39][0];
 134         }
 135     } else {
 136         for (i = 1; i < 38; i++) {
 137             real_sum += x[i][0] * x[i][0] + x[i][1] * x[i][1];
 138         }
 139         phi[2][1][0] = real_sum + x[ 0][0] * x[ 0][0] + x[ 0][1] * x[ 0][1];
 140         phi[1][0][0] = real_sum + x[38][0] * x[38][0] + x[38][1] * x[38][1];
 141     }
 142 }
 143
 144 static void sbr_autocorrelate_c(const float x[40][2], float phi[3][2][2])
 145 {
 146     autocorrelate(x, phi, 0);
 147     autocorrelate(x, phi, 1);
 148     autocorrelate(x, phi, 2);
 149 }
 150 #else
 151 static void sbr_autocorrelate_c(const float x[40][2], float phi[3][2][2])
 152 {
 153     float real_sum2 = x[0][0] * x[2][0] + x[0][1] * x[2][1];
 154     float imag_sum2 = x[0][0] * x[2][1] - x[0][1] * x[2][0];
 155     float real_sum1 = 0.0f, imag_sum1 = 0.0f, real_sum0 = 0.0f;
 156     int   i;
 157     for (i = 1; i < 38; i++) {
 158         real_sum0 += x[i][0] * x[i    ][0] + x[i][1] * x[i    ][1];
 159         real_sum1 += x[i][0] * x[i + 1][0] + x[i][1] * x[i + 1][1];
 160         imag_sum1 += x[i][0] * x[i + 1][1] - x[i][1] * x[i + 1][0];
 161         real_sum2 += x[i][0] * x[i + 2][0] + x[i][1] * x[i + 2][1];
 162         imag_sum2 += x[i][0] * x[i + 2][1] - x[i][1] * x[i + 2][0];
 163     }
 164     phi[2 - 2][1][0] = real_sum2;
 165     phi[2 - 2][1][1] = imag_sum2;
 166     phi[2    ][1][0] = real_sum0 + x[ 0][0] * x[ 0][0] + x[ 0][1] * x[ 0][1];
 167     phi[1    ][0][0] = real_sum0 + x[38][0] * x[38][0] + x[38][1] * x[38][1];
 168     phi[2 - 1][1][0] = real_sum1 + x[ 0][0] * x[ 1][0] + x[ 0][1] * x[ 1][1];
 169     phi[2 - 1][1][1] = imag_sum1 + x[ 0][0] * x[ 1][1] - x[ 0][1] * x[ 1][0];
 170     phi[0    ][0][0] = real_sum1 + x[38][0] * x[39][0] + x[38][1] * x[39][1];
 171     phi[0    ][0][1] = imag_sum1 + x[38][0] * x[39][1] - x[38][1] * x[39][0];
 172 #endif
 173 }
 174
 175 static void sbr_hf_gen_c(float (*X_high)[2], const float (*X_low)[2],
 176                          const float alpha0[2], const float alpha1[2],
 177                          float bw, int start, int end)
 178 {
 179     float alpha[4];
 180     int i;
 181
 182     alpha[0] = alpha1[0] * bw * bw;
 183     alpha[1] = alpha1[1] * bw * bw;
 184     alpha[2] = alpha0[0] * bw;
 185     alpha[3] = alpha0[1] * bw;
 186
 187     for (i = start; i < end; i++) {
 188         X_high[i][0] =
 189             X_low[i - 2][0] * alpha[0] -
 190             X_low[i - 2][1] * alpha[1] +
 191             X_low[i - 1][0] * alpha[2] -
 192             X_low[i - 1][1] * alpha[3] +
 193             X_low[i][0];
 194         X_high[i][1] =
 195             X_low[i - 2][1] * alpha[0] +
 196             X_low[i - 2][0] * alpha[1] +
 197             X_low[i - 1][1] * alpha[2] +
 198             X_low[i - 1][0] * alpha[3] +
 199             X_low[i][1];
 200     }
 201 }
 202
 203 static void sbr_hf_g_filt_c(float (*Y)[2], const float (*X_high)[40][2],
 204                             const float *g_filt, int m_max, intptr_t ixh)
 205 {
 206     int m;
 207
 208     for (m = 0; m < m_max; m++) {
 209         Y[m][0] = X_high[m][ixh][0] * g_filt[m];
 210         Y[m][1] = X_high[m][ixh][1] * g_filt[m];
 211     }
 212 }
 213
 214 static av_always_inline void sbr_hf_apply_noise(float (*Y)[2],
 215                                                 const float *s_m,
 216                                                 const float *q_filt,
 217                                                 int noise,
 218                                                 float phi_sign0,
 219                                                 float phi_sign1,
 220                                                 int m_max)
 221 {
 222     int m;
 223
 224     for (m = 0; m < m_max; m++) {
 225         float y0 = Y[m][0];
 226         float y1 = Y[m][1];
 227         noise = (noise + 1) & 0x1ff;
 228         if (s_m[m]) {
 229             y0 += s_m[m] * phi_sign0;
 230             y1 += s_m[m] * phi_sign1;
 231         } else {
 232             y0 += q_filt[m] * ff_sbr_noise_table[noise][0];
 233             y1 += q_filt[m] * ff_sbr_noise_table[noise][1];
 234         }
 235         Y[m][0] = y0;
 236         Y[m][1] = y1;
 237         phi_sign1 = -phi_sign1;
 238     }
 239 }
 240
 241 static void sbr_hf_apply_noise_0(float (*Y)[2], const float *s_m,
 242                                  const float *q_filt, int noise,
 243                                  int kx, int m_max)
 244 {
 245     sbr_hf_apply_noise(Y, s_m, q_filt, noise, 1.0, 0.0, m_max);
 246 }
 247
 248 static void sbr_hf_apply_noise_1(float (*Y)[2], const float *s_m,
 249                                  const float *q_filt, int noise,
 250                                  int kx, int m_max)
 251 {
 252     float phi_sign = 1 - 2 * (kx & 1);
 253     sbr_hf_apply_noise(Y, s_m, q_filt, noise, 0.0, phi_sign, m_max);
 254 }
 255
 256 static void sbr_hf_apply_noise_2(float (*Y)[2], const float *s_m,
 257                                  const float *q_filt, int noise,
 258                                  int kx, int m_max)
 259 {
 260     sbr_hf_apply_noise(Y, s_m, q_filt, noise, -1.0, 0.0, m_max);
 261 }
 262
 263 static void sbr_hf_apply_noise_3(float (*Y)[2], const float *s_m,
 264                                  const float *q_filt, int noise,
 265                                  int kx, int m_max)
 266 {
 267     float phi_sign = 1 - 2 * (kx & 1);
 268     sbr_hf_apply_noise(Y, s_m, q_filt, noise, 0.0, -phi_sign, m_max);
 269 }
 270
 271 av_cold void ff_sbrdsp_init(SBRDSPContext *s)
 272 {
 273     s->sum64x5 = sbr_sum64x5_c;
 274     s->sum_square = sbr_sum_square_c;
 275     s->neg_odd_64 = sbr_neg_odd_64_c;
 276     s->qmf_pre_shuffle = sbr_qmf_pre_shuffle_c;
 277     s->qmf_post_shuffle = sbr_qmf_post_shuffle_c;
 278     s->qmf_deint_neg = sbr_qmf_deint_neg_c;
 279     s->qmf_deint_bfly = sbr_qmf_deint_bfly_c;
 280     s->autocorrelate = sbr_autocorrelate_c;
 281     s->hf_gen = sbr_hf_gen_c;
 282     s->hf_g_filt = sbr_hf_g_filt_c;
 283
 284     s->hf_apply_noise[0] = sbr_hf_apply_noise_0;
 285     s->hf_apply_noise[1] = sbr_hf_apply_noise_1;
 286     s->hf_apply_noise[2] = sbr_hf_apply_noise_2;
 287     s->hf_apply_noise[3] = sbr_hf_apply_noise_3;
 288
 289     if (ARCH_ARM)
 290         ff_sbrdsp_init_arm(s);
 291     if (ARCH_X86)
 292         ff_sbrdsp_init_x86(s);
 293     if (ARCH_MIPS)
 294         ff_sbrdsp_init_mips(s);
 295 }