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

   1 /*
   2  * Simple free lossless/lossy audio codec
   3  * Copyright (c) 2004 Alex Beregszaszi
   4  *
   5  * This library is free software; you can redistribute it and/or
   6  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   7  * License as published by the Free Software Foundation; either
   8  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
   9  *
  10  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13  * Lesser General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  16  * License along with this library; if not, write to the Free Software
  17  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  18  */
  19 #include "avcodec.h"
  20 #include "bitstream.h"
  21 #include "golomb.h"
  22
  23 /**
  24  * @file sonic.c
  25  * Simple free lossless/lossy audio codec
  26  * Based on Paul Francis Harrison's Bonk (http://www.logarithmic.net/pfh/bonk)
  27  * Written and designed by Alex Beregszaszi
  28  *
  29  * TODO:
  30  *  - CABAC put/get_symbol
  31  *  - independent quantizer for channels
  32  *  - >2 channels support
  33  *  - more decorrelation types
  34  *  - more tap_quant tests
  35  *  - selectable intlist writers/readers (bonk-style, golomb, cabac)
  36  */
  37
  38 #define MAX_CHANNELS 2
  39
  40 #define MID_SIDE 0
  41 #define LEFT_SIDE 1
  42 #define RIGHT_SIDE 2
  43
  44 typedef struct SonicContext {
  45     int lossless, decorrelation;
  46
  47     int num_taps, downsampling;
  48     double quantization;
  49
  50     int channels, samplerate, block_align, frame_size;
  51
  52     int *tap_quant;
  53     int *int_samples;
  54     int *coded_samples[MAX_CHANNELS];
  55
  56     // for encoding
  57     int *tail;
  58     int tail_size;
  59     int *window;
  60     int window_size;
  61
  62     // for decoding
  63     int *predictor_k;
  64     int *predictor_state[MAX_CHANNELS];
  65 } SonicContext;
  66
  67 #define LATTICE_SHIFT   10
  68 #define SAMPLE_SHIFT    4
  69 #define LATTICE_FACTOR  (1 << LATTICE_SHIFT)
  70 #define SAMPLE_FACTOR   (1 << SAMPLE_SHIFT)
  71
  72 #define BASE_QUANT      0.6
  73 #define RATE_VARIATION  3.0
  74
  75 static inline int divide(int a, int b)
  76 {
  77     if (a < 0)
  78         return -( (-a + b/2)/b );
  79     else
  80         return (a + b/2)/b;
  81 }
  82
  83 static inline int shift(int a,int b)
  84 {
  85     return (a+(1<<(b-1))) >> b;
  86 }
  87
  88 static inline int shift_down(int a,int b)
  89 {
  90     return (a>>b)+((a<0)?1:0);
  91 }
  92
  93 #if 1
  94 static inline int intlist_write(PutBitContext *pb, int *buf, int entries, int base_2_part)
  95 {
  96     int i;
  97
  98     for (i = 0; i < entries; i++)
  99         set_se_golomb(pb, buf[i]);
 100
 101     return 1;
 102 }
 103
 104 static inline int intlist_read(GetBitContext *gb, int *buf, int entries, int base_2_part)
 105 {
 106     int i;
 107
 108     for (i = 0; i < entries; i++)
 109         buf[i] = get_se_golomb(gb);
 110
 111     return 1;
 112 }
 113
 114 #else
 115
 116 #define ADAPT_LEVEL 8
 117
 118 static int bits_to_store(uint64_t x)
 119 {
 120     int res = 0;
 121
 122     while(x)
 123     {
 124         res++;
 125         x >>= 1;
 126     }
 127     return res;
 128 }
 129
 130 static void write_uint_max(PutBitContext *pb, unsigned int value, unsigned int max)
 131 {
 132     int i, bits;
 133
 134     if (!max)
 135         return;
 136
 137     bits = bits_to_store(max);
 138
 139     for (i = 0; i < bits-1; i++)
 140         put_bits(pb, 1, value & (1 << i));
 141
 142     if ( (value | (1 << (bits-1))) <= max)
 143         put_bits(pb, 1, value & (1 << (bits-1)));
 144 }
 145
 146 static unsigned int read_uint_max(GetBitContext *gb, int max)
 147 {
 148     int i, bits, value = 0;
 149
 150     if (!max)
 151         return 0;
 152
 153     bits = bits_to_store(max);
 154
 155     for (i = 0; i < bits-1; i++)
 156         if (get_bits1(gb))
 157             value += 1 << i;
 158
 159     if ( (value | (1<<(bits-1))) <= max)
 160         if (get_bits1(gb))
 161             value += 1 << (bits-1);
 162
 163     return value;
 164 }
 165
 166 static int intlist_write(PutBitContext *pb, int *buf, int entries, int base_2_part)
 167 {
 168     int i, j, x = 0, low_bits = 0, max = 0;
 169     int step = 256, pos = 0, dominant = 0, any = 0;
 170     int *copy, *bits;
 171
 172     copy = av_mallocz(4* entries);
 173     if (!copy)
 174         return -1;
 175
 176     if (base_2_part)
 177     {
 178         int energy = 0;
 179
 180         for (i = 0; i < entries; i++)
 181             energy += abs(buf[i]);
 182
 183         low_bits = bits_to_store(energy / (entries * 2));
 184         if (low_bits > 15)
 185             low_bits = 15;
 186
 187         put_bits(pb, 4, low_bits);
 188     }
 189
 190     for (i = 0; i < entries; i++)
 191     {
 192         put_bits(pb, low_bits, abs(buf[i]));
 193         copy[i] = abs(buf[i]) >> low_bits;
 194         if (copy[i] > max)
 195             max = abs(copy[i]);
 196     }
 197
 198     bits = av_mallocz(4* entries*max);
 199     if (!bits)
 200     {
 201 //        av_free(copy);
 202         return -1;
 203     }
 204
 205     for (i = 0; i <= max; i++)
 206     {
 207         for (j = 0; j < entries; j++)
 208             if (copy[j] >= i)
 209                 bits[x++] = copy[j] > i;
 210     }
 211
 212     // store bitstream
 213     while (pos < x)
 214     {
 215         int steplet = step >> 8;
 216
 217         if (pos + steplet > x)
 218             steplet = x - pos;
 219
 220         for (i = 0; i < steplet; i++)
 221             if (bits[i+pos] != dominant)
 222                 any = 1;
 223
 224         put_bits(pb, 1, any);
 225
 226         if (!any)
 227         {
 228             pos += steplet;
 229             step += step / ADAPT_LEVEL;
 230         }
 231         else
 232         {
 233             int interloper = 0;
 234
 235             while (((pos + interloper) < x) && (bits[pos + interloper] == dominant))
 236                 interloper++;
 237
 238             // note change
 239             write_uint_max(pb, interloper, (step >> 8) - 1);
 240
 241             pos += interloper + 1;
 242             step -= step / ADAPT_LEVEL;
 243         }
 244
 245         if (step < 256)
 246         {
 247             step = 65536 / step;
 248             dominant = !dominant;
 249         }
 250     }
 251
 252     // store signs
 253     for (i = 0; i < entries; i++)
 254         if (buf[i])
 255             put_bits(pb, 1, buf[i] < 0);
 256
 257 //    av_free(bits);
 258 //    av_free(copy);
 259
 260     return 0;
 261 }
 262
 263 static int intlist_read(GetBitContext *gb, int *buf, int entries, int base_2_part)
 264 {
 265     int i, low_bits = 0, x = 0;
 266     int n_zeros = 0, step = 256, dominant = 0;
 267     int pos = 0, level = 0;
 268     int *bits = av_mallocz(4* entries);
 269
 270     if (!bits)
 271         return -1;
 272
 273     if (base_2_part)
 274     {
 275         low_bits = get_bits(gb, 4);
 276
 277         if (low_bits)
 278             for (i = 0; i < entries; i++)
 279                 buf[i] = get_bits(gb, low_bits);
 280     }
 281
 282 //    av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "entries: %d, low bits: %d\n", entries, low_bits);
 283
 284     while (n_zeros < entries)
 285     {
 286         int steplet = step >> 8;
 287
 288         if (!get_bits1(gb))
 289         {
 290             for (i = 0; i < steplet; i++)
 291                 bits[x++] = dominant;
 292
 293             if (!dominant)
 294                 n_zeros += steplet;
 295
 296             step += step / ADAPT_LEVEL;
 297         }
 298         else
 299         {
 300             int actual_run = read_uint_max(gb, steplet-1);
 301
 302 //            av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "actual run: %d\n", actual_run);
 303
 304             for (i = 0; i < actual_run; i++)
 305                 bits[x++] = dominant;
 306
 307             bits[x++] = !dominant;
 308
 309             if (!dominant)
 310                 n_zeros += actual_run;
 311             else
 312                 n_zeros++;
 313
 314             step -= step / ADAPT_LEVEL;
 315         }
 316
 317         if (step < 256)
 318         {
 319             step = 65536 / step;
 320             dominant = !dominant;
 321         }
 322     }
 323
 324     // reconstruct unsigned values
 325     n_zeros = 0;
 326     for (i = 0; n_zeros < entries; i++)
 327     {
 328         while(1)
 329         {
 330             if (pos >= entries)
 331             {
 332                 pos = 0;
 333                 level += 1 << low_bits;
 334             }
 335
 336             if (buf[pos] >= level)
 337                 break;
 338
 339             pos++;
 340         }
 341
 342         if (bits[i])
 343             buf[pos] += 1 << low_bits;
 344         else
 345             n_zeros++;
 346
 347         pos++;
 348     }
 349 //    av_free(bits);
 350
 351     // read signs
 352     for (i = 0; i < entries; i++)
 353         if (buf[i] && get_bits1(gb))
 354             buf[i] = -buf[i];
 355
 356 //    av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "zeros: %d pos: %d\n", n_zeros, pos);
 357
 358     return 0;
 359 }
 360 #endif
 361
 362 static void predictor_init_state(int *k, int *state, int order)
 363 {
 364     int i;
 365
 366     for (i = order-2; i >= 0; i--)
 367     {
 368         int j, p, x = state[i];
 369
 370         for (j = 0, p = i+1; p < order; j++,p++)
 371             {
 372             int tmp = x + shift_down(k[j] * state[p], LATTICE_SHIFT);
 373             state[p] += shift_down(k[j]*x, LATTICE_SHIFT);
 374             x = tmp;
 375         }
 376     }
 377 }
 378
 379 static int predictor_calc_error(int *k, int *state, int order, int error)
 380 {
 381     int i, x = error - shift_down(k[order-1] * state[order-1], LATTICE_SHIFT);
 382
 383 #if 1
 384     int *k_ptr = &(k[order-2]),
 385         *state_ptr = &(state[order-2]);
 386     for (i = order-2; i >= 0; i--, k_ptr--, state_ptr--)
 387     {
 388         int k_value = *k_ptr, state_value = *state_ptr;
 389         x -= shift_down(k_value * state_value, LATTICE_SHIFT);
 390         state_ptr[1] = state_value + shift_down(k_value * x, LATTICE_SHIFT);
 391     }
 392 #else
 393     for (i = order-2; i >= 0; i--)
 394     {
 395         x -= shift_down(k[i] * state[i], LATTICE_SHIFT);
 396         state[i+1] = state[i] + shift_down(k[i] * x, LATTICE_SHIFT);
 397     }
 398 #endif
 399
 400     // don't drift too far, to avoid overflows
 401     if (x >  (SAMPLE_FACTOR<<16)) x =  (SAMPLE_FACTOR<<16);
 402     if (x < -(SAMPLE_FACTOR<<16)) x = -(SAMPLE_FACTOR<<16);
 403
 404     state[0] = x;
 405
 406     return x;
 407 }
 408
 409 // Heavily modified Levinson-Durbin algorithm which
 410 // copes better with quantization, and calculates the
 411 // actual whitened result as it goes.
 412
 413 static void modified_levinson_durbin(int *window, int window_entries,
 414         int *out, int out_entries, int channels, int *tap_quant)
 415 {
 416     int i;
 417     int *state = av_mallocz(4* window_entries);
 418
 419     memcpy(state, window, 4* window_entries);
 420
 421     for (i = 0; i < out_entries; i++)
 422     {
 423         int step = (i+1)*channels, k, j;
 424         double xx = 0.0, xy = 0.0;
 425 #if 1
 426         int *x_ptr = &(window[step]), *state_ptr = &(state[0]);
 427         j = window_entries - step;
 428         for (;j>=0;j--,x_ptr++,state_ptr++)
 429         {
 430             double x_value = *x_ptr, state_value = *state_ptr;
 431             xx += state_value*state_value;
 432             xy += x_value*state_value;
 433         }
 434 #else
 435         for (j = 0; j <= (window_entries - step); j++);
 436         {
 437             double stepval = window[step+j], stateval = window[j];
 438 //            xx += (double)window[j]*(double)window[j];
 439 //            xy += (double)window[step+j]*(double)window[j];
 440             xx += stateval*stateval;
 441             xy += stepval*stateval;
 442         }
 443 #endif
 444         if (xx == 0.0)
 445             k = 0;
 446         else
 447             k = (int)(floor(-xy/xx * (double)LATTICE_FACTOR / (double)(tap_quant[i]) + 0.5));
 448
 449         if (k > (LATTICE_FACTOR/tap_quant[i]))
 450             k = LATTICE_FACTOR/tap_quant[i];
 451         if (-k > (LATTICE_FACTOR/tap_quant[i]))
 452             k = -(LATTICE_FACTOR/tap_quant[i]);
 453
 454         out[i] = k;
 455         k *= tap_quant[i];
 456
 457 #if 1
 458         x_ptr = &(window[step]);
 459         state_ptr = &(state[0]);
 460         j = window_entries - step;
 461         for (;j>=0;j--,x_ptr++,state_ptr++)
 462         {
 463             int x_value = *x_ptr, state_value = *state_ptr;
 464             *x_ptr = x_value + shift_down(k*state_value,LATTICE_SHIFT);
 465             *state_ptr = state_value + shift_down(k*x_value, LATTICE_SHIFT);
 466         }
 467 #else
 468         for (j=0; j <= (window_entries - step); j++)
 469         {
 470             int stepval = window[step+j], stateval=state[j];
 471             window[step+j] += shift_down(k * stateval, LATTICE_SHIFT);
 472             state[j] += shift_down(k * stepval, LATTICE_SHIFT);
 473         }
 474 #endif
 475     }
 476
 477     av_free(state);
 478 }
 479
 480 static int samplerate_table[] =
 481     { 44100, 22050, 11025, 96000, 48000, 32000, 24000, 16000, 8000 };
 482
 483 #ifdef CONFIG_ENCODERS
 484
 485 static inline int code_samplerate(int samplerate)
 486 {
 487     switch (samplerate)
 488     {
 489         case 44100: return 0;
 490         case 22050: return 1;
 491         case 11025: return 2;
 492         case 96000: return 3;
 493         case 48000: return 4;
 494         case 32000: return 5;
 495         case 24000: return 6;
 496         case 16000: return 7;
 497         case 8000: return 8;
 498     }
 499     return -1;
 500 }
 501
 502 static int sonic_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 503 {
 504     SonicContext *s = avctx->priv_data;
 505     PutBitContext pb;
 506     int i, version = 0;
 507
 508     if (avctx->channels > MAX_CHANNELS)
 509     {
 510         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Only mono and stereo streams are supported by now\n");
 511         return -1; /* only stereo or mono for now */
 512     }
 513
 514     if (avctx->channels == 2)
 515         s->decorrelation = MID_SIDE;
 516
 517     if (avctx->codec->id == CODEC_ID_SONIC_LS)
 518     {
 519         s->lossless = 1;
 520         s->num_taps = 32;
 521         s->downsampling = 1;
 522         s->quantization = 0.0;
 523     }
 524     else
 525     {
 526         s->num_taps = 128;
 527         s->downsampling = 2;
 528         s->quantization = 1.0;
 529     }
 530
 531     // max tap 2048
 532     if ((s->num_taps < 32) || (s->num_taps > 1024) ||
 533         ((s->num_taps>>5)<<5 != s->num_taps))
 534     {
 535         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid number of taps\n");
 536         return -1;
 537     }
 538
 539     // generate taps
 540     s->tap_quant = av_mallocz(4* s->num_taps);
 541     for (i = 0; i < s->num_taps; i++)
 542         s->tap_quant[i] = (int)(sqrt(i+1));
 543
 544     s->channels = avctx->channels;
 545     s->samplerate = avctx->sample_rate;
 546
 547     s->block_align = (int)(2048.0*s->samplerate/44100)/s->downsampling;
 548     s->frame_size = s->channels*s->block_align*s->downsampling;
 549
 550     s->tail = av_mallocz(4* s->num_taps*s->channels);
 551     if (!s->tail)
 552         return -1;
 553     s->tail_size = s->num_taps*s->channels;
 554
 555     s->predictor_k = av_mallocz(4 * s->num_taps);
 556     if (!s->predictor_k)
 557         return -1;
 558
 559     for (i = 0; i < s->channels; i++)
 560     {
 561         s->coded_samples[i] = av_mallocz(4* s->block_align);
 562         if (!s->coded_samples[i])
 563             return -1;
 564     }
 565
 566     s->int_samples = av_mallocz(4* s->frame_size);
 567
 568     s->window_size = ((2*s->tail_size)+s->frame_size);
 569     s->window = av_mallocz(4* s->window_size);
 570     if (!s->window)
 571         return -1;
 572
 573     avctx->extradata = av_mallocz(16);
 574     if (!avctx->extradata)
 575         return -1;
 576     init_put_bits(&pb, avctx->extradata, 16*8);
 577
 578     put_bits(&pb, 2, version); // version
 579     if (version == 1)
 580     {
 581         put_bits(&pb, 2, s->channels);
 582         put_bits(&pb, 4, code_samplerate(s->samplerate));
 583     }
 584     put_bits(&pb, 1, s->lossless);
 585     if (!s->lossless)
 586         put_bits(&pb, 3, SAMPLE_SHIFT); // XXX FIXME: sample precision
 587     put_bits(&pb, 2, s->decorrelation);
 588     put_bits(&pb, 2, s->downsampling);
 589     put_bits(&pb, 5, (s->num_taps >> 5)-1); // 32..1024
 590     put_bits(&pb, 1, 0); // XXX FIXME: no custom tap quant table
 591
 592     flush_put_bits(&pb);
 593     avctx->extradata_size = put_bits_count(&pb)/8;
 594
 595     av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "Sonic: ver: %d ls: %d dr: %d taps: %d block: %d frame: %d downsamp: %d\n",
 596         version, s->lossless, s->decorrelation, s->num_taps, s->block_align, s->frame_size, s->downsampling);
 597
 598     avctx->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
 599     if (!avctx->coded_frame)
 600         return -ENOMEM;
 601     avctx->coded_frame->key_frame = 1;
 602     avctx->frame_size = s->block_align*s->downsampling;
 603
 604     return 0;
 605 }
 606
 607 static int sonic_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 608 {
 609     SonicContext *s = avctx->priv_data;
 610     int i;
 611
 612     av_freep(&avctx->coded_frame);
 613
 614     for (i = 0; i < s->channels; i++)
 615         av_free(s->coded_samples[i]);
 616
 617     av_free(s->predictor_k);
 618     av_free(s->tail);
 619     av_free(s->tap_quant);
 620     av_free(s->window);
 621     av_free(s->int_samples);
 622
 623     return 0;
 624 }
 625
 626 static int sonic_encode_frame(AVCodecContext *avctx,
 627                             uint8_t *buf, int buf_size, void *data)
 628 {
 629     SonicContext *s = avctx->priv_data;
 630     PutBitContext pb;
 631     int i, j, ch, quant = 0, x = 0;
 632     short *samples = data;
 633
 634     init_put_bits(&pb, buf, buf_size*8);
 635
 636     // short -> internal
 637     for (i = 0; i < s->frame_size; i++)
 638         s->int_samples[i] = samples[i];
 639
 640     if (!s->lossless)
 641         for (i = 0; i < s->frame_size; i++)
 642             s->int_samples[i] = s->int_samples[i] << SAMPLE_SHIFT;
 643
 644     switch(s->decorrelation)
 645     {
 646         case MID_SIDE:
 647             for (i = 0; i < s->frame_size; i += s->channels)
 648             {
 649                 s->int_samples[i] += s->int_samples[i+1];
 650                 s->int_samples[i+1] -= shift(s->int_samples[i], 1);
 651             }
 652             break;
 653         case LEFT_SIDE:
 654             for (i = 0; i < s->frame_size; i += s->channels)
 655                 s->int_samples[i+1] -= s->int_samples[i];
 656             break;
 657         case RIGHT_SIDE:
 658             for (i = 0; i < s->frame_size; i += s->channels)
 659                 s->int_samples[i] -= s->int_samples[i+1];
 660             break;
 661     }
 662
 663     memset(s->window, 0, 4* s->window_size);
 664
 665     for (i = 0; i < s->tail_size; i++)
 666         s->window[x++] = s->tail[i];
 667
 668     for (i = 0; i < s->frame_size; i++)
 669         s->window[x++] = s->int_samples[i];
 670
 671     for (i = 0; i < s->tail_size; i++)
 672         s->window[x++] = 0;
 673
 674     for (i = 0; i < s->tail_size; i++)
 675         s->tail[i] = s->int_samples[s->frame_size - s->tail_size + i];
 676
 677     // generate taps
 678     modified_levinson_durbin(s->window, s->window_size,
 679                 s->predictor_k, s->num_taps, s->channels, s->tap_quant);
 680     if (intlist_write(&pb, s->predictor_k, s->num_taps, 0) < 0)
 681         return -1;
 682
 683     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
 684     {
 685         x = s->tail_size+ch;
 686         for (i = 0; i < s->block_align; i++)
 687         {
 688             int sum = 0;
 689             for (j = 0; j < s->downsampling; j++, x += s->channels)
 690                 sum += s->window[x];
 691             s->coded_samples[ch][i] = sum;
 692         }
 693     }
 694
 695     // simple rate control code
 696     if (!s->lossless)
 697     {
 698         double energy1 = 0.0, energy2 = 0.0;
 699         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
 700         {
 701             for (i = 0; i < s->block_align; i++)
 702             {
 703                 double sample = s->coded_samples[ch][i];
 704                 energy2 += sample*sample;
 705                 energy1 += fabs(sample);
 706             }
 707         }
 708
 709         energy2 = sqrt(energy2/(s->channels*s->block_align));
 710         energy1 = sqrt(2.0)*energy1/(s->channels*s->block_align);
 711
 712         // increase bitrate when samples are like a gaussian distribution
 713         // reduce bitrate when samples are like a two-tailed exponential distribution
 714
 715         if (energy2 > energy1)
 716             energy2 += (energy2-energy1)*RATE_VARIATION;
 717
 718         quant = (int)(BASE_QUANT*s->quantization*energy2/SAMPLE_FACTOR);
 719 //        av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "quant: %d energy: %f / %f\n", quant, energy1, energy2);
 720
 721         if (quant < 1)
 722             quant = 1;
 723         if (quant > 65535)
 724             quant = 65535;
 725
 726         set_ue_golomb(&pb, quant);
 727
 728         quant *= SAMPLE_FACTOR;
 729     }
 730
 731     // write out coded samples
 732     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
 733     {
 734         if (!s->lossless)
 735             for (i = 0; i < s->block_align; i++)
 736                 s->coded_samples[ch][i] = divide(s->coded_samples[ch][i], quant);
 737
 738         if (intlist_write(&pb, s->coded_samples[ch], s->block_align, 1) < 0)
 739             return -1;
 740     }
 741
 742 //    av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "used bytes: %d\n", (put_bits_count(&pb)+7)/8);
 743
 744     flush_put_bits(&pb);
 745     return (put_bits_count(&pb)+7)/8;
 746 }
 747 #endif //CONFIG_ENCODERS
 748
 749 static int sonic_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 750 {
 751     SonicContext *s = avctx->priv_data;
 752     GetBitContext gb;
 753     int i, version;
 754
 755     s->channels = avctx->channels;
 756     s->samplerate = avctx->sample_rate;
 757
 758     if (!avctx->extradata)
 759     {
 760         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "No mandatory headers present\n");
 761         return -1;
 762     }
 763
 764     init_get_bits(&gb, avctx->extradata, avctx->extradata_size);
 765
 766     version = get_bits(&gb, 2);
 767     if (version > 1)
 768     {
 769         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported Sonic version, please report\n");
 770         return -1;
 771     }
 772
 773     if (version == 1)
 774     {
 775         s->channels = get_bits(&gb, 2);
 776         s->samplerate = samplerate_table[get_bits(&gb, 4)];
 777         av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "Sonicv2 chans: %d samprate: %d\n",
 778             s->channels, s->samplerate);
 779     }
 780
 781     if (s->channels > MAX_CHANNELS)
 782     {
 783         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Only mono and stereo streams are supported by now\n");
 784         return -1;
 785     }
 786
 787     s->lossless = get_bits1(&gb);
 788     if (!s->lossless)
 789         skip_bits(&gb, 3); // XXX FIXME
 790     s->decorrelation = get_bits(&gb, 2);
 791
 792     s->downsampling = get_bits(&gb, 2);
 793     s->num_taps = (get_bits(&gb, 5)+1)<<5;
 794     if (get_bits1(&gb)) // XXX FIXME
 795         av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "Custom quant table\n");
 796
 797     s->block_align = (int)(2048.0*(s->samplerate/44100))/s->downsampling;
 798     s->frame_size = s->channels*s->block_align*s->downsampling;
 799 //    avctx->frame_size = s->block_align;
 800
 801     av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "Sonic: ver: %d ls: %d dr: %d taps: %d block: %d frame: %d downsamp: %d\n",
 802         version, s->lossless, s->decorrelation, s->num_taps, s->block_align, s->frame_size, s->downsampling);
 803
 804     // generate taps
 805     s->tap_quant = av_mallocz(4* s->num_taps);
 806     for (i = 0; i < s->num_taps; i++)
 807         s->tap_quant[i] = (int)(sqrt(i+1));
 808
 809     s->predictor_k = av_mallocz(4* s->num_taps);
 810
 811     for (i = 0; i < s->channels; i++)
 812     {
 813         s->predictor_state[i] = av_mallocz(4* s->num_taps);
 814         if (!s->predictor_state[i])
 815             return -1;
 816     }
 817
 818     for (i = 0; i < s->channels; i++)
 819     {
 820         s->coded_samples[i] = av_mallocz(4* s->block_align);
 821         if (!s->coded_samples[i])
 822             return -1;
 823     }
 824     s->int_samples = av_mallocz(4* s->frame_size);
 825
 826     return 0;
 827 }
 828
 829 static int sonic_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 830 {
 831     SonicContext *s = avctx->priv_data;
 832     int i;
 833
 834     av_free(s->int_samples);
 835     av_free(s->tap_quant);
 836     av_free(s->predictor_k);
 837
 838     for (i = 0; i < s->channels; i++)
 839     {
 840         av_free(s->predictor_state[i]);
 841         av_free(s->coded_samples[i]);
 842     }
 843
 844     return 0;
 845 }
 846
 847 static int sonic_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 848                             void *data, int *data_size,
 849                             uint8_t *buf, int buf_size)
 850 {
 851     SonicContext *s = avctx->priv_data;
 852     GetBitContext gb;
 853     int i, quant, ch, j;
 854     short *samples = data;
 855
 856     if (buf_size == 0) return 0;
 857
 858 //    av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "buf_size: %d\n", buf_size);
 859
 860     init_get_bits(&gb, buf, buf_size*8);
 861
 862     intlist_read(&gb, s->predictor_k, s->num_taps, 0);
 863
 864     // dequantize
 865     for (i = 0; i < s->num_taps; i++)
 866         s->predictor_k[i] *= s->tap_quant[i];
 867
 868     if (s->lossless)
 869         quant = 1;
 870     else
 871         quant = get_ue_golomb(&gb) * SAMPLE_FACTOR;
 872
 873 //    av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "quant: %d\n", quant);
 874
 875     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
 876     {
 877         int x = ch;
 878
 879         predictor_init_state(s->predictor_k, s->predictor_state[ch], s->num_taps);
 880
 881         intlist_read(&gb, s->coded_samples[ch], s->block_align, 1);
 882
 883         for (i = 0; i < s->block_align; i++)
 884         {
 885             for (j = 0; j < s->downsampling - 1; j++)
 886             {
 887                 s->int_samples[x] = predictor_calc_error(s->predictor_k, s->predictor_state[ch], s->num_taps, 0);
 888                 x += s->channels;
 889             }
 890
 891             s->int_samples[x] = predictor_calc_error(s->predictor_k, s->predictor_state[ch], s->num_taps, s->coded_samples[ch][i] * quant);
 892             x += s->channels;
 893         }
 894
 895         for (i = 0; i < s->num_taps; i++)
 896             s->predictor_state[ch][i] = s->int_samples[s->frame_size - s->channels + ch - i*s->channels];
 897     }
 898
 899     switch(s->decorrelation)
 900     {
 901         case MID_SIDE:
 902             for (i = 0; i < s->frame_size; i += s->channels)
 903             {
 904                 s->int_samples[i+1] += shift(s->int_samples[i], 1);
 905                 s->int_samples[i] -= s->int_samples[i+1];
 906             }
 907             break;
 908         case LEFT_SIDE:
 909             for (i = 0; i < s->frame_size; i += s->channels)
 910                 s->int_samples[i+1] += s->int_samples[i];
 911             break;
 912         case RIGHT_SIDE:
 913             for (i = 0; i < s->frame_size; i += s->channels)
 914                 s->int_samples[i] += s->int_samples[i+1];
 915             break;
 916     }
 917
 918     if (!s->lossless)
 919         for (i = 0; i < s->frame_size; i++)
 920             s->int_samples[i] = shift(s->int_samples[i], SAMPLE_SHIFT);
 921
 922     // internal -> short
 923     for (i = 0; i < s->frame_size; i++)
 924     {
 925         if (s->int_samples[i] > 32767)
 926             samples[i] = 32767;
 927         else if (s->int_samples[i] < -32768)
 928             samples[i] = -32768;
 929         else
 930             samples[i] = s->int_samples[i];
 931     }
 932
 933     align_get_bits(&gb);
 934
 935     *data_size = s->frame_size * 2;
 936
 937     return (get_bits_count(&gb)+7)/8;
 938 }
 939
 940 #ifdef CONFIG_ENCODERS
 941 AVCodec sonic_encoder = {
 942     "sonic",
 943     CODEC_TYPE_AUDIO,
 944     CODEC_ID_SONIC,
 945     sizeof(SonicContext),
 946     sonic_encode_init,
 947     sonic_encode_frame,
 948     sonic_encode_close,
 949     NULL,
 950 };
 951
 952 AVCodec sonic_ls_encoder = {
 953     "sonicls",
 954     CODEC_TYPE_AUDIO,
 955     CODEC_ID_SONIC_LS,
 956     sizeof(SonicContext),
 957     sonic_encode_init,
 958     sonic_encode_frame,
 959     sonic_encode_close,
 960     NULL,
 961 };
 962 #endif
 963
 964 #ifdef CONFIG_DECODERS
 965 AVCodec sonic_decoder = {
 966     "sonic",
 967     CODEC_TYPE_AUDIO,
 968     CODEC_ID_SONIC,
 969     sizeof(SonicContext),
 970     sonic_decode_init,
 971     NULL,
 972     sonic_decode_close,
 973     sonic_decode_frame,
 974 };
 975 #endif