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

   1 /*
   2  * TTA (The Lossless True Audio) encoder
   3  *
   4  * This file is part of FFmpeg.
   5  *
   6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8  * License as published by the Free Software Foundation; either
   9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14  * Lesser General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  19  */
  20
  21 #define BITSTREAM_WRITER_LE
  22 #include "ttadata.h"
  23 #include "avcodec.h"
  24 #include "put_bits.h"
  25 #include "internal.h"
  26 #include "libavutil/crc.h"
  27
  28 typedef struct TTAEncContext {
  29     const AVCRC *crc_table;
  30     int bps;
  31     TTAChannel *ch_ctx;
  32 } TTAEncContext;
  33
  34 static av_cold int tta_encode_init(AVCodecContext *avctx)
  35 {
  36     TTAEncContext *s = avctx->priv_data;
  37
  38     s->crc_table = av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE_LE);
  39
  40     switch (avctx->sample_fmt) {
  41     case AV_SAMPLE_FMT_U8:
  42         avctx->bits_per_raw_sample = 8;
  43         break;
  44     case AV_SAMPLE_FMT_S16:
  45         avctx->bits_per_raw_sample = 16;
  46         break;
  47     case AV_SAMPLE_FMT_S32:
  48         if (avctx->bits_per_raw_sample > 24)
  49             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "encoding as 24 bits-per-sample\n");
  50         avctx->bits_per_raw_sample = 24;
  51     }
  52
  53     s->bps = avctx->bits_per_raw_sample >> 3;
  54     avctx->frame_size = 256 * avctx->sample_rate / 245;
  55
  56     s->ch_ctx = av_malloc(avctx->channels * sizeof(*s->ch_ctx));
  57     if (!s->ch_ctx)
  58         return AVERROR(ENOMEM);
  59
  60     return 0;
  61 }
  62
  63 static inline void ttafilter_process(TTAFilter *c, int32_t *in)
  64 {
  65     register int32_t *dl = c->dl, *qm = c->qm, *dx = c->dx, sum = c->round;
  66
  67     if (c->error < 0) {
  68         qm[0] -= dx[0]; qm[1] -= dx[1]; qm[2] -= dx[2]; qm[3] -= dx[3];
  69         qm[4] -= dx[4]; qm[5] -= dx[5]; qm[6] -= dx[6]; qm[7] -= dx[7];
  70     } else if (c->error > 0) {
  71         qm[0] += dx[0]; qm[1] += dx[1]; qm[2] += dx[2]; qm[3] += dx[3];
  72         qm[4] += dx[4]; qm[5] += dx[5]; qm[6] += dx[6]; qm[7] += dx[7];
  73     }
  74
  75     sum += dl[0] * qm[0] + dl[1] * qm[1] + dl[2] * qm[2] + dl[3] * qm[3] +
  76            dl[4] * qm[4] + dl[5] * qm[5] + dl[6] * qm[6] + dl[7] * qm[7];
  77
  78     dx[0] = dx[1]; dx[1] = dx[2]; dx[2] = dx[3]; dx[3] = dx[4];
  79     dl[0] = dl[1]; dl[1] = dl[2]; dl[2] = dl[3]; dl[3] = dl[4];
  80
  81     dx[4] = ((dl[4] >> 30) | 1);
  82     dx[5] = ((dl[5] >> 30) | 2) & ~1;
  83     dx[6] = ((dl[6] >> 30) | 2) & ~1;
  84     dx[7] = ((dl[7] >> 30) | 4) & ~3;
  85
  86     dl[4] = -dl[5]; dl[5] = -dl[6];
  87     dl[6] = *in - dl[7]; dl[7] = *in;
  88     dl[5] += dl[6]; dl[4] += dl[5];
  89
  90     *in -= (sum >> c->shift);
  91     c->error = *in;
  92 }
  93
  94 static int32_t get_sample(const AVFrame *frame, int sample,
  95                           enum AVSampleFormat format)
  96 {
  97     int32_t ret;
  98
  99     if (format == AV_SAMPLE_FMT_U8) {
 100         ret = frame->data[0][sample] - 0x80;
 101     } else if (format == AV_SAMPLE_FMT_S16) {
 102         const int16_t *ptr = (const int16_t *)frame->data[0];
 103         ret = ptr[sample];
 104     } else {
 105         const int32_t *ptr = (const int32_t *)frame->data[0];
 106         ret = ptr[sample] >> 8;
 107     }
 108
 109     return ret;
 110 }
 111
 112 static int tta_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
 113                             const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
 114 {
 115     TTAEncContext *s = avctx->priv_data;
 116     PutBitContext pb;
 117     int ret, i, out_bytes, cur_chan = 0, res = 0, samples = 0;
 118
 119     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, avpkt, frame->nb_samples * 2 * avctx->channels * s->bps)) < 0)
 120         return ret;
 121     init_put_bits(&pb, avpkt->data, avpkt->size);
 122
 123     // init per channel states
 124     for (i = 0; i < avctx->channels; i++) {
 125         s->ch_ctx[i].predictor = 0;
 126         ff_tta_filter_init(&s->ch_ctx[i].filter, ff_tta_filter_configs[s->bps - 1]);
 127         ff_tta_rice_init(&s->ch_ctx[i].rice, 10, 10);
 128     }
 129
 130     for (i = 0; i < frame->nb_samples * avctx->channels; i++) {
 131         TTAChannel *c = &s->ch_ctx[cur_chan];
 132         TTAFilter *filter = &c->filter;
 133         TTARice *rice = &c->rice;
 134         uint32_t k, unary, outval;
 135         int32_t value, temp;
 136
 137         value = get_sample(frame, samples++, avctx->sample_fmt);
 138
 139         if (avctx->channels > 1) {
 140             if (cur_chan < avctx->channels - 1)
 141                 value  = res = get_sample(frame, samples, avctx->sample_fmt) - value;
 142             else
 143                 value -= res / 2;
 144         }
 145
 146         temp = value;
 147 #define PRED(x, k) (int32_t)((((uint64_t)x << k) - x) >> k)
 148         switch (s->bps) {
 149         case 1: value -= PRED(c->predictor, 4); break;
 150         case 2:
 151         case 3: value -= PRED(c->predictor, 5); break;
 152         }
 153         c->predictor = temp;
 154
 155         ttafilter_process(filter, &value);
 156         outval = (value > 0) ? (value << 1) - 1: -value << 1;
 157
 158         k = rice->k0;
 159
 160         rice->sum0 += outval - (rice->sum0 >> 4);
 161         if (rice->k0 > 0 && rice->sum0 < ff_tta_shift_16[rice->k0])
 162             rice->k0--;
 163         else if (rice->sum0 > ff_tta_shift_16[rice->k0 + 1])
 164             rice->k0++;
 165
 166         if (outval >= ff_tta_shift_1[k]) {
 167             outval -= ff_tta_shift_1[k];
 168             k = rice->k1;
 169
 170             rice->sum1 += outval - (rice->sum1 >> 4);
 171             if (rice->k1 > 0 && rice->sum1 < ff_tta_shift_16[rice->k1])
 172                 rice->k1--;
 173             else if (rice->sum1 > ff_tta_shift_16[rice->k1 + 1])
 174                 rice->k1++;
 175
 176             unary = 1 + (outval >> k);
 177             do {
 178                 if (unary > 31) {
 179                     put_bits(&pb, 31, 0x7FFFFFFF);
 180                     unary -= 31;
 181                 } else {
 182                     put_bits(&pb, unary, (1 << unary) - 1);
 183                     unary = 0;
 184                 }
 185             } while (unary);
 186         }
 187
 188         put_bits(&pb, 1, 0);
 189
 190         if (k)
 191             put_bits(&pb, k, outval & (ff_tta_shift_1[k] - 1));
 192
 193         if (cur_chan < avctx->channels - 1)
 194             cur_chan++;
 195         else
 196             cur_chan = 0;
 197     }
 198
 199     flush_put_bits(&pb);
 200     out_bytes = put_bits_count(&pb) >> 3;
 201     put_bits32(&pb, av_crc(s->crc_table, UINT32_MAX, avpkt->data, out_bytes) ^ UINT32_MAX);
 202     flush_put_bits(&pb);
 203
 204     avpkt->pts      = frame->pts;
 205     avpkt->size     = out_bytes + 4;
 206     avpkt->duration = ff_samples_to_time_base(avctx, frame->nb_samples);
 207     *got_packet_ptr = 1;
 208     return 0;
 209 }
 210
 211 static av_cold int tta_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 212 {
 213     TTAEncContext *s = avctx->priv_data;
 214     av_freep(&s->ch_ctx);
 215     return 0;
 216 }
 217
 218 AVCodec ff_tta_encoder = {
 219     .name           = "tta",
 220     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("TTA (True Audio)"),
 221     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 222     .id             = AV_CODEC_ID_TTA,
 223     .priv_data_size = sizeof(TTAEncContext),
 224     .init           = tta_encode_init,
 225     .close          = tta_encode_close,
 226     .encode2        = tta_encode_frame,
 227     .capabilities   = CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME | CODEC_CAP_LOSSLESS,
 228     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]){ AV_SAMPLE_FMT_U8,
 229                                                      AV_SAMPLE_FMT_S16,
 230                                                      AV_SAMPLE_FMT_S32,
 231                                                      AV_SAMPLE_FMT_NONE },
 232 };