]> git.sesse.net Git - ffmpeg/blobdiff - libavcodec/aacenc.c
lavc: use avpriv_ prefix for ff_copy_bits and align_put_bits.
[ffmpeg] / libavcodec / aacenc.c
index dfa519059c9bbf7cde11fe3edfc8dc12ec077792..b112fa855547c7c3e4338a3462afa2c0ed5be579 100644 (file)
@@ -2,25 +2,25 @@
  * AAC encoder
  * Copyright (C) 2008 Konstantin Shishkov
  *
- * This file is part of FFmpeg.
+ * This file is part of Libav.
  *
- * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
+ * Libav is free software; you can redistribute it and/or
  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  * License as published by the Free Software Foundation; either
  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  *
- * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
+ * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  * Lesser General Public License for more details.
  *
  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
- * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
+ * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  */
 
 /**
- * @file libavcodec/aacenc.c
+ * @file
  * AAC encoder
  */
 
  * add temporal noise shaping
  ***********************************/
 
+#include "libavutil/opt.h"
 #include "avcodec.h"
 #include "put_bits.h"
 #include "dsputil.h"
 #include "mpeg4audio.h"
+#include "kbdwin.h"
+#include "sinewin.h"
 
 #include "aac.h"
 #include "aactab.h"
@@ -41,6 +44,8 @@
 
 #include "psymodel.h"
 
+#define AAC_MAX_CHANNELS 6
+
 static const uint8_t swb_size_1024_96[] = {
     4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 8, 8, 8, 8, 8,
     12, 12, 12, 12, 12, 16, 16, 24, 28, 36, 44,
@@ -147,6 +152,11 @@ static void put_audio_specific_config(AVCodecContext *avctx)
     put_bits(&pb, 1, 0); //frame length - 1024 samples
     put_bits(&pb, 1, 0); //does not depend on core coder
     put_bits(&pb, 1, 0); //is not extension
+
+    //Explicitly Mark SBR absent
+    put_bits(&pb, 11, 0x2b7); //sync extension
+    put_bits(&pb, 5,  AOT_SBR);
+    put_bits(&pb, 1,  0);
     flush_put_bits(&pb);
 }
 
@@ -155,21 +165,30 @@ static av_cold int aac_encode_init(AVCodecContext *avctx)
     AACEncContext *s = avctx->priv_data;
     int i;
     const uint8_t *sizes[2];
+    uint8_t grouping[AAC_MAX_CHANNELS];
     int lengths[2];
 
     avctx->frame_size = 1024;
 
     for (i = 0; i < 16; i++)
-        if (avctx->sample_rate == ff_mpeg4audio_sample_rates[i])
+        if (avctx->sample_rate == avpriv_mpeg4audio_sample_rates[i])
             break;
     if (i == 16) {
         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported sample rate %d\n", avctx->sample_rate);
         return -1;
     }
-    if (avctx->channels > 6) {
+    if (avctx->channels > AAC_MAX_CHANNELS) {
         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported number of channels: %d\n", avctx->channels);
         return -1;
     }
+    if (avctx->profile != FF_PROFILE_UNKNOWN && avctx->profile != FF_PROFILE_AAC_LOW) {
+        av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported profile %d\n", avctx->profile);
+        return -1;
+    }
+    if (1024.0 * avctx->bit_rate / avctx->sample_rate > 6144 * avctx->channels) {
+        av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many bits per frame requested\n");
+        return -1;
+    }
     s->samplerate_index = i;
 
     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
@@ -178,85 +197,79 @@ static av_cold int aac_encode_init(AVCodecContext *avctx)
     // window init
     ff_kbd_window_init(ff_aac_kbd_long_1024, 4.0, 1024);
     ff_kbd_window_init(ff_aac_kbd_short_128, 6.0, 128);
-    ff_sine_window_init(ff_sine_1024, 1024);
-    ff_sine_window_init(ff_sine_128, 128);
+    ff_init_ff_sine_windows(10);
+    ff_init_ff_sine_windows(7);
 
+    s->chan_map           = aac_chan_configs[avctx->channels-1];
     s->samples            = av_malloc(2 * 1024 * avctx->channels * sizeof(s->samples[0]));
-    s->cpe                = av_mallocz(sizeof(ChannelElement) * aac_chan_configs[avctx->channels-1][0]);
-    avctx->extradata      = av_malloc(2);
-    avctx->extradata_size = 2;
+    s->cpe                = av_mallocz(sizeof(ChannelElement) * s->chan_map[0]);
+    avctx->extradata      = av_mallocz(5 + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
+    avctx->extradata_size = 5;
     put_audio_specific_config(avctx);
 
     sizes[0]   = swb_size_1024[i];
     sizes[1]   = swb_size_128[i];
     lengths[0] = ff_aac_num_swb_1024[i];
     lengths[1] = ff_aac_num_swb_128[i];
-    ff_psy_init(&s->psy, avctx, 2, sizes, lengths);
+    for (i = 0; i < s->chan_map[0]; i++)
+        grouping[i] = s->chan_map[i + 1] == TYPE_CPE;
+    ff_psy_init(&s->psy, avctx, 2, sizes, lengths, s->chan_map[0], grouping);
     s->psypp = ff_psy_preprocess_init(avctx);
-    s->coder = &ff_aac_coders[0];
+    s->coder = &ff_aac_coders[2];
 
     s->lambda = avctx->global_quality ? avctx->global_quality : 120;
-#if !CONFIG_HARDCODED_TABLES
-    for (i = 0; i < 428; i++)
-        ff_aac_pow2sf_tab[i] = pow(2, (i - 200)/4.);
-#endif /* CONFIG_HARDCODED_TABLES */
 
-    if (avctx->channels > 5)
-        av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "This encoder does not yet enforce the restrictions on LFEs. "
-               "The output will most likely be an illegal bitstream.\n");
+    ff_aac_tableinit();
 
     return 0;
 }
 
 static void apply_window_and_mdct(AVCodecContext *avctx, AACEncContext *s,
-                                  SingleChannelElement *sce, short *audio, int channel)
+                                  SingleChannelElement *sce, short *audio)
 {
-    int i, j, k;
+    int i, k;
+    const int chans = avctx->channels;
     const float * lwindow = sce->ics.use_kb_window[0] ? ff_aac_kbd_long_1024 : ff_sine_1024;
     const float * swindow = sce->ics.use_kb_window[0] ? ff_aac_kbd_short_128 : ff_sine_128;
     const float * pwindow = sce->ics.use_kb_window[1] ? ff_aac_kbd_short_128 : ff_sine_128;
+    float *output = sce->ret;
 
     if (sce->ics.window_sequence[0] != EIGHT_SHORT_SEQUENCE) {
-        memcpy(s->output, sce->saved, sizeof(float)*1024);
+        memcpy(output, sce->saved, sizeof(float)*1024);
         if (sce->ics.window_sequence[0] == LONG_STOP_SEQUENCE) {
-            memset(s->output, 0, sizeof(s->output[0]) * 448);
+            memset(output, 0, sizeof(output[0]) * 448);
             for (i = 448; i < 576; i++)
-                s->output[i] = sce->saved[i] * pwindow[i - 448];
+                output[i] = sce->saved[i] * pwindow[i - 448];
             for (i = 576; i < 704; i++)
-                s->output[i] = sce->saved[i];
+                output[i] = sce->saved[i];
         }
         if (sce->ics.window_sequence[0] != LONG_START_SEQUENCE) {
-            j = channel;
-            for (i = 0; i < 1024; i++, j += avctx->channels) {
-                s->output[i+1024]         = audio[j] * lwindow[1024 - i - 1];
-                sce->saved[i] = audio[j] * lwindow[i];
+            for (i = 0; i < 1024; i++) {
+                output[i+1024]         = audio[i * chans] * lwindow[1024 - i - 1];
+                sce->saved[i] = audio[i * chans] * lwindow[i];
             }
         } else {
-            j = channel;
-            for (i = 0; i < 448; i++, j += avctx->channels)
-                s->output[i+1024]         = audio[j];
-            for (i = 448; i < 576; i++, j += avctx->channels)
-                s->output[i+1024]         = audio[j] * swindow[576 - i - 1];
-            memset(s->output+1024+576, 0, sizeof(s->output[0]) * 448);
-            j = channel;
-            for (i = 0; i < 1024; i++, j += avctx->channels)
-                sce->saved[i] = audio[j];
+            for (i = 0; i < 448; i++)
+                output[i+1024]         = audio[i * chans];
+            for (; i < 576; i++)
+                output[i+1024]         = audio[i * chans] * swindow[576 - i - 1];
+            memset(output+1024+576, 0, sizeof(output[0]) * 448);
+            for (i = 0; i < 1024; i++)
+                sce->saved[i] = audio[i * chans];
         }
-        ff_mdct_calc(&s->mdct1024, sce->coeffs, s->output);
+        s->mdct1024.mdct_calc(&s->mdct1024, sce->coeffs, output);
     } else {
-        j = channel;
         for (k = 0; k < 1024; k += 128) {
             for (i = 448 + k; i < 448 + k + 256; i++)
-                s->output[i - 448 - k] = (i < 1024)
+                output[i - 448 - k] = (i < 1024)
                                          ? sce->saved[i]
-                                         : audio[channel + (i-1024)*avctx->channels];
-            s->dsp.vector_fmul        (s->output,     k ?  swindow : pwindow, 128);
-            s->dsp.vector_fmul_reverse(s->output+128, s->output+128, swindow, 128);
-            ff_mdct_calc(&s->mdct128, sce->coeffs + k, s->output);
+                                         : audio[(i-1024)*chans];
+            s->dsp.vector_fmul        (output,     output, k ?  swindow : pwindow, 128);
+            s->dsp.vector_fmul_reverse(output+128, output+128, swindow, 128);
+            s->mdct128.mdct_calc(&s->mdct128, sce->coeffs + k, output);
         }
-        j = channel;
-        for (i = 0; i < 1024; i++, j += avctx->channels)
-            sce->saved[i] = audio[j];
+        for (i = 0; i < 1024; i++)
+            sce->saved[i] = audio[i * chans];
     }
 }
 
@@ -302,7 +315,7 @@ static void encode_ms_info(PutBitContext *pb, ChannelElement *cpe)
 static void adjust_frame_information(AACEncContext *apc, ChannelElement *cpe, int chans)
 {
     int i, w, w2, g, ch;
-    int start, sum, maxsfb, cmaxsfb;
+    int start, maxsfb, cmaxsfb;
 
     for (ch = 0; ch < chans; ch++) {
         IndividualChannelStream *ics = &cpe->ch[ch].ics;
@@ -311,9 +324,8 @@ static void adjust_frame_information(AACEncContext *apc, ChannelElement *cpe, in
         cpe->ch[ch].pulse.num_pulse = 0;
         for (w = 0; w < ics->num_windows*16; w += 16) {
             for (g = 0; g < ics->num_swb; g++) {
-                sum = 0;
                 //apply M/S
-                if (!ch && cpe->ms_mask[w + g]) {
+                if (cpe->common_window && !ch && cpe->ms_mask[w + g]) {
                     for (i = 0; i < ics->swb_sizes[g]; i++) {
                         cpe->ch[0].coeffs[start+i] = (cpe->ch[0].coeffs[start+i] + cpe->ch[1].coeffs[start+i]) / 2.0;
                         cpe->ch[1].coeffs[start+i] =  cpe->ch[0].coeffs[start+i] - cpe->ch[1].coeffs[start+i];
@@ -355,7 +367,7 @@ static void adjust_frame_information(AACEncContext *apc, ChannelElement *cpe, in
         if (msc == 0 || ics0->max_sfb == 0)
             cpe->ms_mode = 0;
         else
-            cpe->ms_mode = msc < ics0->max_sfb ? 1 : 2;
+            cpe->ms_mode = msc < ics0->max_sfb * ics0->num_windows ? 1 : 2;
     }
 }
 
@@ -470,7 +482,7 @@ static void put_bitstream_info(AVCodecContext *avctx, AACEncContext *s,
         put_bits(&s->pb, 8, namelen - 16);
     put_bits(&s->pb, 4, 0); //extension type - filler
     padbits = 8 - (put_bits_count(&s->pb) & 7);
-    align_put_bits(&s->pb);
+    avpriv_align_put_bits(&s->pb);
     for (i = 0; i < namelen - 2; i++)
         put_bits(&s->pb, 8, name[i]);
     put_bits(&s->pb, 12 - padbits, 0);
@@ -482,10 +494,9 @@ static int aac_encode_frame(AVCodecContext *avctx,
     AACEncContext *s = avctx->priv_data;
     int16_t *samples = s->samples, *samples2, *la;
     ChannelElement *cpe;
-    int i, j, chans, tag, start_ch;
-    const uint8_t *chan_map = aac_chan_configs[avctx->channels-1];
+    int i, ch, w, g, chans, tag, start_ch;
     int chan_el_counter[4];
-    FFPsyWindowInfo windows[avctx->channels];
+    FFPsyWindowInfo windows[AAC_MAX_CHANNELS];
 
     if (s->last_frame)
         return 0;
@@ -496,8 +507,8 @@ static int aac_encode_frame(AVCodecContext *avctx,
         } else {
             start_ch = 0;
             samples2 = s->samples + 1024 * avctx->channels;
-            for (i = 0; i < chan_map[0]; i++) {
-                tag = chan_map[i+1];
+            for (i = 0; i < s->chan_map[0]; i++) {
+                tag = s->chan_map[i+1];
                 chans = tag == TYPE_CPE ? 2 : 1;
                 ff_psy_preprocess(s->psypp, (uint16_t*)data + start_ch,
                                   samples2 + start_ch, start_ch, chans);
@@ -512,31 +523,44 @@ static int aac_encode_frame(AVCodecContext *avctx,
     }
 
     start_ch = 0;
-    for (i = 0; i < chan_map[0]; i++) {
+    for (i = 0; i < s->chan_map[0]; i++) {
         FFPsyWindowInfo* wi = windows + start_ch;
-        tag      = chan_map[i+1];
+        tag      = s->chan_map[i+1];
         chans    = tag == TYPE_CPE ? 2 : 1;
         cpe      = &s->cpe[i];
-        samples2 = samples + start_ch;
-        la       = samples2 + 1024 * avctx->channels + start_ch;
-        if (!data)
-            la = NULL;
-        for (j = 0; j < chans; j++) {
-            IndividualChannelStream *ics = &cpe->ch[j].ics;
-            int k;
-            wi[j] = ff_psy_suggest_window(&s->psy, samples2, la, start_ch + j, ics->window_sequence[0]);
+        for (ch = 0; ch < chans; ch++) {
+            IndividualChannelStream *ics = &cpe->ch[ch].ics;
+            int cur_channel = start_ch + ch;
+            samples2 = samples + cur_channel;
+            la       = samples2 + (448+64) * avctx->channels;
+            if (!data)
+                la = NULL;
+            if (tag == TYPE_LFE) {
+                wi[ch].window_type[0] = ONLY_LONG_SEQUENCE;
+                wi[ch].window_shape   = 0;
+                wi[ch].num_windows    = 1;
+                wi[ch].grouping[0]    = 1;
+
+                /* Only the lowest 12 coefficients are used in a LFE channel.
+                 * The expression below results in only the bottom 8 coefficients
+                 * being used for 11.025kHz to 16kHz sample rates.
+                 */
+                ics->num_swb = s->samplerate_index >= 8 ? 1 : 3;
+            } else {
+                wi[ch] = s->psy.model->window(&s->psy, samples2, la, cur_channel,
+                                              ics->window_sequence[0]);
+            }
             ics->window_sequence[1] = ics->window_sequence[0];
-            ics->window_sequence[0] = wi[j].window_type[0];
+            ics->window_sequence[0] = wi[ch].window_type[0];
             ics->use_kb_window[1]   = ics->use_kb_window[0];
-            ics->use_kb_window[0]   = wi[j].window_shape;
-            ics->num_windows        = wi[j].num_windows;
+            ics->use_kb_window[0]   = wi[ch].window_shape;
+            ics->num_windows        = wi[ch].num_windows;
             ics->swb_sizes          = s->psy.bands    [ics->num_windows == 8];
-            ics->num_swb            = s->psy.num_bands[ics->num_windows == 8];
-            for (k = 0; k < ics->num_windows; k++)
-                ics->group_len[k] = wi[j].grouping[k];
+            ics->num_swb            = tag == TYPE_LFE ? ics->num_swb : s->psy.num_bands[ics->num_windows == 8];
+            for (w = 0; w < ics->num_windows; w++)
+                ics->group_len[w] = wi[ch].grouping[w];
 
-            s->cur_channel = start_ch + j;
-            apply_window_and_mdct(avctx, s, &cpe->ch[j], samples2, j);
+            apply_window_and_mdct(avctx, s, &cpe->ch[ch], samples2);
         }
         start_ch += chans;
     }
@@ -547,13 +571,20 @@ static int aac_encode_frame(AVCodecContext *avctx,
             put_bitstream_info(avctx, s, LIBAVCODEC_IDENT);
         start_ch = 0;
         memset(chan_el_counter, 0, sizeof(chan_el_counter));
-        for (i = 0; i < chan_map[0]; i++) {
+        for (i = 0; i < s->chan_map[0]; i++) {
             FFPsyWindowInfo* wi = windows + start_ch;
-            tag      = chan_map[i+1];
+            const float *coeffs[2];
+            tag      = s->chan_map[i+1];
             chans    = tag == TYPE_CPE ? 2 : 1;
             cpe      = &s->cpe[i];
-            for (j = 0; j < chans; j++) {
-                s->coder->search_for_quantizers(avctx, s, &cpe->ch[j], s->lambda);
+            put_bits(&s->pb, 3, tag);
+            put_bits(&s->pb, 4, chan_el_counter[tag]++);
+            for (ch = 0; ch < chans; ch++)
+                coeffs[ch] = cpe->ch[ch].coeffs;
+            s->psy.model->analyze(&s->psy, start_ch, coeffs, wi);
+            for (ch = 0; ch < chans; ch++) {
+                s->cur_channel = start_ch * 2 + ch;
+                s->coder->search_for_quantizers(avctx, s, &cpe->ch[ch], s->lambda);
             }
             cpe->common_window = 0;
             if (chans > 1
@@ -561,18 +592,25 @@ static int aac_encode_frame(AVCodecContext *avctx,
                 && wi[0].window_shape   == wi[1].window_shape) {
 
                 cpe->common_window = 1;
-                for (j = 0; j < wi[0].num_windows; j++) {
-                    if (wi[0].grouping[j] != wi[1].grouping[j]) {
+                for (w = 0; w < wi[0].num_windows; w++) {
+                    if (wi[0].grouping[w] != wi[1].grouping[w]) {
                         cpe->common_window = 0;
                         break;
                     }
                 }
             }
-            if (cpe->common_window && s->coder->search_for_ms)
-                s->coder->search_for_ms(s, cpe, s->lambda);
+            s->cur_channel = start_ch * 2;
+            if (s->options.stereo_mode && cpe->common_window) {
+                if (s->options.stereo_mode > 0) {
+                    IndividualChannelStream *ics = &cpe->ch[0].ics;
+                    for (w = 0; w < ics->num_windows; w += ics->group_len[w])
+                        for (g = 0;  g < ics->num_swb; g++)
+                            cpe->ms_mask[w*16+g] = 1;
+                } else if (s->coder->search_for_ms) {
+                    s->coder->search_for_ms(s, cpe, s->lambda);
+                }
+            }
             adjust_frame_information(s, cpe, chans);
-            put_bits(&s->pb, 3, tag);
-            put_bits(&s->pb, 4, chan_el_counter[tag]++);
             if (chans == 2) {
                 put_bits(&s->pb, 1, cpe->common_window);
                 if (cpe->common_window) {
@@ -580,17 +618,18 @@ static int aac_encode_frame(AVCodecContext *avctx,
                     encode_ms_info(&s->pb, cpe);
                 }
             }
-            for (j = 0; j < chans; j++) {
-                s->cur_channel = start_ch + j;
-                ff_psy_set_band_info(&s->psy, s->cur_channel, cpe->ch[j].coeffs, &wi[j]);
-                encode_individual_channel(avctx, s, &cpe->ch[j], cpe->common_window);
+            for (ch = 0; ch < chans; ch++) {
+                s->cur_channel = start_ch + ch;
+                encode_individual_channel(avctx, s, &cpe->ch[ch], cpe->common_window);
             }
             start_ch += chans;
         }
 
         frame_bits = put_bits_count(&s->pb);
-        if (frame_bits <= 6144 * avctx->channels - 3)
+        if (frame_bits <= 6144 * avctx->channels - 3) {
+            s->psy.bitres.bits = frame_bits / avctx->channels;
             break;
+        }
 
         s->lambda *= avctx->bit_rate * 1024.0f / avctx->sample_rate / frame_bits;
 
@@ -627,15 +666,32 @@ static av_cold int aac_encode_end(AVCodecContext *avctx)
     return 0;
 }
 
-AVCodec aac_encoder = {
-    "aac",
-    CODEC_TYPE_AUDIO,
-    CODEC_ID_AAC,
-    sizeof(AACEncContext),
-    aac_encode_init,
-    aac_encode_frame,
-    aac_encode_end,
-    .capabilities = CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME | CODEC_CAP_DELAY,
-    .sample_fmts = (enum SampleFormat[]){SAMPLE_FMT_S16,SAMPLE_FMT_NONE},
+#define AACENC_FLAGS AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM
+static const AVOption aacenc_options[] = {
+    {"stereo_mode", "Stereo coding method", offsetof(AACEncContext, options.stereo_mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0}, -1, 1, AACENC_FLAGS, "stereo_mode"},
+        {"auto",     "Selected by the Encoder", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = -1 }, INT_MIN, INT_MAX, AACENC_FLAGS, "stereo_mode"},
+        {"ms_off",   "Disable Mid/Side coding", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.dbl =  0 }, INT_MIN, INT_MAX, AACENC_FLAGS, "stereo_mode"},
+        {"ms_force", "Force Mid/Side for the whole frame if possible", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.dbl =  1 }, INT_MIN, INT_MAX, AACENC_FLAGS, "stereo_mode"},
+    {NULL}
+};
+
+static const AVClass aacenc_class = {
+    "AAC encoder",
+    av_default_item_name,
+    aacenc_options,
+    LIBAVUTIL_VERSION_INT,
+};
+
+AVCodec ff_aac_encoder = {
+    .name           = "aac",
+    .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
+    .id             = CODEC_ID_AAC,
+    .priv_data_size = sizeof(AACEncContext),
+    .init           = aac_encode_init,
+    .encode         = aac_encode_frame,
+    .close          = aac_encode_end,
+    .capabilities = CODEC_CAP_SMALL_LAST_FRAME | CODEC_CAP_DELAY | CODEC_CAP_EXPERIMENTAL,
+    .sample_fmts = (const enum AVSampleFormat[]){AV_SAMPLE_FMT_S16,AV_SAMPLE_FMT_NONE},
     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Advanced Audio Coding"),
+    .priv_class = &aacenc_class,
 };