]> git.sesse.net Git - ffmpeg/blobdiff - libavcodec/ra288.c
Fix misspelled parameter names in Doxygen documentation.
[ffmpeg] / libavcodec / ra288.c
index bae3b445e13e1e69e6355d1c6c121533f5c23ae2..bfc62e1ffadf8bc7671fc924943962bd2a7ca3c1 100644 (file)
 
 #include "avcodec.h"
 #define ALT_BITSTREAM_READER_LE
-#include "bitstream.h"
+#include "get_bits.h"
 #include "ra288.h"
+#include "lpc.h"
+#include "celp_math.h"
+#include "celp_filters.h"
 
-typedef struct {
-    float history[8];
-    float output[40];
-    float pr1[36];
-    float pr2[10];
-    int   phase;
-
-    float st1a[111], st1b[37], st1[37];
-    float st2a[38], st2b[11], st2[11];
-    float sb[41];
-    float lhist[10];
-} Real288_internal;
-
-static inline float scalar_product_float(const float * v1, const float * v2,
-                                         int size)
-{
-    float res = 0.;
-
-    while (size--)
-        res += *v1++ * *v2++;
-
-    return res;
-}
-
-/* Decode and produce output */
-static void decode(Real288_internal *glob, float gain, int cb_coef)
-{
-    int x, y;
-    double sumsum;
-    float sum, buffer[5];
-
-    memmove(glob->sb + 5, glob->sb, 36 * sizeof(*glob->sb));
-
-    for (x=4; x >= 0; x--)
-        glob->sb[x] = -scalar_product_float(glob->sb + x + 1, glob->pr1, 36);
-
-    /* convert log and do rms */
-    sum = 32. - scalar_product_float(glob->pr2, glob->lhist, 10);
-
-    sum = av_clipf(sum, 0, 60);
+#define MAX_BACKWARD_FILTER_ORDER  36
+#define MAX_BACKWARD_FILTER_LEN    40
+#define MAX_BACKWARD_FILTER_NONREC 35
 
-    sumsum = exp(sum * 0.1151292546497) * gain;    /* pow(10.0,sum/20)*f */
-
-    for (x=0; x < 5; x++)
-        buffer[x] = codetable[cb_coef][x] * sumsum;
+typedef struct {
+    float sp_lpc[36];      ///< LPC coefficients for speech data (spec: A)
+    float gain_lpc[10];    ///< LPC coefficients for gain        (spec: GB)
 
-    sum = scalar_product_float(buffer, buffer, 5) / 5;
+    /** speech data history                                      (spec: SB).
+     *  Its first 70 coefficients are updated only at backward filtering.
+     */
+    float sp_hist[111];
 
-    sum = FFMAX(sum, 1);
+    /// speech part of the gain autocorrelation                  (spec: REXP)
+    float sp_rec[37];
 
-    /* shift and store */
-    memmove(glob->lhist, glob->lhist - 1, 10 * sizeof(*glob->lhist));
+    /** log-gain history                                         (spec: SBLG).
+     *  Its first 28 coefficients are updated only at backward filtering.
+     */
+    float gain_hist[38];
 
-    *glob->lhist = glob->history[glob->phase] = 10 * log10(sum) - 32;
+    /// recursive part of the gain autocorrelation               (spec: REXPLG)
+    float gain_rec[11];
+} RA288Context;
 
-    for (x=1; x < 5; x++)
-        for (y=x-1; y >= 0; y--)
-            buffer[x] -= glob->pr1[x-y-1] * buffer[y];
-
-    /* output */
-    for (x=0; x < 5; x++) {
-        glob->output[glob->phase*5+x] = glob->sb[4-x] =
-            av_clipf(glob->sb[4-x] + buffer[x], -4095, 4095);
-    }
+static av_cold int ra288_decode_init(AVCodecContext *avctx)
+{
+    avctx->sample_fmt = SAMPLE_FMT_FLT;
+    return 0;
 }
 
-/* column multiply */
-static void colmult(float *tgt, const float *m1, const float *m2, int n)
+static void apply_window(float *tgt, const float *m1, const float *m2, int n)
 {
     while (n--)
-        *(tgt++) = (*(m1++)) * (*(m2++));
+        *tgt++ = *m1++ * *m2++;
 }
 
-/**
- * Converts autocorrelation coefficients to LPC coefficients using the
- * Levinson-Durbin algorithm. See blocks 37 and 50 of the G.728 specification.
- *
- * @return 0 if success, -1 if fail
- */
-static int eval_lpc_coeffs(const float *in, float *tgt, int n)
+static void convolve(float *tgt, const float *src, int len, int n)
 {
-    int x, y;
-    double f0, f1, f2;
+    for (; n >= 0; n--)
+        tgt[n] = ff_dot_productf(src, src - n, len);
 
-    if (in[n] == 0)
-        return -1;
+}
 
-    if ((f0 = *in) <= 0)
-        return -1;
+static void decode(RA288Context *ractx, float gain, int cb_coef)
+{
+    int i;
+    double sumsum;
+    float sum, buffer[5];
+    float *block = ractx->sp_hist + 70 + 36; // current block
+    float *gain_block = ractx->gain_hist + 28;
 
-    in--; // To avoid a -1 subtraction in the inner loop
+    memmove(ractx->sp_hist + 70, ractx->sp_hist + 75, 36*sizeof(*block));
 
-    for (x=1; x <= n; x++) {
-        f1 = in[x+1];
+    /* block 46 of G.728 spec */
+    sum = 32.;
+    for (i=0; i < 10; i++)
+        sum -= gain_block[9-i] * ractx->gain_lpc[i];
 
-        for (y=0; y < x - 1; y++)
-            f1 += in[x-y]*tgt[y];
+    /* block 47 of G.728 spec */
+    sum = av_clipf(sum, 0, 60);
 
-        tgt[x-1] = f2 = -f1/f0;
-        for (y=0; y < x >> 1; y++) {
-            float temp = tgt[y] + tgt[x-y-2]*f2;
-            tgt[x-y-2] += tgt[y]*f2;
-            tgt[y] = temp;
-        }
-        if ((f0 += f1*f2) < 0)
-            return -1;
-    }
+    /* block 48 of G.728 spec */
+    /* exp(sum * 0.1151292546497) == pow(10.0,sum/20) */
+    sumsum = exp(sum * 0.1151292546497) * gain * (1.0/(1<<23));
 
-    return 0;
-}
+    for (i=0; i < 5; i++)
+        buffer[i] = codetable[cb_coef][i] * sumsum;
 
-/* product sum (lsf) */
-static void prodsum(float *tgt, const float *src, int len, int n)
-{
-    for (; n >= 0; n--)
-        tgt[n] = scalar_product_float(src, src - n, len);
+    sum = ff_dot_productf(buffer, buffer, 5) * ((1<<24)/5.);
+
+    sum = FFMAX(sum, 1);
+
+    /* shift and store */
+    memmove(gain_block, gain_block + 1, 9 * sizeof(*gain_block));
+
+    gain_block[9] = 10 * log10(sum) - 32;
 
+    ff_celp_lp_synthesis_filterf(block, ractx->sp_lpc, buffer, 5, 36);
 }
 
 /**
- * Hybrid window filtering. See blocks 36 and 49 of the G.728 specification.
+ * Hybrid window filtering, see blocks 36 and 49 of the G.728 specification.
  *
- * @param order   the order of the filter
- * @param n       the length of the input
- * @param non_rec the number of non recursive samples
- * @param out     the filter output
- * @param in      pointer to the input of the filter
- * @param hist    pointer to the input history of the filter. It is updated by
- *                this function.
- * @param out     pointer to the non recursive part of the output
+ * @param order   filter order
+ * @param n       input length
+ * @param non_rec number of non-recursive samples
+ * @param out     filter output
+ * @param hist    pointer to the input history of the filter
+ * @param out     pointer to the non-recursive part of the output
  * @param out2    pointer to the recursive part of the output
  * @param window  pointer to the windowing function table
  */
-static void do_hybrid_window(int order, int n, int non_rec, const float *in,
-                             float *out, float *hist, float *out2,
-                             const float *window)
+static void do_hybrid_window(int order, int n, int non_rec, float *out,
+                             float *hist, float *out2, const float *window)
 {
-    unsigned int x;
-    float buffer1[37];
-    float buffer2[37];
-    float work[111];
+    int i;
+    float buffer1[MAX_BACKWARD_FILTER_ORDER + 1];
+    float buffer2[MAX_BACKWARD_FILTER_ORDER + 1];
+    float work[MAX_BACKWARD_FILTER_ORDER + MAX_BACKWARD_FILTER_LEN + MAX_BACKWARD_FILTER_NONREC];
 
-    /* update history */
-    memmove(hist                  , hist + n, (order + non_rec)*sizeof(*hist));
-    memcpy (hist + order + non_rec, in      , n                *sizeof(*hist));
+    apply_window(work, window, hist, order + n + non_rec);
 
-    colmult(work, window, hist, order + n + non_rec);
+    convolve(buffer1, work + order    , n      , order);
+    convolve(buffer2, work + order + n, non_rec, order);
 
-    prodsum(buffer1, work + order    , n      , order);
-    prodsum(buffer2, work + order + n, non_rec, order);
-
-    for (x=0; x <= order; x++) {
-        out2[x] = out2[x] * 0.5625 + buffer1[x];
-        out [x] = out2[x]          + buffer2[x];
+    for (i=0; i <= order; i++) {
+        out2[i] = out2[i] * 0.5625 + buffer1[i];
+        out [i] = out2[i]          + buffer2[i];
     }
 
-    /* Multiply by the white noise correcting factor (WNCF) */
+    /* Multiply by the white noise correcting factor (WNCF). */
     *out *= 257./256.;
 }
 
-static void update(Real288_internal *glob)
+/**
+ * Backward synthesis filter, find the LPC coefficients from past speech data.
+ */
+static void backward_filter(float *hist, float *rec, const float *window,
+                            float *lpc, const float *tab,
+                            int order, int n, int non_rec, int move_size)
 {
-    float buffer1[40], temp1[37];
-    float buffer2[8], temp2[11];
-
-    memcpy(buffer1     , glob->output + 20, 20*sizeof(*buffer1));
-    memcpy(buffer1 + 20, glob->output     , 20*sizeof(*buffer1));
-
-    do_hybrid_window(36, 40, 35, buffer1, temp1, glob->st1a, glob->st1b,
-                     syn_window);
+    float temp[MAX_BACKWARD_FILTER_ORDER+1];
 
-    if (!eval_lpc_coeffs(temp1, glob->st1, 36))
-        colmult(glob->pr1, glob->st1, syn_bw_tab, 36);
+    do_hybrid_window(order, n, non_rec, temp, hist, rec, window);
 
-    memcpy(buffer2    , glob->history + 4, 4*sizeof(*buffer2));
-    memcpy(buffer2 + 4, glob->history    , 4*sizeof(*buffer2));
+    if (!compute_lpc_coefs(temp, order, lpc, 0, 1, 1))
+        apply_window(lpc, lpc, tab, order);
 
-    do_hybrid_window(10, 8, 20, buffer2, temp2, glob->st2a, glob->st2b,
-                     gain_window);
-
-    if (!eval_lpc_coeffs(temp2, glob->st2, 10))
-        colmult(glob->pr2, glob->st2, gain_bw_tab, 10);
+    memmove(hist, hist + n, move_size*sizeof(*hist));
 }
 
-/* Decode a block (celp) */
 static int ra288_decode_frame(AVCodecContext * avctx, void *data,
-                              int *data_size, const uint8_t * buf,
-                              int buf_size)
+                              int *data_size, AVPacket *avpkt)
 {
-    int16_t *out = data;
-    int x, y;
-    Real288_internal *glob = avctx->priv_data;
+    const uint8_t *buf = avpkt->data;
+    int buf_size = avpkt->size;
+    float *out = data;
+    int i, j;
+    RA288Context *ractx = avctx->priv_data;
     GetBitContext gb;
 
     if (buf_size < avctx->block_align) {
@@ -225,19 +176,27 @@ static int ra288_decode_frame(AVCodecContext * avctx, void *data,
         return 0;
     }
 
+    if (*data_size < 32*5*4)
+        return -1;
+
     init_get_bits(&gb, buf, avctx->block_align * 8);
 
-    for (x=0; x < 32; x++) {
+    for (i=0; i < 32; i++) {
         float gain = amptable[get_bits(&gb, 3)];
-        int cb_coef = get_bits(&gb, 6 + (x&1));
-        glob->phase = x & 7;
-        decode(glob, gain, cb_coef);
+        int cb_coef = get_bits(&gb, 6 + (i&1));
+
+        decode(ractx, gain, cb_coef);
 
-        for (y=0; y < 5; y++)
-            *(out++) = 8 * glob->output[glob->phase*5 + y];
+        for (j=0; j < 5; j++)
+            *(out++) = ractx->sp_hist[70 + 36 + j];
 
-        if (glob->phase == 3)
-            update(glob);
+        if ((i & 7) == 3) {
+            backward_filter(ractx->sp_hist, ractx->sp_rec, syn_window,
+                            ractx->sp_lpc, syn_bw_tab, 36, 40, 35, 70);
+
+            backward_filter(ractx->gain_hist, ractx->gain_rec, gain_window,
+                            ractx->gain_lpc, gain_bw_tab, 10, 8, 20, 28);
+        }
     }
 
     *data_size = (char *)out - (char *)data;
@@ -247,10 +206,10 @@ static int ra288_decode_frame(AVCodecContext * avctx, void *data,
 AVCodec ra_288_decoder =
 {
     "real_288",
-    CODEC_TYPE_AUDIO,
+    AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
     CODEC_ID_RA_288,
-    sizeof(Real288_internal),
-    NULL,
+    sizeof(RA288Context),
+    ra288_decode_init,
     NULL,
     NULL,
     ra288_decode_frame,