lavfi: make AVFilterPad opaque after two major bumps.
[ffmpeg.git] / libavcodec / ac3.h
1 /*
2  * Common code between the AC-3 encoder and decoder
3  * Copyright (c) 2000, 2001, 2002 Fabrice Bellard
4  *
5  * This file is part of Libav.
6  *
7  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 /**
23  * @file
24  * Common code between the AC-3 encoder and decoder.
25  */
26
27 #ifndef AVCODEC_AC3_H
28 #define AVCODEC_AC3_H
29
30 #define AC3_MAX_CODED_FRAME_SIZE 3840 /* in bytes */
31 #define AC3_MAX_CHANNELS 7            /**< maximum number of channels, including coupling channel */
32 #define CPL_CH 0                      /**< coupling channel index */
33
34 #define AC3_MAX_COEFS   256
35 #define AC3_BLOCK_SIZE  256
36 #define AC3_MAX_BLOCKS    6
37 #define AC3_FRAME_SIZE (AC3_MAX_BLOCKS * 256)
38 #define AC3_WINDOW_SIZE (AC3_BLOCK_SIZE * 2)
39 #define AC3_CRITICAL_BANDS 50
40 #define AC3_MAX_CPL_BANDS  18
41
42 #include "ac3tab.h"
43
44 /* exponent encoding strategy */
45 #define EXP_REUSE 0
46 #define EXP_NEW   1
47
48 #define EXP_D15   1
49 #define EXP_D25   2
50 #define EXP_D45   3
51
52 /* pre-defined gain values */
53 #define LEVEL_PLUS_3DB          1.4142135623730950
54 #define LEVEL_PLUS_1POINT5DB    1.1892071150027209
55 #define LEVEL_MINUS_1POINT5DB   0.8408964152537145
56 #define LEVEL_MINUS_3DB         0.7071067811865476
57 #define LEVEL_MINUS_4POINT5DB   0.5946035575013605
58 #define LEVEL_MINUS_6DB         0.5000000000000000
59 #define LEVEL_MINUS_9DB         0.3535533905932738
60 #define LEVEL_ZERO              0.0000000000000000
61 #define LEVEL_ONE               1.0000000000000000
62
63 /** Delta bit allocation strategy */
64 typedef enum {
65     DBA_REUSE = 0,
66     DBA_NEW,
67     DBA_NONE,
68     DBA_RESERVED
69 } AC3DeltaStrategy;
70
71 /** Channel mode (audio coding mode) */
72 typedef enum {
73     AC3_CHMODE_DUALMONO = 0,
74     AC3_CHMODE_MONO,
75     AC3_CHMODE_STEREO,
76     AC3_CHMODE_3F,
77     AC3_CHMODE_2F1R,
78     AC3_CHMODE_3F1R,
79     AC3_CHMODE_2F2R,
80     AC3_CHMODE_3F2R
81 } AC3ChannelMode;
82
83 typedef struct AC3BitAllocParameters {
84     int sr_code;
85     int sr_shift;
86     int slow_gain, slow_decay, fast_decay, db_per_bit, floor;
87     int cpl_fast_leak, cpl_slow_leak;
88 } AC3BitAllocParameters;
89
90 /**
91  * @struct AC3HeaderInfo
92  * Coded AC-3 header values up to the lfeon element, plus derived values.
93  */
94 typedef struct {
95     /** @name Coded elements
96      * @{
97      */
98     uint16_t sync_word;
99     uint16_t crc1;
100     uint8_t sr_code;
101     uint8_t bitstream_id;
102     uint8_t bitstream_mode;
103     uint8_t channel_mode;
104     uint8_t lfe_on;
105     uint8_t frame_type;
106     int substreamid;                        ///< substream identification
107     int center_mix_level;                   ///< Center mix level index
108     int surround_mix_level;                 ///< Surround mix level index
109     uint16_t channel_map;
110     int num_blocks;                         ///< number of audio blocks
111     /** @} */
112
113     /** @name Derived values
114      * @{
115      */
116     uint8_t sr_shift;
117     uint16_t sample_rate;
118     uint32_t bit_rate;
119     uint8_t channels;
120     uint16_t frame_size;
121     uint64_t channel_layout;
122     /** @} */
123 } AC3HeaderInfo;
124
125 typedef enum {
126     EAC3_FRAME_TYPE_INDEPENDENT = 0,
127     EAC3_FRAME_TYPE_DEPENDENT,
128     EAC3_FRAME_TYPE_AC3_CONVERT,
129     EAC3_FRAME_TYPE_RESERVED
130 } EAC3FrameType;
131
132 void ff_ac3_common_init(void);
133
134 /**
135  * Calculate the log power-spectral density of the input signal.
136  * This gives a rough estimate of signal power in the frequency domain by using
137  * the spectral envelope (exponents).  The psd is also separately grouped
138  * into critical bands for use in the calculating the masking curve.
139  * 128 units in psd = -6 dB.  The dbknee parameter in AC3BitAllocParameters
140  * determines the reference level.
141  *
142  * @param[in]  exp        frequency coefficient exponents
143  * @param[in]  start      starting bin location
144  * @param[in]  end        ending bin location
145  * @param[out] psd        signal power for each frequency bin
146  * @param[out] band_psd   signal power for each critical band
147  */
148 void ff_ac3_bit_alloc_calc_psd(int8_t *exp, int start, int end, int16_t *psd,
149                                int16_t *band_psd);
150
151 /**
152  * Calculate the masking curve.
153  * First, the excitation is calculated using parameters in s and the signal
154  * power in each critical band.  The excitation is compared with a predefined
155  * hearing threshold table to produce the masking curve.  If delta bit
156  * allocation information is provided, it is used for adjusting the masking
157  * curve, usually to give a closer match to a better psychoacoustic model.
158  *
159  * @param[in]  s            adjustable bit allocation parameters
160  * @param[in]  band_psd     signal power for each critical band
161  * @param[in]  start        starting bin location
162  * @param[in]  end          ending bin location
163  * @param[in]  fast_gain    fast gain (estimated signal-to-mask ratio)
164  * @param[in]  is_lfe       whether or not the channel being processed is the LFE
165  * @param[in]  dba_mode     delta bit allocation mode (none, reuse, or new)
166  * @param[in]  dba_nsegs    number of delta segments
167  * @param[in]  dba_offsets  location offsets for each segment
168  * @param[in]  dba_lengths  length of each segment
169  * @param[in]  dba_values   delta bit allocation for each segment
170  * @param[out] mask         calculated masking curve
171  * @return returns 0 for success, non-zero for error
172  */
173 int ff_ac3_bit_alloc_calc_mask(AC3BitAllocParameters *s, int16_t *band_psd,
174                                int start, int end, int fast_gain, int is_lfe,
175                                int dba_mode, int dba_nsegs, uint8_t *dba_offsets,
176                                uint8_t *dba_lengths, uint8_t *dba_values,
177                                int16_t *mask);
178
179 #endif /* AVCODEC_AC3_H */