fix Interplay DPCM (frames are intracoded, predictors do not carry
[ffmpeg.git] / libavcodec / dpcm.c
1 /*
2  * Assorted DPCM codecs
3  * Copyright (c) 2003 The ffmpeg Project.
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., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
18  */
19
20 /**
21  * @file: dpcm.c
22  * Assorted DPCM (differential pulse code modulation) audio codecs
23  * by Mike Melanson (melanson@pcisys.net)
24  * Xan DPCM decoder by Mario Brito (mbrito@student.dei.uc.pt)
25  * for more information on the specific data formats, visit:
26  *   http://www.pcisys.net/~melanson/codecs/simpleaudio.html
27  *
28  * Note about using the Xan DPCM decoder: Xan DPCM is used in AVI files
29  * found in the Wing Commander IV computer game. These AVI files contain
30  * WAVEFORMAT headers which report the audio format as 0x01: raw PCM.
31  * Clearly incorrect. To detect Xan DPCM, you will probably have to
32  * special-case your AVI demuxer to use Xan DPCM if the file uses 'Xxan'
33  * (Xan video) for its video codec. Alternately, such AVI files also contain
34  * the fourcc 'Axan' in the 'auds' chunk of the AVI header.
35  */
36
37 #include "avcodec.h"
38
39 typedef struct DPCMContext {
40     int channels;
41     short roq_square_array[256];
42 } DPCMContext;
43
44 #define SATURATE_S16(x)  if (x < -32768) x = -32768; \
45   else if (x > 32767) x = 32767;
46 #define SE_16BIT(x)  if (x & 0x8000) x -= 0x10000;
47 #define LE_16(x)  ((((uint8_t*)(x))[1] << 8) | ((uint8_t*)(x))[0])
48 #define LE_32(x)  ((((uint8_t*)(x))[3] << 24) | \
49                    (((uint8_t*)(x))[2] << 16) | \
50                    (((uint8_t*)(x))[1] << 8) | \
51                     ((uint8_t*)(x))[0])
52
53 static int interplay_delta_table[] = {
54          0,      1,      2,      3,      4,      5,      6,      7,
55          8,      9,     10,     11,     12,     13,     14,     15,
56         16,     17,     18,     19,     20,     21,     22,     23,
57         24,     25,     26,     27,     28,     29,     30,     31,
58         32,     33,     34,     35,     36,     37,     38,     39,
59         40,     41,     42,     43,     47,     51,     56,     61,
60         66,     72,     79,     86,     94,    102,    112,    122,
61        133,    145,    158,    173,    189,    206,    225,    245,
62        267,    292,    318,    348,    379,    414,    452,    493,
63        538,    587,    640,    699,    763,    832,    908,    991,
64       1081,   1180,   1288,   1405,   1534,   1673,   1826,   1993,
65       2175,   2373,   2590,   2826,   3084,   3365,   3672,   4008,
66       4373,   4772,   5208,   5683,   6202,   6767,   7385,   8059,
67       8794,   9597,  10472,  11428,  12471,  13609,  14851,  16206,
68      17685,  19298,  21060,  22981,  25078,  27367,  29864,  32589,
69     -29973, -26728, -23186, -19322, -15105, -10503,  -5481,     -1,
70          1,      1,   5481,  10503,  15105,  19322,  23186,  26728,
71      29973, -32589, -29864, -27367, -25078, -22981, -21060, -19298,
72     -17685, -16206, -14851, -13609, -12471, -11428, -10472,  -9597,
73      -8794,  -8059,  -7385,  -6767,  -6202,  -5683,  -5208,  -4772,
74      -4373,  -4008,  -3672,  -3365,  -3084,  -2826,  -2590,  -2373,
75      -2175,  -1993,  -1826,  -1673,  -1534,  -1405,  -1288,  -1180,
76      -1081,   -991,   -908,   -832,   -763,   -699,   -640,   -587,
77       -538,   -493,   -452,   -414,   -379,   -348,   -318,   -292,
78       -267,   -245,   -225,   -206,   -189,   -173,   -158,   -145,
79       -133,   -122,   -112,   -102,    -94,    -86,    -79,    -72,
80        -66,    -61,    -56,    -51,    -47,    -43,    -42,    -41,
81        -40,    -39,    -38,    -37,    -36,    -35,    -34,    -33,
82        -32,    -31,    -30,    -29,    -28,    -27,    -26,    -25,
83        -24,    -23,    -22,    -21,    -20,    -19,    -18,    -17,
84        -16,    -15,    -14,    -13,    -12,    -11,    -10,     -9,
85         -8,     -7,     -6,     -5,     -4,     -3,     -2,     -1
86
87 };
88
89 static int dpcm_decode_init(AVCodecContext *avctx)
90 {
91     DPCMContext *s = avctx->priv_data;
92     int i;
93     short square;
94
95     s->channels = avctx->channels;
96
97     switch(avctx->codec->id) {
98
99     case CODEC_ID_ROQ_DPCM:
100         /* initialize square table */
101         for (i = 0; i < 128; i++) {
102             square = i * i;
103             s->roq_square_array[i] = square;
104             s->roq_square_array[i + 128] = -square;
105         }
106         break;
107
108     default:
109         break;
110     }
111
112     return 0;
113 }
114
115 static int dpcm_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
116                              void *data, int *data_size,
117                              uint8_t *buf, int buf_size)
118 {
119     DPCMContext *s = avctx->priv_data;
120     int in, out = 0;
121     int predictor[2];
122     int channel_number = 0;
123     short *output_samples = data;
124     int shift[2];
125     unsigned char byte;
126     short diff;
127
128     switch(avctx->codec->id) {
129
130     case CODEC_ID_ROQ_DPCM:
131         if (s->channels == 1)
132             predictor[0] = LE_16(&buf[6]);
133         else {
134             predictor[0] = buf[7] << 8;
135             predictor[1] = buf[6] << 8;
136         }
137         SE_16BIT(predictor[0]);
138         SE_16BIT(predictor[1]);
139
140         /* decode the samples */
141         for (in = 8, out = 0; in < buf_size; in++, out++) {
142             predictor[channel_number] += s->roq_square_array[buf[in]];
143             SATURATE_S16(predictor[channel_number]);
144             output_samples[out] = predictor[channel_number];
145
146             /* toggle channel */
147             channel_number ^= s->channels - 1;
148         }
149         break;
150
151     case CODEC_ID_INTERPLAY_DPCM:
152         in = 6;  /* skip over the stream mask and stream length */
153         predictor[0] = LE_16(&buf[in]);
154         in += 2;
155         SE_16BIT(predictor[0])
156         output_samples[out++] = predictor[0];
157         if (s->channels == 2) {
158             predictor[1] = LE_16(&buf[in]);
159             in += 2;
160             SE_16BIT(predictor[1])
161             output_samples[out++] = predictor[1];
162         }
163
164         while (in < buf_size) {
165             predictor[channel_number] += interplay_delta_table[buf[in++]];
166             SATURATE_S16(predictor[channel_number]);
167             output_samples[out++] = predictor[channel_number];
168
169             /* toggle channel */
170             channel_number ^= s->channels - 1;
171         }
172
173         break;
174
175     case CODEC_ID_XAN_DPCM:
176         in = 0;
177         shift[0] = shift[1] = 4;
178         predictor[0] = LE_16(&buf[in]);
179         in += 2;
180         SE_16BIT(predictor[0]);
181         if (s->channels == 2) {
182             predictor[1] = LE_16(&buf[in]);
183             in += 2;
184             SE_16BIT(predictor[1]);
185         }
186
187         while (in < buf_size) {
188             byte = buf[in++];
189             diff = (byte & 0xFC) << 8;
190             if ((byte & 0x03) == 3)
191                 shift[channel_number]++;
192             else
193                 shift[channel_number] -= (2 * (byte & 3));
194             /* saturate the shifter to a lower limit of 0 */
195             if (shift[channel_number] < 0)
196                 shift[channel_number] = 0;
197
198             diff >>= shift[channel_number];
199             predictor[channel_number] += diff;
200
201             SATURATE_S16(predictor[channel_number]);
202             output_samples[out++] = predictor[channel_number];
203
204             /* toggle channel */
205             channel_number ^= s->channels - 1;
206         }
207         break;
208     }
209
210     *data_size = out * sizeof(short);
211     return buf_size;
212 }
213
214 AVCodec roq_dpcm_decoder = {
215     "roq_dpcm",
216     CODEC_TYPE_AUDIO,
217     CODEC_ID_ROQ_DPCM,
218     sizeof(DPCMContext),
219     dpcm_decode_init,
220     NULL,
221     NULL,
222     dpcm_decode_frame,
223 };
224
225 AVCodec interplay_dpcm_decoder = {
226     "interplay_dpcm",
227     CODEC_TYPE_AUDIO,
228     CODEC_ID_INTERPLAY_DPCM,
229     sizeof(DPCMContext),
230     dpcm_decode_init,
231     NULL,
232     NULL,
233     dpcm_decode_frame,
234 };
235
236 AVCodec xan_dpcm_decoder = {
237     "xan_dpcm",
238     CODEC_TYPE_AUDIO,
239     CODEC_ID_XAN_DPCM,
240     sizeof(DPCMContext),
241     dpcm_decode_init,
242     NULL,
243     NULL,
244     dpcm_decode_frame,
245 };