9d5e1c73ddf724ec355f9aad0853d76f851f836e
[ffmpeg.git] / libavcodec / nellymoserdec.c
1 /*
2  * NellyMoser audio decoder
3  * Copyright (c) 2007 a840bda5870ba11f19698ff6eb9581dfb0f95fa5,
4  *                    539459aeb7d425140b62a3ec7dbf6dc8e408a306, and
5  *                    520e17cd55896441042b14df2566a6eb610ed444
6  * Copyright (c) 2007 Loic Minier <lool at dooz.org>
7  *                    Benjamin Larsson
8  *
9  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
10  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
11  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
12  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
13  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
14  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
15  *
16  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
17  * all copies or substantial portions of the Software.
18  *
19  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
20  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
21  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL
22  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
23  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
24  * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER
25  * DEALINGS IN THE SOFTWARE.
26  */
27
28 /**
29  * @file
30  * The 3 alphanumeric copyright notices are md5summed they are from the original
31  * implementors. The original code is available from http://code.google.com/p/nelly2pcm/
32  */
33
34 #include "nellymoser.h"
35 #include "libavutil/lfg.h"
36 #include "libavutil/random_seed.h"
37 #include "libavutil/audioconvert.h"
38 #include "avcodec.h"
39 #include "dsputil.h"
40 #include "fft.h"
41 #include "fmtconvert.h"
42 #include "sinewin.h"
43
44 #define BITSTREAM_READER_LE
45 #include "get_bits.h"
46
47
48 typedef struct NellyMoserDecodeContext {
49     AVCodecContext* avctx;
50     AVFrame         frame;
51     float          *float_buf;
52     DECLARE_ALIGNED(16, float, state)[NELLY_BUF_LEN];
53     AVLFG           random_state;
54     GetBitContext   gb;
55     float           scale_bias;
56     DSPContext      dsp;
57     FFTContext      imdct_ctx;
58     FmtConvertContext fmt_conv;
59     DECLARE_ALIGNED(32, float, imdct_out)[NELLY_BUF_LEN * 2];
60 } NellyMoserDecodeContext;
61
62 static void nelly_decode_block(NellyMoserDecodeContext *s,
63                                const unsigned char block[NELLY_BLOCK_LEN],
64                                float audio[NELLY_SAMPLES])
65 {
66     int i,j;
67     float buf[NELLY_FILL_LEN], pows[NELLY_FILL_LEN];
68     float *aptr, *bptr, *pptr, val, pval;
69     int bits[NELLY_BUF_LEN];
70     unsigned char v;
71
72     init_get_bits(&s->gb, block, NELLY_BLOCK_LEN * 8);
73
74     bptr = buf;
75     pptr = pows;
76     val = ff_nelly_init_table[get_bits(&s->gb, 6)];
77     for (i=0 ; i<NELLY_BANDS ; i++) {
78         if (i > 0)
79             val += ff_nelly_delta_table[get_bits(&s->gb, 5)];
80         pval = -pow(2, val/2048) * s->scale_bias;
81         for (j = 0; j < ff_nelly_band_sizes_table[i]; j++) {
82             *bptr++ = val;
83             *pptr++ = pval;
84         }
85
86     }
87
88     ff_nelly_get_sample_bits(buf, bits);
89
90     for (i = 0; i < 2; i++) {
91         aptr = audio + i * NELLY_BUF_LEN;
92
93         init_get_bits(&s->gb, block, NELLY_BLOCK_LEN * 8);
94         skip_bits_long(&s->gb, NELLY_HEADER_BITS + i*NELLY_DETAIL_BITS);
95
96         for (j = 0; j < NELLY_FILL_LEN; j++) {
97             if (bits[j] <= 0) {
98                 aptr[j] = M_SQRT1_2*pows[j];
99                 if (av_lfg_get(&s->random_state) & 1)
100                     aptr[j] *= -1.0;
101             } else {
102                 v = get_bits(&s->gb, bits[j]);
103                 aptr[j] = ff_nelly_dequantization_table[(1<<bits[j])-1+v]*pows[j];
104             }
105         }
106         memset(&aptr[NELLY_FILL_LEN], 0,
107                (NELLY_BUF_LEN - NELLY_FILL_LEN) * sizeof(float));
108
109         s->imdct_ctx.imdct_calc(&s->imdct_ctx, s->imdct_out, aptr);
110         /* XXX: overlapping and windowing should be part of a more
111            generic imdct function */
112         s->dsp.vector_fmul_reverse(s->state, s->state, ff_sine_128, NELLY_BUF_LEN);
113         s->dsp.vector_fmul_add(aptr, s->imdct_out, ff_sine_128, s->state, NELLY_BUF_LEN);
114         memcpy(s->state, s->imdct_out + NELLY_BUF_LEN, sizeof(float)*NELLY_BUF_LEN);
115     }
116 }
117
118 static av_cold int decode_init(AVCodecContext * avctx) {
119     NellyMoserDecodeContext *s = avctx->priv_data;
120
121     s->avctx = avctx;
122     av_lfg_init(&s->random_state, 0);
123     ff_mdct_init(&s->imdct_ctx, 8, 1, 1.0);
124
125     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
126
127     if (avctx->request_sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_FLT) {
128         s->scale_bias = 1.0/(32768*8);
129         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_FLT;
130     } else {
131         s->scale_bias = 1.0/(1*8);
132         avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16;
133         ff_fmt_convert_init(&s->fmt_conv, avctx);
134         s->float_buf = av_mallocz(NELLY_SAMPLES * sizeof(*s->float_buf));
135         if (!s->float_buf) {
136             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "error allocating float buffer\n");
137             return AVERROR(ENOMEM);
138         }
139     }
140
141     /* Generate overlap window */
142     if (!ff_sine_128[127])
143         ff_init_ff_sine_windows(7);
144
145     avctx->channel_layout = AV_CH_LAYOUT_MONO;
146
147     avcodec_get_frame_defaults(&s->frame);
148     avctx->coded_frame = &s->frame;
149
150     return 0;
151 }
152
153 static int decode_tag(AVCodecContext *avctx, void *data,
154                       int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
155 {
156     const uint8_t *buf = avpkt->data;
157     int buf_size = avpkt->size;
158     NellyMoserDecodeContext *s = avctx->priv_data;
159     int blocks, i, ret;
160     int16_t *samples_s16;
161     float   *samples_flt;
162
163     blocks     = buf_size / NELLY_BLOCK_LEN;
164     if (blocks <= 0) {
165         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
166         return AVERROR_INVALIDDATA;
167     }
168     if (buf_size % NELLY_BLOCK_LEN) {
169         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Leftover bytes: %d.\n",
170                buf_size % NELLY_BLOCK_LEN);
171     }
172     /* Normal numbers of blocks for sample rates:
173      *  8000 Hz - 1
174      * 11025 Hz - 2
175      * 16000 Hz - 3
176      * 22050 Hz - 4
177      * 44100 Hz - 8
178      */
179
180     /* get output buffer */
181     s->frame.nb_samples = NELLY_SAMPLES * blocks;
182     if ((ret = avctx->get_buffer(avctx, &s->frame)) < 0) {
183         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
184         return ret;
185     }
186     samples_s16 = (int16_t *)s->frame.data[0];
187     samples_flt = (float   *)s->frame.data[0];
188
189     for (i=0 ; i<blocks ; i++) {
190         if (avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_FLT) {
191             nelly_decode_block(s, buf, samples_flt);
192             samples_flt += NELLY_SAMPLES;
193         } else {
194             nelly_decode_block(s, buf, s->float_buf);
195             s->fmt_conv.float_to_int16(samples_s16, s->float_buf, NELLY_SAMPLES);
196             samples_s16 += NELLY_SAMPLES;
197         }
198         buf += NELLY_BLOCK_LEN;
199     }
200
201     *got_frame_ptr   = 1;
202     *(AVFrame *)data = s->frame;
203
204     return buf_size;
205 }
206
207 static av_cold int decode_end(AVCodecContext * avctx) {
208     NellyMoserDecodeContext *s = avctx->priv_data;
209
210     av_freep(&s->float_buf);
211     ff_mdct_end(&s->imdct_ctx);
212
213     return 0;
214 }
215
216 AVCodec ff_nellymoser_decoder = {
217     .name           = "nellymoser",
218     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
219     .id             = CODEC_ID_NELLYMOSER,
220     .priv_data_size = sizeof(NellyMoserDecodeContext),
221     .init           = decode_init,
222     .close          = decode_end,
223     .decode         = decode_tag,
224     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1 | CODEC_CAP_PARAM_CHANGE,
225     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Nellymoser Asao"),
226     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_FLT,
227                                                       AV_SAMPLE_FMT_S16,
228                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
229 };