38e58e39d78650cda42718f64888579e7c8f57f9
[ffmpeg.git] / libavcodec / ra288.c
1 /*
2  * RealAudio 2.0 (28.8K)
3  * Copyright (c) 2003 the ffmpeg project
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 #include "avcodec.h"
23 #define ALT_BITSTREAM_READER_LE
24 #include "bitstream.h"
25 #include "ra288.h"
26
27 typedef struct {
28     float history[8];
29     float output[40];
30     float pr1[36];
31     float pr2[10];
32     int   phase;
33
34     float st1a[111], st1b[37], st1[37];
35     float st2a[38], st2b[11], st2[11];
36     float sb[41];
37     float lhist[10];
38 } Real288_internal;
39
40 static inline float scalar_product_float(const float * v1, const float * v2,
41                                          int size)
42 {
43     float res = 0.;
44
45     while (size--)
46         res += *v1++ * *v2++;
47
48     return res;
49 }
50
51 /* Decode and produce output */
52 static void decode(Real288_internal *glob, float gain, int cb_coef)
53 {
54     int x, y;
55     double sumsum;
56     float sum, buffer[5];
57
58     memmove(glob->sb + 5, glob->sb, 36 * sizeof(*glob->sb));
59
60     for (x=4; x >= 0; x--)
61         glob->sb[x] = -scalar_product_float(glob->sb + x + 1, glob->pr1, 36);
62
63     /* convert log and do rms */
64     sum = 32. - scalar_product_float(glob->pr2, glob->lhist, 10);
65
66     sum = av_clipf(sum, 0, 60);
67
68     sumsum = exp(sum * 0.1151292546497) * gain;    /* pow(10.0,sum/20)*f */
69
70     for (x=0; x < 5; x++)
71         buffer[x] = codetable[cb_coef][x] * sumsum;
72
73     sum = scalar_product_float(buffer, buffer, 5) / 5;
74
75     sum = FFMAX(sum, 1);
76
77     /* shift and store */
78     memmove(glob->lhist, glob->lhist - 1, 10 * sizeof(*glob->lhist));
79
80     *glob->lhist = glob->history[glob->phase] = 10 * log10(sum) - 32;
81
82     for (x=1; x < 5; x++)
83         for (y=x-1; y >= 0; y--)
84             buffer[x] -= glob->pr1[x-y-1] * buffer[y];
85
86     /* output */
87     for (x=0; x < 5; x++) {
88         glob->output[glob->phase*5+x] = glob->sb[4-x] =
89             av_clipf(glob->sb[4-x] + buffer[x], -4095, 4095);
90     }
91 }
92
93 /* column multiply */
94 static void colmult(float *tgt, const float *m1, const float *m2, int n)
95 {
96     while (n--)
97         *(tgt++) = (*(m1++)) * (*(m2++));
98 }
99
100 static int pred(const float *in, float *tgt, int n)
101 {
102     int x, y;
103     double f0, f1, f2;
104
105     if (in[n] == 0)
106         return 0;
107
108     if ((f0 = *in) <= 0)
109         return 0;
110
111     in--; // To avoid a -1 subtraction in the inner loop
112
113     for (x=1; x <= n; x++) {
114         f1 = in[x+1];
115
116         for (y=0; y < x - 1; y++)
117             f1 += in[x-y]*tgt[y];
118
119         tgt[x-1] = f2 = -f1/f0;
120         for (y=0; y < x >> 1; y++) {
121             float temp = tgt[y] + tgt[x-y-2]*f2;
122             tgt[x-y-2] += tgt[y]*f2;
123             tgt[y] = temp;
124         }
125         if ((f0 += f1*f2) < 0)
126             return 0;
127     }
128
129     return 1;
130 }
131
132 /* product sum (lsf) */
133 static void prodsum(float *tgt, const float *src, int len, int n)
134 {
135     for (; n >= 0; n--)
136         tgt[n] = scalar_product_float(src, src - n, len);
137
138 }
139
140 static void do_hybrid_window(int n, int i, int j, const float *in, float *out, float *st1,
141                float *st2, const float *table)
142 {
143     unsigned int x;
144     float buffer1[37];
145     float buffer2[37];
146     float work[111];
147
148     /* rotate and multiply */
149     memmove(st1        , st1 + i, (n + j)*sizeof(*st1));
150     memcpy (st1 + n + j, in     , i      *sizeof(*st1));
151
152     colmult(work, table, st1, n + i + j);
153
154     prodsum(buffer1, work + n    , i, n);
155     prodsum(buffer2, work + n + i, j, n);
156
157     for (x=0; x <= n; x++) {
158         st2[x] = st2[x] * 0.5625 + buffer1[x];
159         out[x] = st2[x]          + buffer2[x];
160     }
161
162     /* Multiply by the white noise correcting factor (WNCF) */
163     *out *= 257./256.;
164 }
165
166 static void update(Real288_internal *glob)
167 {
168     float buffer1[40], temp1[37];
169     float buffer2[8], temp2[11];
170
171     memcpy(buffer1     , glob->output + 20, 20*sizeof(*buffer1));
172     memcpy(buffer1 + 20, glob->output     , 20*sizeof(*buffer1));
173
174     do_hybrid_window(36, 40, 35, buffer1, temp1, glob->st1a, glob->st1b, table1);
175
176     if (pred(temp1, glob->st1, 36))
177         colmult(glob->pr1, glob->st1, table1a, 36);
178
179     memcpy(buffer2    , glob->history + 4, 4*sizeof(*buffer2));
180     memcpy(buffer2 + 4, glob->history    , 4*sizeof(*buffer2));
181
182     do_hybrid_window(10, 8, 20, buffer2, temp2, glob->st2a, glob->st2b, table2);
183
184     if (pred(temp2, glob->st2, 10))
185         colmult(glob->pr2, glob->st2, table2a, 10);
186 }
187
188 /* Decode a block (celp) */
189 static int ra288_decode_frame(AVCodecContext * avctx, void *data,
190                               int *data_size, const uint8_t * buf,
191                               int buf_size)
192 {
193     int16_t *out = data;
194     int x, y;
195     Real288_internal *glob = avctx->priv_data;
196     GetBitContext gb;
197
198     if (buf_size < avctx->block_align) {
199         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
200                "Error! Input buffer is too small [%d<%d]\n",
201                buf_size, avctx->block_align);
202         return 0;
203     }
204
205     init_get_bits(&gb, buf, avctx->block_align * 8);
206
207     for (x=0; x < 32; x++) {
208         float gain = amptable[get_bits(&gb, 3)];
209         int cb_coef = get_bits(&gb, 6 + (x&1));
210         glob->phase = x & 7;
211         decode(glob, gain, cb_coef);
212
213         for (y=0; y < 5; y++)
214             *(out++) = 8 * glob->output[glob->phase*5 + y];
215
216         if (glob->phase == 3)
217             update(glob);
218     }
219
220     *data_size = (char *)out - (char *)data;
221     return avctx->block_align;
222 }
223
224 AVCodec ra_288_decoder =
225 {
226     "real_288",
227     CODEC_TYPE_AUDIO,
228     CODEC_ID_RA_288,
229     sizeof(Real288_internal),
230     NULL,
231     NULL,
232     NULL,
233     ra288_decode_frame,
234     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("RealAudio 2.0 (28.8K)"),
235 };