indeo: Do not reference mismatched tiles
[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 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 #include "libavutil/channel_layout.h"
23 #include "libavutil/float_dsp.h"
24 #include "libavutil/internal.h"
25 #include "avcodec.h"
26 #include "internal.h"
27 #define BITSTREAM_READER_LE
28 #include "get_bits.h"
29 #include "ra288.h"
30 #include "lpc.h"
31 #include "celp_filters.h"
32
33 #define MAX_BACKWARD_FILTER_ORDER  36
34 #define MAX_BACKWARD_FILTER_LEN    40
35 #define MAX_BACKWARD_FILTER_NONREC 35
36
37 #define RA288_BLOCK_SIZE        5
38 #define RA288_BLOCKS_PER_FRAME 32
39
40 typedef struct {
41     AVFloatDSPContext fdsp;
42     DECLARE_ALIGNED(32, float,   sp_lpc)[FFALIGN(36, 16)];   ///< LPC coefficients for speech data (spec: A)
43     DECLARE_ALIGNED(32, float, gain_lpc)[FFALIGN(10, 16)];   ///< LPC coefficients for gain        (spec: GB)
44
45     /** speech data history                                      (spec: SB).
46      *  Its first 70 coefficients are updated only at backward filtering.
47      */
48     float sp_hist[111];
49
50     /// speech part of the gain autocorrelation                  (spec: REXP)
51     float sp_rec[37];
52
53     /** log-gain history                                         (spec: SBLG).
54      *  Its first 28 coefficients are updated only at backward filtering.
55      */
56     float gain_hist[38];
57
58     /// recursive part of the gain autocorrelation               (spec: REXPLG)
59     float gain_rec[11];
60 } RA288Context;
61
62 static av_cold int ra288_decode_init(AVCodecContext *avctx)
63 {
64     RA288Context *ractx = avctx->priv_data;
65
66     avctx->channels       = 1;
67     avctx->channel_layout = AV_CH_LAYOUT_MONO;
68     avctx->sample_fmt     = AV_SAMPLE_FMT_FLT;
69
70     avpriv_float_dsp_init(&ractx->fdsp, avctx->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT);
71
72     return 0;
73 }
74
75 static void convolve(float *tgt, const float *src, int len, int n)
76 {
77     for (; n >= 0; n--)
78         tgt[n] = avpriv_scalarproduct_float_c(src, src - n, len);
79
80 }
81
82 static void decode(RA288Context *ractx, float gain, int cb_coef)
83 {
84     int i;
85     double sumsum;
86     float sum, buffer[5];
87     float *block = ractx->sp_hist + 70 + 36; // current block
88     float *gain_block = ractx->gain_hist + 28;
89
90     memmove(ractx->sp_hist + 70, ractx->sp_hist + 75, 36*sizeof(*block));
91
92     /* block 46 of G.728 spec */
93     sum = 32.;
94     for (i=0; i < 10; i++)
95         sum -= gain_block[9-i] * ractx->gain_lpc[i];
96
97     /* block 47 of G.728 spec */
98     sum = av_clipf(sum, 0, 60);
99
100     /* block 48 of G.728 spec */
101     /* exp(sum * 0.1151292546497) == pow(10.0,sum/20) */
102     sumsum = exp(sum * 0.1151292546497) * gain * (1.0/(1<<23));
103
104     for (i=0; i < 5; i++)
105         buffer[i] = codetable[cb_coef][i] * sumsum;
106
107     sum = avpriv_scalarproduct_float_c(buffer, buffer, 5) * ((1 << 24) / 5.);
108
109     sum = FFMAX(sum, 1);
110
111     /* shift and store */
112     memmove(gain_block, gain_block + 1, 9 * sizeof(*gain_block));
113
114     gain_block[9] = 10 * log10(sum) - 32;
115
116     ff_celp_lp_synthesis_filterf(block, ractx->sp_lpc, buffer, 5, 36);
117 }
118
119 /**
120  * Hybrid window filtering, see blocks 36 and 49 of the G.728 specification.
121  *
122  * @param order   filter order
123  * @param n       input length
124  * @param non_rec number of non-recursive samples
125  * @param out     filter output
126  * @param hist    pointer to the input history of the filter
127  * @param out     pointer to the non-recursive part of the output
128  * @param out2    pointer to the recursive part of the output
129  * @param window  pointer to the windowing function table
130  */
131 static void do_hybrid_window(RA288Context *ractx,
132                              int order, int n, int non_rec, float *out,
133                              float *hist, float *out2, const float *window)
134 {
135     int i;
136     float buffer1[MAX_BACKWARD_FILTER_ORDER + 1];
137     float buffer2[MAX_BACKWARD_FILTER_ORDER + 1];
138     LOCAL_ALIGNED(32, float, work, [FFALIGN(MAX_BACKWARD_FILTER_ORDER +
139                                             MAX_BACKWARD_FILTER_LEN   +
140                                             MAX_BACKWARD_FILTER_NONREC, 16)]);
141
142     ractx->fdsp.vector_fmul(work, window, hist, FFALIGN(order + n + non_rec, 16));
143
144     convolve(buffer1, work + order    , n      , order);
145     convolve(buffer2, work + order + n, non_rec, order);
146
147     for (i=0; i <= order; i++) {
148         out2[i] = out2[i] * 0.5625 + buffer1[i];
149         out [i] = out2[i]          + buffer2[i];
150     }
151
152     /* Multiply by the white noise correcting factor (WNCF). */
153     *out *= 257./256.;
154 }
155
156 /**
157  * Backward synthesis filter, find the LPC coefficients from past speech data.
158  */
159 static void backward_filter(RA288Context *ractx,
160                             float *hist, float *rec, const float *window,
161                             float *lpc, const float *tab,
162                             int order, int n, int non_rec, int move_size)
163 {
164     float temp[MAX_BACKWARD_FILTER_ORDER+1];
165
166     do_hybrid_window(ractx, order, n, non_rec, temp, hist, rec, window);
167
168     if (!compute_lpc_coefs(temp, order, lpc, 0, 1, 1))
169         ractx->fdsp.vector_fmul(lpc, lpc, tab, FFALIGN(order, 16));
170
171     memmove(hist, hist + n, move_size*sizeof(*hist));
172 }
173
174 static int ra288_decode_frame(AVCodecContext * avctx, void *data,
175                               int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
176 {
177     AVFrame *frame     = data;
178     const uint8_t *buf = avpkt->data;
179     int buf_size = avpkt->size;
180     float *out;
181     int i, ret;
182     RA288Context *ractx = avctx->priv_data;
183     GetBitContext gb;
184
185     if (buf_size < avctx->block_align) {
186         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
187                "Error! Input buffer is too small [%d<%d]\n",
188                buf_size, avctx->block_align);
189         return AVERROR_INVALIDDATA;
190     }
191
192     /* get output buffer */
193     frame->nb_samples = RA288_BLOCK_SIZE * RA288_BLOCKS_PER_FRAME;
194     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0) {
195         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
196         return ret;
197     }
198     out = (float *)frame->data[0];
199
200     init_get_bits(&gb, buf, avctx->block_align * 8);
201
202     for (i=0; i < RA288_BLOCKS_PER_FRAME; i++) {
203         float gain = amptable[get_bits(&gb, 3)];
204         int cb_coef = get_bits(&gb, 6 + (i&1));
205
206         decode(ractx, gain, cb_coef);
207
208         memcpy(out, &ractx->sp_hist[70 + 36], RA288_BLOCK_SIZE * sizeof(*out));
209         out += RA288_BLOCK_SIZE;
210
211         if ((i & 7) == 3) {
212             backward_filter(ractx, ractx->sp_hist, ractx->sp_rec, syn_window,
213                             ractx->sp_lpc, syn_bw_tab, 36, 40, 35, 70);
214
215             backward_filter(ractx, ractx->gain_hist, ractx->gain_rec, gain_window,
216                             ractx->gain_lpc, gain_bw_tab, 10, 8, 20, 28);
217         }
218     }
219
220     *got_frame_ptr = 1;
221
222     return avctx->block_align;
223 }
224
225 AVCodec ff_ra_288_decoder = {
226     .name           = "real_288",
227     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
228     .id             = AV_CODEC_ID_RA_288,
229     .priv_data_size = sizeof(RA288Context),
230     .init           = ra288_decode_init,
231     .decode         = ra288_decode_frame,
232     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
233     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("RealAudio 2.0 (28.8K)"),
234 };