6ba748423853696db865519ba3b0b2e56e230f2b
[ffmpeg.git] / libavcodec / rdft.c
1 /*
2  * (I)RDFT transforms
3  * Copyright (c) 2009 Alex Converse <alex dot converse at gmail dot com>
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 #include <stdlib.h>
22 #include <math.h>
23 #include "libavutil/mathematics.h"
24 #include "rdft.h"
25
26 /**
27  * @file
28  * (Inverse) Real Discrete Fourier Transforms.
29  */
30
31 /** Map one real FFT into two parallel real even and odd FFTs. Then interleave
32  * the two real FFTs into one complex FFT. Unmangle the results.
33  * ref: http://www.engineeringproductivitytools.com/stuff/T0001/PT10.HTM
34  */
35 static void rdft_calc_c(RDFTContext *s, FFTSample *data)
36 {
37     int i, i1, i2;
38     FFTComplex ev, od, odsum;
39     const int n = 1 << s->nbits;
40     const float k1 = 0.5;
41     const float k2 = 0.5 - s->inverse;
42     const FFTSample *tcos = s->tcos;
43     const FFTSample *tsin = s->tsin;
44
45     if (!s->inverse) {
46         s->fft.fft_permute(&s->fft, (FFTComplex*)data);
47         s->fft.fft_calc(&s->fft, (FFTComplex*)data);
48     }
49     /* i=0 is a special case because of packing, the DC term is real, so we
50        are going to throw the N/2 term (also real) in with it. */
51     ev.re = data[0];
52     data[0] = ev.re+data[1];
53     data[1] = ev.re-data[1];
54
55 #define RDFT_UNMANGLE(sign0, sign1)                                         \
56     for (i = 1; i < (n>>2); i++) {                                          \
57         i1 = 2*i;                                                           \
58         i2 = n-i1;                                                          \
59         /* Separate even and odd FFTs */                                    \
60         ev.re =  k1*(data[i1  ]+data[i2  ]);                                \
61         od.im =  k2*(data[i2  ]-data[i1  ]);                                \
62         ev.im =  k1*(data[i1+1]-data[i2+1]);                                \
63         od.re =  k2*(data[i1+1]+data[i2+1]);                                \
64         /* Apply twiddle factors to the odd FFT and add to the even FFT */  \
65         odsum.re = od.re*tcos[i] sign0 od.im*tsin[i];                       \
66         odsum.im = od.im*tcos[i] sign1 od.re*tsin[i];                       \
67         data[i1  ] =  ev.re + odsum.re;                                     \
68         data[i1+1] =  ev.im + odsum.im;                                     \
69         data[i2  ] =  ev.re - odsum.re;                                     \
70         data[i2+1] =  odsum.im - ev.im;                                     \
71     }
72
73     if (s->negative_sin) {
74         RDFT_UNMANGLE(+,-)
75     } else {
76         RDFT_UNMANGLE(-,+)
77     }
78
79     data[2*i+1]=s->sign_convention*data[2*i+1];
80     if (s->inverse) {
81         data[0] *= k1;
82         data[1] *= k1;
83         s->fft.fft_permute(&s->fft, (FFTComplex*)data);
84         s->fft.fft_calc(&s->fft, (FFTComplex*)data);
85     }
86 }
87
88 av_cold int ff_rdft_init(RDFTContext *s, int nbits, enum RDFTransformType trans)
89 {
90     int n = 1 << nbits;
91     int ret;
92
93     s->nbits           = nbits;
94     s->inverse         = trans == IDFT_C2R || trans == DFT_C2R;
95     s->sign_convention = trans == IDFT_R2C || trans == DFT_C2R ? 1 : -1;
96     s->negative_sin    = trans == DFT_C2R || trans == DFT_R2C;
97
98     if (nbits < 4 || nbits > 16)
99         return AVERROR(EINVAL);
100
101     if ((ret = ff_fft_init(&s->fft, nbits-1, trans == IDFT_C2R || trans == IDFT_R2C)) < 0)
102         return ret;
103
104     ff_init_ff_cos_tabs(nbits);
105     s->tcos = ff_cos_tabs[nbits];
106     s->tsin = ff_cos_tabs[nbits] + (n >> 2);
107     s->rdft_calc   = rdft_calc_c;
108
109     if (ARCH_ARM) ff_rdft_init_arm(s);
110
111     return 0;
112 }
113
114 av_cold void ff_rdft_end(RDFTContext *s)
115 {
116     ff_fft_end(&s->fft);
117 }