vaapi_encode_mpeg2: Fix width/height columns/rows confusion
[ffmpeg.git] / libavcodec / opus.h
index a6eea02..edbaab5 100644 (file)
 #include "libavutil/float_dsp.h"
 #include "libavutil/frame.h"
 
-#include "libavresample/avresample.h"
+#include "libswresample/swresample.h"
 
 #include "avcodec.h"
-#include "get_bits.h"
+#include "opus_rc.h"
 
 #define MAX_FRAME_SIZE               1275
 #define MAX_FRAMES                   48
 #define CELT_MAX_LOG_BLOCKS          3
 #define CELT_MAX_FRAME_SIZE          (CELT_SHORT_BLOCKSIZE * (1 << CELT_MAX_LOG_BLOCKS))
 #define CELT_MAX_BANDS               21
-#define CELT_VECTORS                 11
-#define CELT_ALLOC_STEPS             6
-#define CELT_FINE_OFFSET             21
-#define CELT_MAX_FINE_BITS           8
-#define CELT_NORM_SCALE              16384
-#define CELT_QTHETA_OFFSET           4
-#define CELT_QTHETA_OFFSET_TWOPHASE  16
-#define CELT_DEEMPH_COEFF            0.85000610f
-#define CELT_POSTFILTER_MINPERIOD    15
-#define CELT_ENERGY_SILENCE          (-28.0f)
 
 #define SILK_HISTORY                 322
 #define SILK_MAX_LPC                 16
 
-#define ROUND_MULL(a,b,s) (((MUL64(a, b) >> (s - 1)) + 1) >> 1)
+#define ROUND_MULL(a,b,s) (((MUL64(a, b) >> ((s) - 1)) + 1) >> 1)
 #define ROUND_MUL16(a,b)  ((MUL16(a, b) + 16384) >> 15)
-#define opus_ilog(i) (av_log2(i) + !!(i))
+
+#define OPUS_TS_HEADER     0x7FE0        // 0x3ff (11 bits)
+#define OPUS_TS_MASK       0xFFE0        // top 11 bits
+
+static const uint8_t opus_default_extradata[30] = {
+    'O', 'p', 'u', 's', 'H', 'e', 'a', 'd',
+    1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
+    0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
+};
 
 enum OpusMode {
     OPUS_MODE_SILK,
     OPUS_MODE_HYBRID,
-    OPUS_MODE_CELT
+    OPUS_MODE_CELT,
+
+    OPUS_MODE_NB
 };
 
 enum OpusBandwidth {
@@ -72,44 +72,29 @@ enum OpusBandwidth {
     OPUS_BANDWIDTH_MEDIUMBAND,
     OPUS_BANDWIDTH_WIDEBAND,
     OPUS_BANDWIDTH_SUPERWIDEBAND,
-    OPUS_BANDWIDTH_FULLBAND
-};
+    OPUS_BANDWIDTH_FULLBAND,
 
-typedef struct RawBitsContext {
-    const uint8_t *position;
-    unsigned int bytes;
-    unsigned int cachelen;
-    unsigned int cacheval;
-} RawBitsContext;
-
-typedef struct OpusRangeCoder {
-    GetBitContext gb;
-    RawBitsContext rb;
-    unsigned int range;
-    unsigned int value;
-    unsigned int total_read_bits;
-} OpusRangeCoder;
+    OPUS_BANDWITH_NB
+};
 
 typedef struct SilkContext SilkContext;
 
-typedef struct CeltIMDCTContext CeltIMDCTContext;
-
-typedef struct CeltContext CeltContext;
+typedef struct CeltFrame CeltFrame;
 
 typedef struct OpusPacket {
-    int packet_size;                /** packet size */
-    int data_size;                  /** size of the useful data -- packet size - padding */
-    int code;                       /** packet code: specifies the frame layout */
-    int stereo;                     /** whether this packet is mono or stereo */
-    int vbr;                        /** vbr flag */
-    int config;                     /** configuration: tells the audio mode,
+    int packet_size;                /**< packet size */
+    int data_size;                  /**< size of the useful data -- packet size - padding */
+    int code;                       /**< packet code: specifies the frame layout */
+    int stereo;                     /**< whether this packet is mono or stereo */
+    int vbr;                        /**< vbr flag */
+    int config;                     /**< configuration: tells the audio mode,
                                      **                bandwidth, and frame duration */
-    int frame_count;                /** frame count */
-    int frame_offset[MAX_FRAMES];   /** frame offsets */
-    int frame_size[MAX_FRAMES];     /** frame sizes */
-    int frame_duration;             /** frame duration, in samples @ 48kHz */
-    enum OpusMode mode;             /** mode */
-    enum OpusBandwidth bandwidth;   /** bandwidth */
+    int frame_count;                /**< frame count */
+    int frame_offset[MAX_FRAMES];   /**< frame offsets */
+    int frame_size[MAX_FRAMES];     /**< frame sizes */
+    int frame_duration;             /**< frame duration, in samples @ 48kHz */
+    enum OpusMode mode;             /**< mode */
+    enum OpusBandwidth bandwidth;   /**< bandwidth */
 } OpusPacket;
 
 typedef struct OpusStreamContext {
@@ -119,7 +104,7 @@ typedef struct OpusStreamContext {
     OpusRangeCoder rc;
     OpusRangeCoder redundancy_rc;
     SilkContext *silk;
-    CeltContext *celt;
+    CeltFrame *celt;
     AVFloatDSPContext *fdsp;
 
     float silk_buf[2][960];
@@ -137,7 +122,7 @@ typedef struct OpusStreamContext {
     float *out_dummy;
     int    out_dummy_allocated_size;
 
-    AVAudioResampleContext *avr;
+    SwrContext *swr;
     AVAudioFifo *celt_delay;
     int silk_samplerate;
     /* number of samples we still want to get from the resampler */
@@ -165,221 +150,29 @@ typedef struct ChannelMap {
 } ChannelMap;
 
 typedef struct OpusContext {
+    AVClass *av_class;
     OpusStreamContext *streams;
+    int apply_phase_inv;
+
+    /* current output buffers for each streams */
+    float **out;
+    int   *out_size;
+    /* Buffers for synchronizing the streams when they have different
+     * resampling delays */
+    AVAudioFifo **sync_buffers;
+    /* number of decoded samples for each stream */
+    int         *decoded_samples;
+
     int             nb_streams;
     int      nb_stereo_streams;
 
-    AVFloatDSPContext fdsp;
+    AVFloatDSPContext *fdsp;
     int16_t gain_i;
     float   gain;
 
     ChannelMap *channel_maps;
 } OpusContext;
 
-static av_always_inline void opus_rc_normalize(OpusRangeCoder *rc)
-{
-    while (rc->range <= 1<<23) {
-        rc->value = ((rc->value << 8) | (get_bits(&rc->gb, 8) ^ 0xFF)) & ((1u << 31) - 1);
-        rc->range          <<= 8;
-        rc->total_read_bits += 8;
-    }
-}
-
-static av_always_inline void opus_rc_update(OpusRangeCoder *rc, unsigned int scale,
-                                          unsigned int low, unsigned int high,
-                                          unsigned int total)
-{
-    rc->value -= scale * (total - high);
-    rc->range  = low ? scale * (high - low)
-                      : rc->range - scale * (total - high);
-    opus_rc_normalize(rc);
-}
-
-static av_always_inline unsigned int opus_rc_getsymbol(OpusRangeCoder *rc, const uint16_t *cdf)
-{
-    unsigned int k, scale, total, symbol, low, high;
-
-    total = *cdf++;
-
-    scale   = rc->range / total;
-    symbol = rc->value / scale + 1;
-    symbol = total - FFMIN(symbol, total);
-
-    for (k = 0; cdf[k] <= symbol; k++);
-    high = cdf[k];
-    low  = k ? cdf[k-1] : 0;
-
-    opus_rc_update(rc, scale, low, high, total);
-
-    return k;
-}
-
-static av_always_inline unsigned int opus_rc_p2model(OpusRangeCoder *rc, unsigned int bits)
-{
-    unsigned int k, scale;
-    scale = rc->range >> bits; // in this case, scale = symbol
-
-    if (rc->value >= scale) {
-        rc->value -= scale;
-        rc->range -= scale;
-        k = 0;
-    } else {
-        rc->range = scale;
-        k = 1;
-    }
-    opus_rc_normalize(rc);
-    return k;
-}
-
-/**
- * CELT: estimate bits of entropy that have thus far been consumed for the
- *       current CELT frame, to integer and fractional (1/8th bit) precision
- */
-static av_always_inline unsigned int opus_rc_tell(const OpusRangeCoder *rc)
-{
-    return rc->total_read_bits - av_log2(rc->range) - 1;
-}
-
-static av_always_inline unsigned int opus_rc_tell_frac(const OpusRangeCoder *rc)
-{
-    unsigned int i, total_bits, rcbuffer, range;
-
-    total_bits = rc->total_read_bits << 3;
-    rcbuffer   = av_log2(rc->range) + 1;
-    range      = rc->range >> (rcbuffer-16);
-
-    for (i = 0; i < 3; i++) {
-        int bit;
-        range = range * range >> 15;
-        bit = range >> 16;
-        rcbuffer = rcbuffer << 1 | bit;
-        range >>= bit;
-    }
-
-    return total_bits - rcbuffer;
-}
-
-/**
- * CELT: read 1-25 raw bits at the end of the frame, backwards byte-wise
- */
-static av_always_inline unsigned int opus_getrawbits(OpusRangeCoder *rc, unsigned int count)
-{
-    unsigned int value = 0;
-
-    while (rc->rb.bytes && rc->rb.cachelen < count) {
-        rc->rb.cacheval |= *--rc->rb.position << rc->rb.cachelen;
-        rc->rb.cachelen += 8;
-        rc->rb.bytes--;
-    }
-
-    value = rc->rb.cacheval & ((1<<count)-1);
-    rc->rb.cacheval    >>= count;
-    rc->rb.cachelen     -= count;
-    rc->total_read_bits += count;
-
-    return value;
-}
-
-/**
- * CELT: read a uniform distribution
- */
-static av_always_inline unsigned int opus_rc_unimodel(OpusRangeCoder *rc, unsigned int size)
-{
-    unsigned int bits, k, scale, total;
-
-    bits  = opus_ilog(size - 1);
-    total = (bits > 8) ? ((size - 1) >> (bits - 8)) + 1 : size;
-
-    scale  = rc->range / total;
-    k      = rc->value / scale + 1;
-    k      = total - FFMIN(k, total);
-    opus_rc_update(rc, scale, k, k + 1, total);
-
-    if (bits > 8) {
-        k = k << (bits - 8) | opus_getrawbits(rc, bits - 8);
-        return FFMIN(k, size - 1);
-    } else
-        return k;
-}
-
-static av_always_inline int opus_rc_laplace(OpusRangeCoder *rc, unsigned int symbol, int decay)
-{
-    /* extends the range coder to model a Laplace distribution */
-    int value = 0;
-    unsigned int scale, low = 0, center;
-
-    scale  = rc->range >> 15;
-    center = rc->value / scale + 1;
-    center = (1 << 15) - FFMIN(center, 1 << 15);
-
-    if (center >= symbol) {
-        value++;
-        low = symbol;
-        symbol = 1 + ((32768 - 32 - symbol) * (16384-decay) >> 15);
-
-        while (symbol > 1 && center >= low + 2 * symbol) {
-            value++;
-            symbol *= 2;
-            low    += symbol;
-            symbol  = (((symbol - 2) * decay) >> 15) + 1;
-        }
-
-        if (symbol <= 1) {
-            int distance = (center - low) >> 1;
-            value += distance;
-            low   += 2 * distance;
-        }
-
-        if (center < low + symbol)
-            value *= -1;
-        else
-            low += symbol;
-    }
-
-    opus_rc_update(rc, scale, low, FFMIN(low + symbol, 32768), 32768);
-
-    return value;
-}
-
-static av_always_inline unsigned int opus_rc_stepmodel(OpusRangeCoder *rc, int k0)
-{
-    /* Use a probability of 3 up to itheta=8192 and then use 1 after */
-    unsigned int k, scale, symbol, total = (k0+1)*3 + k0;
-    scale  = rc->range / total;
-    symbol = rc->value / scale + 1;
-    symbol = total - FFMIN(symbol, total);
-
-    k = (symbol < (k0+1)*3) ? symbol/3 : symbol - (k0+1)*2;
-
-    opus_rc_update(rc, scale, (k <= k0) ? 3*(k+0) : (k-1-k0) + 3*(k0+1),
-                   (k <= k0) ? 3*(k+1) : (k-0-k0) + 3*(k0+1), total);
-    return k;
-}
-
-static av_always_inline unsigned int opus_rc_trimodel(OpusRangeCoder *rc, int qn)
-{
-    unsigned int k, scale, symbol, total, low, center;
-
-    total = ((qn>>1) + 1) * ((qn>>1) + 1);
-    scale   = rc->range / total;
-    center = rc->value / scale + 1;
-    center = total - FFMIN(center, total);
-
-    if (center < total >> 1) {
-        k      = (ff_sqrt(8 * center + 1) - 1) >> 1;
-        low    = k * (k + 1) >> 1;
-        symbol = k + 1;
-    } else {
-        k      = (2*(qn + 1) - ff_sqrt(8*(total - center - 1) + 1)) >> 1;
-        low    = total - ((qn + 1 - k) * (qn + 2 - k) >> 1);
-        symbol = qn + 1 - k;
-    }
-
-    opus_rc_update(rc, scale, low, low + symbol, total);
-
-    return k;
-}
-
 int ff_opus_parse_packet(OpusPacket *pkt, const uint8_t *buf, int buf_size,
                          int self_delimited);
 
@@ -398,32 +191,10 @@ int ff_silk_decode_superframe(SilkContext *s, OpusRangeCoder *rc,
                               enum OpusBandwidth bandwidth, int coded_channels,
                               int duration_ms);
 
-/**
- * Init an iMDCT of the length 2 * 15 * (2^N)
- */
-int ff_celt_imdct_init(CeltIMDCTContext **s, int N);
-
-/**
- * Free an iMDCT.
- */
-void ff_celt_imdct_uninit(CeltIMDCTContext **s);
-
-/**
- * Calculate the middle half of the iMDCT
- */
-void ff_celt_imdct_half(CeltIMDCTContext *s, float *dst, const float *src,
-                        int src_stride, float scale);
-
-int ff_celt_init(AVCodecContext *avctx, CeltContext **s, int output_channels);
-
-void ff_celt_free(CeltContext **s);
-
-void ff_celt_flush(CeltContext *s);
-
-int ff_celt_decode_frame(CeltContext *s, OpusRangeCoder *rc,
-                         float **output, int coded_channels, int frame_size,
-                         int startband,  int endband);
+/* Encode or decode CELT bands */
+void ff_celt_quant_bands(CeltFrame *f, OpusRangeCoder *rc);
 
-extern const float ff_celt_window2[120];
+/* Encode or decode CELT bitallocation */
+void ff_celt_bitalloc(CeltFrame *f, OpusRangeCoder *rc, int encode);
 
 #endif /* AVCODEC_OPUS_H */