* add support for liba52
[ffmpeg.git] / libavcodec / liba52 / bit_allocate.c
1 /*
2  * bit_allocate.c
3  * Copyright (C) 2000-2002 Michel Lespinasse <walken@zoy.org>
4  * Copyright (C) 1999-2000 Aaron Holtzman <aholtzma@ess.engr.uvic.ca>
5  *
6  * This file is part of a52dec, a free ATSC A-52 stream decoder.
7  * See http://liba52.sourceforge.net/ for updates.
8  *
9  * a52dec is free software; you can redistribute it and/or modify
10  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
11  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
12  * (at your option) any later version.
13  *
14  * a52dec is distributed in the hope that it will be useful,
15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
17  * GNU General Public License for more details.
18  *
19  * You should have received a copy of the GNU General Public License
20  * along with this program; if not, write to the Free Software
21  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
22  */
23
24 #include "config.h"
25
26 #include <inttypes.h>
27
28 #include "a52.h"
29 #include "a52_internal.h"
30
31 static int hthtab[3][50] = {
32     {0x730, 0x730, 0x7c0, 0x800, 0x820, 0x840, 0x850, 0x850, 0x860, 0x860,
33      0x860, 0x860, 0x860, 0x870, 0x870, 0x870, 0x880, 0x880, 0x890, 0x890,
34      0x8a0, 0x8a0, 0x8b0, 0x8b0, 0x8c0, 0x8c0, 0x8d0, 0x8e0, 0x8f0, 0x900,
35      0x910, 0x910, 0x910, 0x910, 0x900, 0x8f0, 0x8c0, 0x870, 0x820, 0x7e0,
36      0x7a0, 0x770, 0x760, 0x7a0, 0x7c0, 0x7c0, 0x6e0, 0x400, 0x3c0, 0x3c0},
37     {0x710, 0x710, 0x7a0, 0x7f0, 0x820, 0x830, 0x840, 0x850, 0x850, 0x860,
38      0x860, 0x860, 0x860, 0x860, 0x870, 0x870, 0x870, 0x880, 0x880, 0x880,
39      0x890, 0x890, 0x8a0, 0x8a0, 0x8b0, 0x8b0, 0x8c0, 0x8c0, 0x8e0, 0x8f0,
40      0x900, 0x910, 0x910, 0x910, 0x910, 0x900, 0x8e0, 0x8b0, 0x870, 0x820,
41      0x7e0, 0x7b0, 0x760, 0x770, 0x7a0, 0x7c0, 0x780, 0x5d0, 0x3c0, 0x3c0},
42     {0x680, 0x680, 0x750, 0x7b0, 0x7e0, 0x810, 0x820, 0x830, 0x840, 0x850,
43      0x850, 0x850, 0x860, 0x860, 0x860, 0x860, 0x860, 0x860, 0x860, 0x860,
44      0x870, 0x870, 0x870, 0x870, 0x880, 0x880, 0x880, 0x890, 0x8a0, 0x8b0,
45      0x8c0, 0x8d0, 0x8e0, 0x8f0, 0x900, 0x910, 0x910, 0x910, 0x900, 0x8f0,
46      0x8d0, 0x8b0, 0x840, 0x7f0, 0x790, 0x760, 0x7a0, 0x7c0, 0x7b0, 0x720}
47 };
48
49 static int8_t baptab[305] = {
50     16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16,
51     16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16,
52     16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16,
53     16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16,
54     16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16,
55     16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, /* 93 padding elems */
56
57     16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 14, 14, 14, 14, 14, 14, 14,
58     14, 12, 12, 12, 12, 11, 11, 11, 11, 10, 10, 10, 10,  9,  9,  9,
59      9,  8,  8,  8,  8,  7,  7,  7,  7,  6,  6,  6,  6,  5,  5,  5,
60      5,  4,  4, -3, -3,  3,  3,  3, -2, -2, -1, -1, -1, -1, -1,  0,
61
62      0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
63      0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
64      0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
65      0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
66      0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
67      0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
68      0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
69      0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
70      0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
71      0,  0,  0,  0                                      /* 148 padding elems */
72 };
73
74 static int bndtab[30] = {21, 22,  23,  24,  25,  26,  27,  28,  31,  34,
75                          37, 40,  43,  46,  49,  55,  61,  67,  73,  79,
76                          85, 97, 109, 121, 133, 157, 181, 205, 229, 253};
77
78 static int8_t latab[256] = {
79     -64, -63, -62, -61, -60, -59, -58, -57, -56, -55, -54, -53,
80     -52, -52, -51, -50, -49, -48, -47, -47, -46, -45, -44, -44,
81     -43, -42, -41, -41, -40, -39, -38, -38, -37, -36, -36, -35,
82     -35, -34, -33, -33, -32, -32, -31, -30, -30, -29, -29, -28,
83     -28, -27, -27, -26, -26, -25, -25, -24, -24, -23, -23, -22,
84     -22, -21, -21, -21, -20, -20, -19, -19, -19, -18, -18, -18,
85     -17, -17, -17, -16, -16, -16, -15, -15, -15, -14, -14, -14,
86     -13, -13, -13, -13, -12, -12, -12, -12, -11, -11, -11, -11,
87     -10, -10, -10, -10, -10,  -9,  -9,  -9,  -9,  -9,  -8,  -8,
88      -8,  -8,  -8,  -8,  -7,  -7,  -7,  -7,  -7,  -7,  -6,  -6,
89      -6,  -6,  -6,  -6,  -6,  -6,  -5,  -5,  -5,  -5,  -5,  -5,
90      -5,  -5,  -4,  -4,  -4,  -4,  -4,  -4,  -4,  -4,  -4,  -4,
91      -4,  -3,  -3,  -3,  -3,  -3,  -3,  -3,  -3,  -3,  -3,  -3,
92      -3,  -3,  -3,  -2,  -2,  -2,  -2,  -2,  -2,  -2,  -2,  -2,
93      -2,  -2,  -2,  -2,  -2,  -2,  -2,  -2,  -2,  -2,  -1,  -1,
94      -1,  -1,  -1,  -1,  -1,  -1,  -1,  -1,  -1,  -1,  -1,  -1,
95      -1,  -1,  -1,  -1,  -1,  -1,  -1,  -1,  -1,  -1,  -1,  -1,
96      -1,  -1,  -1,  -1,  -1,  -1,   0,   0,   0,   0,   0,   0,
97       0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,
98       0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,
99       0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,   0,
100       0,   0,   0,   0
101 };
102
103 #define UPDATE_LEAK()           \
104 do {                            \
105     fastleak += fdecay;         \
106     if (fastleak > psd + fgain) \
107         fastleak = psd + fgain; \
108     slowleak += sdecay;         \
109     if (slowleak > psd + sgain) \
110         slowleak = psd + sgain; \
111 } while (0)
112
113 #define COMPUTE_MASK()                          \
114 do {                                            \
115     if (psd > dbknee)                           \
116         mask -= (psd - dbknee) >> 2;            \
117     if (mask > hth [i >> halfrate])             \
118         mask = hth [i >> halfrate];             \
119     mask -= snroffset + 128 * deltba[i];        \
120     mask = (mask > 0) ? 0 : ((-mask) >> 5);     \
121     mask -= floor;                              \
122 } while (0)
123
124 void a52_bit_allocate (a52_state_t * state, ba_t * ba, int bndstart,
125                        int start, int end, int fastleak, int slowleak,
126                        expbap_t * expbap)
127 {
128     static int slowgain[4] = {0x540, 0x4d8, 0x478, 0x410};
129     static int dbpbtab[4]  = {0xc00, 0x500, 0x300, 0x100};
130     static int floortab[8] = {0x910, 0x950, 0x990, 0x9d0,
131                               0xa10, 0xa90, 0xb10, 0x1400};
132
133     int i, j;
134     uint8_t * exp;
135     int8_t * bap;
136     int fdecay, fgain, sdecay, sgain, dbknee, floor, snroffset;
137     int psd, mask;
138     int8_t * deltba;
139     int * hth;
140     int halfrate;
141
142     halfrate = state->halfrate;
143     fdecay = (63 + 20 * ((state->bai >> 7) & 3)) >> halfrate;   /* fdcycod */
144     fgain = 128 + 128 * (ba->bai & 7);                          /* fgaincod */
145     sdecay = (15 + 2 * (state->bai >> 9)) >> halfrate;          /* sdcycod */
146     sgain = slowgain[(state->bai >> 5) & 3];                    /* sgaincod */
147     dbknee = dbpbtab[(state->bai >> 3) & 3];                    /* dbpbcod */
148     hth = hthtab[state->fscod];
149     /*
150      * if there is no delta bit allocation, make deltba point to an area
151      * known to contain zeroes. baptab+156 here.
152      */
153     deltba = (ba->deltbae == DELTA_BIT_NONE) ? baptab + 156 : ba->deltba;
154     floor = floortab[state->bai & 7];                           /* floorcod */
155     snroffset = 960 - 64 * state->csnroffst - 4 * (ba->bai >> 3) + floor;
156     floor >>= 5;
157
158     exp = expbap->exp;
159     bap = expbap->bap;
160
161     i = bndstart;
162     j = start;
163     if (start == 0) {   /* not the coupling channel */
164         int lowcomp;
165
166         lowcomp = 0;
167         j = end - 1;
168         do {
169             if (i < j) {
170                 if (exp[i+1] == exp[i] - 2)
171                     lowcomp = 384;
172                 else if (lowcomp && (exp[i+1] > exp[i]))
173                     lowcomp -= 64;
174             }
175             psd = 128 * exp[i];
176             mask = psd + fgain + lowcomp;
177             COMPUTE_MASK ();
178             bap[i] = (baptab+156)[mask + 4 * exp[i]];
179             i++;
180         } while ((i < 3) || ((i < 7) && (exp[i] > exp[i-1])));
181         fastleak = psd + fgain;
182         slowleak = psd + sgain;
183
184         while (i < 7) {
185             if (i < j) {
186                 if (exp[i+1] == exp[i] - 2)
187                     lowcomp = 384;
188                 else if (lowcomp && (exp[i+1] > exp[i]))
189                     lowcomp -= 64;
190             }
191             psd = 128 * exp[i];
192             UPDATE_LEAK ();
193             mask = ((fastleak + lowcomp < slowleak) ?
194                     fastleak + lowcomp : slowleak);
195             COMPUTE_MASK ();
196             bap[i] = (baptab+156)[mask + 4 * exp[i]];
197             i++;
198         }
199
200         if (end == 7)   /* lfe channel */
201             return;
202
203         do {
204             if (exp[i+1] == exp[i] - 2)
205                 lowcomp = 320;
206             else if (lowcomp && (exp[i+1] > exp[i]))
207                 lowcomp -= 64;
208             psd = 128 * exp[i];
209             UPDATE_LEAK ();
210             mask = ((fastleak + lowcomp < slowleak) ?
211                     fastleak + lowcomp : slowleak);
212             COMPUTE_MASK ();
213             bap[i] = (baptab+156)[mask + 4 * exp[i]];
214             i++;
215         } while (i < 20);
216
217         while (lowcomp > 128) {         /* two iterations maximum */
218             lowcomp -= 128;
219             psd = 128 * exp[i];
220             UPDATE_LEAK ();
221             mask = ((fastleak + lowcomp < slowleak) ?
222                     fastleak + lowcomp : slowleak);
223             COMPUTE_MASK ();
224             bap[i] = (baptab+156)[mask + 4 * exp[i]];
225             i++;
226         }
227         j = i;
228     }
229
230     do {
231         int startband, endband;
232
233         startband = j;
234         endband = ((bndtab-20)[i] < end) ? (bndtab-20)[i] : end;
235         psd = 128 * exp[j++];
236         while (j < endband) {
237             int next, delta;
238
239             next = 128 * exp[j++];
240             delta = next - psd;
241             switch (delta >> 9) {
242             case -6: case -5: case -4: case -3: case -2:
243                 psd = next;
244                 break;
245             case -1:
246                 psd = next + latab[(-delta) >> 1];
247                 break;
248             case 0:
249                 psd += latab[delta >> 1];
250                 break;
251             }
252         }
253         /* minpsd = -289 */
254         UPDATE_LEAK ();
255         mask = (fastleak < slowleak) ? fastleak : slowleak;
256         COMPUTE_MASK ();
257         i++;
258         j = startband;
259         do {
260             /* max(mask+4*exp)=147=-(minpsd+fgain-deltba-snroffset)>>5+4*exp */
261             /* min(mask+4*exp)=-156=-(sgain-deltba-snroffset)>>5 */
262             bap[j] = (baptab+156)[mask + 4 * exp[j]];
263         } while (++j < endband);
264     } while (j < end);
265 }