11144713c54925d54378bad7a9bcec53acd08b93
[ffmpeg.git] / libavcodec / libamr.c
1 /*
2  * AMR Audio decoder stub
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  /** @file
23  * Adaptive Multi-Rate (AMR) Audio decoder stub.
24  *
25  * This code implements both an AMR-NarrowBand (AMR-NB) and an AMR-WideBand
26  * (AMR-WB) audio encoder/decoder through external reference code from
27  * http://www.3gpp.org/. The license of the code from 3gpp is unclear so you
28  * have to download the code separately. Two versions exists: One fixed-point
29  * and one floating-point. For some reason the float encoder is significantly
30  * faster at least on a P4 1.5GHz (0.9s instead of 9.9s on a 30s audio clip
31  * at MR102). Both float and fixed point are supported for AMR-NB, but only
32  * float for AMR-WB.
33  *
34  * \section AMR-NB
35  *
36  * \subsection Float
37  * The float version (default) can be downloaded from:
38  * http://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/26_series/26.104/26104-610.zip
39  *
40  * \subsection Specification
41  * The specification for AMR-NB can be found in TS 26.071
42  * (http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/26071.htm) and some other
43  * info at http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/26-series.htm.
44  *
45  * \section AMR-WB
46  *
47  * \subsection Float
48  * The reference code can be downloaded from:
49  * http://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/26_series/26.204/26204-600.zip
50  *
51  * \subsection Specification
52  * The specification for AMR-WB can be found in TS 26.171
53  * (http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/26171.htm) and some other
54  * info at http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/26-series.htm.
55  *
56  */
57
58 #include "avcodec.h"
59
60 #include <amrnb/interf_dec.h>
61 #include <amrnb/interf_enc.h>
62
63 static const char nb_bitrate_unsupported[] =
64     "bitrate not supported: use one of 4.75k, 5.15k, 5.9k, 6.7k, 7.4k, 7.95k, 10.2k or 12.2k\n";
65 static const char wb_bitrate_unsupported[] =
66     "bitrate not supported: use one of 6.6k, 8.85k, 12.65k, 14.25k, 15.85k, 18.25k, 19.85k, 23.05k, or 23.85k\n";
67
68 /* Common code for fixed and float version*/
69 typedef struct AMR_bitrates
70 {
71     int rate;
72     enum Mode mode;
73 } AMR_bitrates;
74
75 /* Match desired bitrate */
76 static int getBitrateMode(int bitrate)
77 {
78     /* make the correspondance between bitrate and mode */
79     AMR_bitrates rates[]={ {4750,MR475},
80                            {5150,MR515},
81                            {5900,MR59},
82                            {6700,MR67},
83                            {7400,MR74},
84                            {7950,MR795},
85                            {10200,MR102},
86                            {12200,MR122},
87                          };
88     int i;
89
90     for(i=0;i<8;i++)
91     {
92         if(rates[i].rate==bitrate)
93         {
94             return rates[i].mode;
95         }
96     }
97     /* no bitrate matching, return an error */
98     return -1;
99 }
100
101 static void amr_decode_fix_avctx(AVCodecContext * avctx)
102 {
103     const int is_amr_wb = 1 + (avctx->codec_id == CODEC_ID_AMR_WB);
104
105     if(avctx->sample_rate == 0)
106     {
107         avctx->sample_rate = 8000 * is_amr_wb;
108     }
109
110     if(avctx->channels == 0)
111     {
112         avctx->channels = 1;
113     }
114
115     avctx->frame_size = 160 * is_amr_wb;
116     avctx->sample_fmt = SAMPLE_FMT_S16;
117 }
118
119 #if CONFIG_LIBAMR_NB
120
121 typedef struct AMRContext {
122     int frameCount;
123     void * decState;
124     int *enstate;
125     int enc_bitrate;
126 } AMRContext;
127
128 static av_cold int amr_nb_decode_init(AVCodecContext * avctx)
129 {
130     AMRContext *s = avctx->priv_data;
131
132     s->frameCount=0;
133     s->decState=Decoder_Interface_init();
134     if(!s->decState)
135     {
136         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Decoder_Interface_init error\r\n");
137         return -1;
138     }
139
140     amr_decode_fix_avctx(avctx);
141
142     if(avctx->channels > 1)
143     {
144         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "amr_nb: multichannel decoding not supported\n");
145         return -1;
146     }
147
148     return 0;
149 }
150
151 static av_cold int amr_nb_encode_init(AVCodecContext * avctx)
152 {
153     AMRContext *s = avctx->priv_data;
154
155     s->frameCount=0;
156
157     if(avctx->sample_rate!=8000)
158     {
159         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Only 8000Hz sample rate supported\n");
160         return -1;
161     }
162
163     if(avctx->channels!=1)
164     {
165         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Only mono supported\n");
166         return -1;
167     }
168
169     avctx->frame_size=160;
170     avctx->coded_frame= avcodec_alloc_frame();
171
172     s->enstate=Encoder_Interface_init(0);
173     if(!s->enstate)
174     {
175         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Encoder_Interface_init error\n");
176         return -1;
177     }
178
179     if((s->enc_bitrate=getBitrateMode(avctx->bit_rate))<0)
180     {
181         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, nb_bitrate_unsupported);
182         return -1;
183     }
184
185     return 0;
186 }
187
188 static av_cold int amr_nb_decode_close(AVCodecContext * avctx)
189 {
190     AMRContext *s = avctx->priv_data;
191
192     Decoder_Interface_exit(s->decState);
193     return 0;
194 }
195
196 static av_cold int amr_nb_encode_close(AVCodecContext * avctx)
197 {
198     AMRContext *s = avctx->priv_data;
199
200     Encoder_Interface_exit(s->enstate);
201     av_freep(&avctx->coded_frame);
202     return 0;
203 }
204
205 static int amr_nb_decode_frame(AVCodecContext * avctx,
206             void *data, int *data_size,
207             AVPacket *avpkt)
208 {
209     const uint8_t *buf = avpkt->data;
210     int buf_size = avpkt->size;
211     AMRContext *s = avctx->priv_data;
212     const uint8_t*amrData=buf;
213     static const uint8_t block_size[16]={ 12, 13, 15, 17, 19, 20, 26, 31, 5, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 };
214     enum Mode dec_mode;
215     int packet_size;
216
217     /* av_log(NULL,AV_LOG_DEBUG,"amr_decode_frame buf=%p buf_size=%d frameCount=%d!!\n",buf,buf_size,s->frameCount); */
218
219     dec_mode = (buf[0] >> 3) & 0x000F;
220     packet_size = block_size[dec_mode]+1;
221
222     if(packet_size > buf_size) {
223         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "amr frame too short (%u, should be %u)\n", buf_size, packet_size);
224         return -1;
225     }
226
227     s->frameCount++;
228     /* av_log(NULL,AV_LOG_DEBUG,"packet_size=%d amrData= 0x%X %X %X %X\n",packet_size,amrData[0],amrData[1],amrData[2],amrData[3]); */
229     /* call decoder */
230     Decoder_Interface_Decode(s->decState, amrData, data, 0);
231     *data_size=160*2;
232
233     return packet_size;
234 }
235
236 static int amr_nb_encode_frame(AVCodecContext *avctx,
237                             unsigned char *frame/*out*/, int buf_size, void *data/*in*/)
238 {
239     AMRContext *s = avctx->priv_data;
240     int written;
241
242     if((s->enc_bitrate=getBitrateMode(avctx->bit_rate))<0)
243     {
244         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, nb_bitrate_unsupported);
245         return -1;
246     }
247
248     written = Encoder_Interface_Encode(s->enstate,
249         s->enc_bitrate,
250         data,
251         frame,
252         0);
253     /* av_log(NULL,AV_LOG_DEBUG,"amr_nb_encode_frame encoded %u bytes, bitrate %u, first byte was %#02x\n",written, s->enc_bitrate, frame[0] ); */
254
255     return written;
256 }
257
258 AVCodec libamr_nb_decoder =
259 {
260     "libamr_nb",
261     CODEC_TYPE_AUDIO,
262     CODEC_ID_AMR_NB,
263     sizeof(AMRContext),
264     amr_nb_decode_init,
265     NULL,
266     amr_nb_decode_close,
267     amr_nb_decode_frame,
268     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libamr-nb Adaptive Multi-Rate (AMR) Narrow-Band"),
269 };
270
271 AVCodec libamr_nb_encoder =
272 {
273     "libamr_nb",
274     CODEC_TYPE_AUDIO,
275     CODEC_ID_AMR_NB,
276     sizeof(AMRContext),
277     amr_nb_encode_init,
278     amr_nb_encode_frame,
279     amr_nb_encode_close,
280     NULL,
281     .sample_fmts = (enum SampleFormat[]){SAMPLE_FMT_S16,SAMPLE_FMT_NONE},
282     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libamr-nb Adaptive Multi-Rate (AMR) Narrow-Band"),
283 };
284
285 #endif
286
287 /* -----------AMR wideband ------------*/
288 #if CONFIG_LIBAMR_WB
289
290 #ifdef _TYPEDEF_H
291 //To avoid duplicate typedefs from typedef in amr-nb
292 #define typedef_h
293 #endif
294
295 #include <amrwb/enc_if.h>
296 #include <amrwb/dec_if.h>
297 #include <amrwb/if_rom.h>
298
299 /* Common code for fixed and float version*/
300 typedef struct AMRWB_bitrates
301 {
302     int rate;
303     int mode;
304 } AMRWB_bitrates;
305
306 static int getWBBitrateMode(int bitrate)
307 {
308     /* make the correspondance between bitrate and mode */
309     AMRWB_bitrates rates[]={ {6600,0},
310                            {8850,1},
311                            {12650,2},
312                            {14250,3},
313                            {15850,4},
314                            {18250,5},
315                            {19850,6},
316                            {23050,7},
317                            {23850,8},
318                          };
319     int i;
320
321     for(i=0;i<9;i++)
322     {
323         if(rates[i].rate==bitrate)
324         {
325             return rates[i].mode;
326         }
327     }
328     /* no bitrate matching, return an error */
329     return -1;
330 }
331
332
333 typedef struct AMRWBContext {
334     int frameCount;
335     void *state;
336     int mode;
337     Word16 allow_dtx;
338 } AMRWBContext;
339
340 static av_cold int amr_wb_encode_init(AVCodecContext * avctx)
341 {
342     AMRWBContext *s = avctx->priv_data;
343
344     s->frameCount=0;
345
346     if(avctx->sample_rate!=16000)
347     {
348         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Only 16000Hz sample rate supported\n");
349         return -1;
350     }
351
352     if(avctx->channels!=1)
353     {
354         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Only mono supported\n");
355         return -1;
356     }
357
358     if((s->mode=getWBBitrateMode(avctx->bit_rate))<0)
359     {
360         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, wb_bitrate_unsupported);
361         return -1;
362     }
363
364     avctx->frame_size=320;
365     avctx->coded_frame= avcodec_alloc_frame();
366
367     s->state = E_IF_init();
368     s->allow_dtx=0;
369
370     return 0;
371 }
372
373 static int amr_wb_encode_close(AVCodecContext * avctx)
374 {
375     AMRWBContext *s = avctx->priv_data;
376
377     E_IF_exit(s->state);
378     av_freep(&avctx->coded_frame);
379     s->frameCount++;
380     return 0;
381 }
382
383 static int amr_wb_encode_frame(AVCodecContext *avctx,
384                             unsigned char *frame/*out*/, int buf_size, void *data/*in*/)
385 {
386     AMRWBContext *s = avctx->priv_data;
387     int size;
388
389     if((s->mode=getWBBitrateMode(avctx->bit_rate))<0)
390     {
391         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, wb_bitrate_unsupported);
392         return -1;
393     }
394     size = E_IF_encode(s->state, s->mode, data, frame, s->allow_dtx);
395     return size;
396 }
397
398 static av_cold int amr_wb_decode_init(AVCodecContext * avctx)
399 {
400     AMRWBContext *s = avctx->priv_data;
401
402     s->frameCount=0;
403     s->state = D_IF_init();
404
405     amr_decode_fix_avctx(avctx);
406
407     if(avctx->channels > 1)
408     {
409         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "amr_wb: multichannel decoding not supported\n");
410         return -1;
411     }
412
413     return 0;
414 }
415
416 static int amr_wb_decode_frame(AVCodecContext * avctx,
417             void *data, int *data_size,
418             AVPacket *avpkt)
419 {
420     const uint8_t *buf = avpkt->data;
421     int buf_size = avpkt->size;
422     AMRWBContext *s = avctx->priv_data;
423     const uint8_t*amrData=buf;
424     int mode;
425     int packet_size;
426     static const uint8_t block_size[16] = {18, 23, 33, 37, 41, 47, 51, 59, 61, 6, 6, 0, 0, 0, 1, 1};
427
428     if(buf_size==0) {
429         /* nothing to do */
430         return 0;
431     }
432
433     mode = (amrData[0] >> 3) & 0x000F;
434     packet_size = block_size[mode];
435
436     if(packet_size > buf_size) {
437         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "amr frame too short (%u, should be %u)\n", buf_size, packet_size+1);
438         return -1;
439     }
440
441     s->frameCount++;
442     D_IF_decode( s->state, amrData, data, _good_frame);
443     *data_size=320*2;
444     return packet_size;
445 }
446
447 static int amr_wb_decode_close(AVCodecContext * avctx)
448 {
449     AMRWBContext *s = avctx->priv_data;
450
451     D_IF_exit(s->state);
452     return 0;
453 }
454
455 AVCodec libamr_wb_decoder =
456 {
457     "libamr_wb",
458     CODEC_TYPE_AUDIO,
459     CODEC_ID_AMR_WB,
460     sizeof(AMRWBContext),
461     amr_wb_decode_init,
462     NULL,
463     amr_wb_decode_close,
464     amr_wb_decode_frame,
465     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libamr-wb Adaptive Multi-Rate (AMR) Wide-Band"),
466 };
467
468 AVCodec libamr_wb_encoder =
469 {
470     "libamr_wb",
471     CODEC_TYPE_AUDIO,
472     CODEC_ID_AMR_WB,
473     sizeof(AMRWBContext),
474     amr_wb_encode_init,
475     amr_wb_encode_frame,
476     amr_wb_encode_close,
477     NULL,
478     .sample_fmts = (enum SampleFormat[]){SAMPLE_FMT_S16,SAMPLE_FMT_NONE},
479     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libamr-wb Adaptive Multi-Rate (AMR) Wide-Band"),
480 };
481
482 #endif //CONFIG_LIBAMR_WB