08cc4ab15b7444a71343ecfa7101b9b310775175
[ffmpeg.git] / libavcodec / nellymoserdec.c
1 /*
2  * NellyMoser audio decoder
3  * Copyright (c) 2007 a840bda5870ba11f19698ff6eb9581dfb0f95fa5,
4  *                    539459aeb7d425140b62a3ec7dbf6dc8e408a306, and
5  *                    520e17cd55896441042b14df2566a6eb610ed444
6  * Copyright (c) 2007 Loic Minier <lool at dooz.org>
7  *                    Benjamin Larsson
8  *
9  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
10  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
11  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
12  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
13  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
14  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
15  *
16  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
17  * all copies or substantial portions of the Software.
18  *
19  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
20  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
21  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL
22  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
23  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
24  * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER
25  * DEALINGS IN THE SOFTWARE.
26  */
27
28 /**
29  * @file
30  * The 3 alphanumeric copyright notices are md5summed they are from the original
31  * implementors. The original code is available from http://code.google.com/p/nelly2pcm/
32  */
33
34 #include "libavutil/channel_layout.h"
35 #include "libavutil/float_dsp.h"
36 #include "libavutil/lfg.h"
37 #include "libavutil/random_seed.h"
38 #include "avcodec.h"
39 #include "dsputil.h"
40 #include "fft.h"
41 #include "fmtconvert.h"
42 #include "internal.h"
43 #include "nellymoser.h"
44 #include "sinewin.h"
45
46 #define BITSTREAM_READER_LE
47 #include "get_bits.h"
48
49
50 typedef struct NellyMoserDecodeContext {
51     AVCodecContext* avctx;
52     AVFrame         frame;
53     AVLFG           random_state;
54     GetBitContext   gb;
55     float           scale_bias;
56     AVFloatDSPContext fdsp;
57     FFTContext      imdct_ctx;
58     DECLARE_ALIGNED(32, float, imdct_buf)[2][NELLY_BUF_LEN];
59     float          *imdct_out;
60     float          *imdct_prev;
61 } NellyMoserDecodeContext;
62
63 static void nelly_decode_block(NellyMoserDecodeContext *s,
64                                const unsigned char block[NELLY_BLOCK_LEN],
65                                float audio[NELLY_SAMPLES])
66 {
67     int i,j;
68     float buf[NELLY_FILL_LEN], pows[NELLY_FILL_LEN];
69     float *aptr, *bptr, *pptr, val, pval;
70     int bits[NELLY_BUF_LEN];
71     unsigned char v;
72
73     init_get_bits(&s->gb, block, NELLY_BLOCK_LEN * 8);
74
75     bptr = buf;
76     pptr = pows;
77     val = ff_nelly_init_table[get_bits(&s->gb, 6)];
78     for (i=0 ; i<NELLY_BANDS ; i++) {
79         if (i > 0)
80             val += ff_nelly_delta_table[get_bits(&s->gb, 5)];
81         pval = -pow(2, val/2048) * s->scale_bias;
82         for (j = 0; j < ff_nelly_band_sizes_table[i]; j++) {
83             *bptr++ = val;
84             *pptr++ = pval;
85         }
86
87     }
88
89     ff_nelly_get_sample_bits(buf, bits);
90
91     for (i = 0; i < 2; i++) {
92         aptr = audio + i * NELLY_BUF_LEN;
93
94         init_get_bits(&s->gb, block, NELLY_BLOCK_LEN * 8);
95         skip_bits_long(&s->gb, NELLY_HEADER_BITS + i*NELLY_DETAIL_BITS);
96
97         for (j = 0; j < NELLY_FILL_LEN; j++) {
98             if (bits[j] <= 0) {
99                 aptr[j] = M_SQRT1_2*pows[j];
100                 if (av_lfg_get(&s->random_state) & 1)
101                     aptr[j] *= -1.0;
102             } else {
103                 v = get_bits(&s->gb, bits[j]);
104                 aptr[j] = ff_nelly_dequantization_table[(1<<bits[j])-1+v]*pows[j];
105             }
106         }
107         memset(&aptr[NELLY_FILL_LEN], 0,
108                (NELLY_BUF_LEN - NELLY_FILL_LEN) * sizeof(float));
109
110         s->imdct_ctx.imdct_half(&s->imdct_ctx, s->imdct_out, aptr);
111         s->fdsp.vector_fmul_window(aptr, s->imdct_prev + NELLY_BUF_LEN / 2,
112                                    s->imdct_out, ff_sine_128,
113                                    NELLY_BUF_LEN / 2);
114         FFSWAP(float *, s->imdct_out, s->imdct_prev);
115     }
116 }
117
118 static av_cold int decode_init(AVCodecContext * avctx) {
119     NellyMoserDecodeContext *s = avctx->priv_data;
120
121     s->avctx = avctx;
122     s->imdct_out = s->imdct_buf[0];
123     s->imdct_prev = s->imdct_buf[1];
124     av_lfg_init(&s->random_state, 0);
125     ff_mdct_init(&s->imdct_ctx, 8, 1, 1.0);
126
127     avpriv_float_dsp_init(&s->fdsp, avctx->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT);
128
129     s->scale_bias = 1.0/(32768*8);
130     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_FLT;
131
132     /* Generate overlap window */
133     if (!ff_sine_128[127])
134         ff_init_ff_sine_windows(7);
135
136     avctx->channels       = 1;
137     avctx->channel_layout = AV_CH_LAYOUT_MONO;
138
139     avcodec_get_frame_defaults(&s->frame);
140     avctx->coded_frame = &s->frame;
141
142     return 0;
143 }
144
145 static int decode_tag(AVCodecContext *avctx, void *data,
146                       int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
147 {
148     const uint8_t *buf = avpkt->data;
149     int buf_size = avpkt->size;
150     NellyMoserDecodeContext *s = avctx->priv_data;
151     int blocks, i, ret;
152     float   *samples_flt;
153
154     blocks     = buf_size / NELLY_BLOCK_LEN;
155     if (blocks <= 0) {
156         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Packet is too small\n");
157         return AVERROR_INVALIDDATA;
158     }
159     if (buf_size % NELLY_BLOCK_LEN) {
160         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Leftover bytes: %d.\n",
161                buf_size % NELLY_BLOCK_LEN);
162     }
163     /* Normal numbers of blocks for sample rates:
164      *  8000 Hz - 1
165      * 11025 Hz - 2
166      * 16000 Hz - 3
167      * 22050 Hz - 4
168      * 44100 Hz - 8
169      */
170
171     /* get output buffer */
172     s->frame.nb_samples = NELLY_SAMPLES * blocks;
173     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, &s->frame)) < 0) {
174         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
175         return ret;
176     }
177     samples_flt = (float   *)s->frame.data[0];
178
179     for (i=0 ; i<blocks ; i++) {
180         nelly_decode_block(s, buf, samples_flt);
181         samples_flt += NELLY_SAMPLES;
182         buf += NELLY_BLOCK_LEN;
183     }
184
185     *got_frame_ptr   = 1;
186     *(AVFrame *)data = s->frame;
187
188     return buf_size;
189 }
190
191 static av_cold int decode_end(AVCodecContext * avctx) {
192     NellyMoserDecodeContext *s = avctx->priv_data;
193
194     ff_mdct_end(&s->imdct_ctx);
195
196     return 0;
197 }
198
199 AVCodec ff_nellymoser_decoder = {
200     .name           = "nellymoser",
201     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
202     .id             = AV_CODEC_ID_NELLYMOSER,
203     .priv_data_size = sizeof(NellyMoserDecodeContext),
204     .init           = decode_init,
205     .close          = decode_end,
206     .decode         = decode_tag,
207     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1 | CODEC_CAP_PARAM_CHANGE,
208     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Nellymoser Asao"),
209     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_FLT,
210                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
211 };