libavcodec/ac3.c

   1 /*
   2  * Common code between AC3 encoder and decoder
   3  * Copyright (c) 2000 Fabrice Bellard.
   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 /**
  23  * @file ac3.c
  24  * Common code between AC3 encoder and decoder.
  25  */
  26
  27 #include "avcodec.h"
  28 #include "ac3.h"
  29 #include "ac3tab.h"
  30 #include "bitstream.h"
  31
  32 static inline int calc_lowcomp1(int a, int b0, int b1, int c)
  33 {
  34     if ((b0 + 256) == b1) {
  35         a = c;
  36     } else if (b0 > b1) {
  37         a = FFMAX(a - 64, 0);
  38     }
  39     return a;
  40 }
  41
  42 static inline int calc_lowcomp(int a, int b0, int b1, int bin)
  43 {
  44     if (bin < 7) {
  45         return calc_lowcomp1(a, b0, b1, 384);
  46     } else if (bin < 20) {
  47         return calc_lowcomp1(a, b0, b1, 320);
  48     } else {
  49         return FFMAX(a - 128, 0);
  50     }
  51 }
  52
  53 void ff_ac3_bit_alloc_calc_psd(int8_t *exp, int start, int end, int16_t *psd,
  54                                int16_t *bndpsd)
  55 {
  56     int bin, i, j, k, end1, v;
  57
  58     /* exponent mapping to PSD */
  59     for(bin=start;bin<end;bin++) {
  60         psd[bin]=(3072 - (exp[bin] << 7));
  61     }
  62
  63     /* PSD integration */
  64     j=start;
  65     k=masktab[start];
  66     do {
  67         v=psd[j];
  68         j++;
  69         end1 = FFMIN(bndtab[k+1], end);
  70         for(i=j;i<end1;i++) {
  71             /* logadd */
  72             int adr = FFMIN(FFABS(v - psd[j]) >> 1, 255);
  73             v = FFMAX(v, psd[j]) + latab[adr];
  74             j++;
  75         }
  76         bndpsd[k]=v;
  77         k++;
  78     } while (end > bndtab[k]);
  79 }
  80
  81 void ff_ac3_bit_alloc_calc_mask(AC3BitAllocParameters *s, int16_t *bndpsd,
  82                                 int start, int end, int fgain, int is_lfe,
  83                                 int deltbae, int deltnseg, uint8_t *deltoffst,
  84                                 uint8_t *deltlen, uint8_t *deltba,
  85                                 int16_t *mask)
  86 {
  87     int16_t excite[50]; /* excitation */
  88     int bin, k;
  89     int bndstrt, bndend, begin, end1, tmp;
  90     int lowcomp, fastleak, slowleak;
  91
  92     /* excitation function */
  93     bndstrt = masktab[start];
  94     bndend = masktab[end-1] + 1;
  95
  96     if (bndstrt == 0) {
  97         lowcomp = 0;
  98         lowcomp = calc_lowcomp1(lowcomp, bndpsd[0], bndpsd[1], 384);
  99         excite[0] = bndpsd[0] - fgain - lowcomp;
 100         lowcomp = calc_lowcomp1(lowcomp, bndpsd[1], bndpsd[2], 384);
 101         excite[1] = bndpsd[1] - fgain - lowcomp;
 102         begin = 7;
 103         for (bin = 2; bin < 7; bin++) {
 104             if (!(is_lfe && bin == 6))
 105                 lowcomp = calc_lowcomp1(lowcomp, bndpsd[bin], bndpsd[bin+1], 384);
 106             fastleak = bndpsd[bin] - fgain;
 107             slowleak = bndpsd[bin] - s->sgain;
 108             excite[bin] = fastleak - lowcomp;
 109             if (!(is_lfe && bin == 6)) {
 110                 if (bndpsd[bin] <= bndpsd[bin+1]) {
 111                     begin = bin + 1;
 112                     break;
 113                 }
 114             }
 115         }
 116
 117         end1=bndend;
 118         if (end1 > 22) end1=22;
 119
 120         for (bin = begin; bin < end1; bin++) {
 121             if (!(is_lfe && bin == 6))
 122                 lowcomp = calc_lowcomp(lowcomp, bndpsd[bin], bndpsd[bin+1], bin);
 123
 124             fastleak = FFMAX(fastleak - s->fdecay, bndpsd[bin] - fgain);
 125             slowleak = FFMAX(slowleak - s->sdecay, bndpsd[bin] - s->sgain);
 126             excite[bin] = FFMAX(fastleak - lowcomp, slowleak);
 127         }
 128         begin = 22;
 129     } else {
 130         /* coupling channel */
 131         begin = bndstrt;
 132
 133         fastleak = (s->cplfleak << 8) + 768;
 134         slowleak = (s->cplsleak << 8) + 768;
 135     }
 136
 137     for (bin = begin; bin < bndend; bin++) {
 138         fastleak = FFMAX(fastleak - s->fdecay, bndpsd[bin] - fgain);
 139         slowleak = FFMAX(slowleak - s->sdecay, bndpsd[bin] - s->sgain);
 140         excite[bin] = FFMAX(fastleak, slowleak);
 141     }
 142
 143     /* compute masking curve */
 144
 145     for (bin = bndstrt; bin < bndend; bin++) {
 146         tmp = s->dbknee - bndpsd[bin];
 147         if (tmp > 0) {
 148             excite[bin] += tmp >> 2;
 149         }
 150         mask[bin] = FFMAX(hth[bin >> s->halfratecod][s->fscod], excite[bin]);
 151     }
 152
 153     /* delta bit allocation */
 154
 155     if (deltbae == 0 || deltbae == 1) {
 156         int band, seg, delta;
 157         band = 0;
 158         for (seg = 0; seg < deltnseg; seg++) {
 159             band += deltoffst[seg];
 160             if (deltba[seg] >= 4) {
 161                 delta = (deltba[seg] - 3) << 7;
 162             } else {
 163                 delta = (deltba[seg] - 4) << 7;
 164             }
 165             for (k = 0; k < deltlen[seg]; k++) {
 166                 mask[band] += delta;
 167                 band++;
 168             }
 169         }
 170     }
 171 }
 172
 173 void ff_ac3_bit_alloc_calc_bap(int16_t *mask, int16_t *psd, int start, int end,
 174                                int snroffset, int floor, uint8_t *bap)
 175 {
 176     int i, j, k, end1, v, address;
 177
 178     /* special case, if snroffset is -960, set all bap's to zero */
 179     if(snroffset == -960) {
 180         memset(bap, 0, 256);
 181         return;
 182     }
 183
 184     i = start;
 185     j = masktab[start];
 186     do {
 187         v = (FFMAX(mask[j] - snroffset - floor, 0) & 0x1FE0) + floor;
 188         end1 = FFMIN(bndtab[j] + bndsz[j], end);
 189         for (k = i; k < end1; k++) {
 190             address = av_clip((psd[i] - v) >> 5, 0, 63);
 191             bap[i] = baptab[address];
 192             i++;
 193         }
 194     } while (end > bndtab[j++]);
 195 }
 196
 197 /* AC3 bit allocation. The algorithm is the one described in the AC3
 198    spec. */
 199 void ac3_parametric_bit_allocation(AC3BitAllocParameters *s, uint8_t *bap,
 200                                    int8_t *exp, int start, int end,
 201                                    int snroffset, int fgain, int is_lfe,
 202                                    int deltbae,int deltnseg,
 203                                    uint8_t *deltoffst, uint8_t *deltlen,
 204                                    uint8_t *deltba)
 205 {
 206     int16_t psd[256];   /* scaled exponents */
 207     int16_t bndpsd[50]; /* interpolated exponents */
 208     int16_t mask[50];   /* masking value */
 209
 210     ff_ac3_bit_alloc_calc_psd(exp, start, end, psd, bndpsd);
 211
 212     ff_ac3_bit_alloc_calc_mask(s, bndpsd, start, end, fgain, is_lfe,
 213                                deltbae, deltnseg, deltoffst, deltlen, deltba,
 214                                mask);
 215
 216     ff_ac3_bit_alloc_calc_bap(mask, psd, start, end, snroffset, s->floor, bap);
 217 }
 218
 219 /**
 220  * Initializes some tables.
 221  * note: This function must remain thread safe because it is called by the
 222  *       AVParser init code.
 223  */
 224 void ac3_common_init(void)
 225 {
 226     int i, j, k, l, v;
 227     /* compute bndtab and masktab from bandsz */
 228     k = 0;
 229     l = 0;
 230     for(i=0;i<50;i++) {
 231         bndtab[i] = l;
 232         v = bndsz[i];
 233         for(j=0;j<v;j++) masktab[k++]=i;
 234         l += v;
 235     }
 236     bndtab[50] = l;
 237 }