Subversion Repositories Kolibri OS

Rev

Blame | Last modification | View Log | RSS feed

  1. /*
  2.  * Voxware MetaSound decoder
  3.  * Copyright (c) 2013 Konstantin Shishkov
  4.  * based on TwinVQ decoder
  5.  * Copyright (c) 2009 Vitor Sessak
  6.  *
  7.  * This file is part of FFmpeg.
  8.  *
  9.  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
  10.  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  11.  * License as published by the Free Software Foundation; either
  12.  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  13.  *
  14.  * FFmpeg 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 GNU
  17.  * Lesser General Public License for more details.
  18.  *
  19.  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  20.  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  21.  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  22.  */
  23.  
  24. #include <inttypes.h>
  25. #include <math.h>
  26. #include <stdint.h>
  27.  
  28. #define BITSTREAM_READER_LE
  29. #include "libavutil/channel_layout.h"
  30. #include "libavutil/float_dsp.h"
  31. #include "avcodec.h"
  32. #include "get_bits.h"
  33. #include "fft.h"
  34. #include "internal.h"
  35. #include "lsp.h"
  36. #include "sinewin.h"
  37.  
  38. #include "twinvq.h"
  39. #include "metasound_data.h"
  40.  
  41. static void add_peak(float period, int width, const float *shape,
  42.                      float ppc_gain, float *speech, int len)
  43. {
  44.     int i, j, center;
  45.     const float *shape_end = shape + len;
  46.  
  47.     // First peak centered around zero
  48.     for (i = 0; i < width / 2; i++)
  49.         speech[i] += ppc_gain * *shape++;
  50.  
  51.     for (i = 1; i < ROUNDED_DIV(len, width); i++) {
  52.         center = (int)(i * period + 0.5);
  53.         for (j = -width / 2; j < (width + 1) / 2; j++)
  54.             speech[j + center] += ppc_gain * *shape++;
  55.     }
  56.  
  57.     // For the last block, be careful not to go beyond the end of the buffer
  58.     center = (int)(i * period + 0.5);
  59.     for (j = -width / 2; j < (width + 1) / 2 && shape < shape_end; j++)
  60.         speech[j + center] += ppc_gain * *shape++;
  61. }
  62.  
  63. static void decode_ppc(TwinVQContext *tctx, int period_coef, int g_coef,
  64.                        const float *shape, float *speech)
  65. {
  66.     const TwinVQModeTab *mtab = tctx->mtab;
  67.     int isampf       = tctx->avctx->sample_rate / 1000;
  68.     int ibps         = tctx->avctx->bit_rate / (1000 * tctx->avctx->channels);
  69.     int width;
  70.  
  71.     float ratio = (float)mtab->size / isampf;
  72.     float min_period, max_period, period_range, period;
  73.     float some_mult;
  74.  
  75.     float pgain_base, pgain_step, ppc_gain;
  76.  
  77.     if (tctx->avctx->channels == 1) {
  78.         min_period = log2(ratio * 0.2);
  79.         max_period = min_period + log2(6);
  80.     } else {
  81.         min_period = (int)(ratio * 0.2 * 400     + 0.5) / 400.0;
  82.         max_period = (int)(ratio * 0.2 * 400 * 6 + 0.5) / 400.0;
  83.     }
  84.     period_range = max_period - min_period;
  85.     period       = min_period + period_coef * period_range /
  86.                    ((1 << mtab->ppc_period_bit) - 1);
  87.     if (tctx->avctx->channels == 1)
  88.         period = powf(2.0, period);
  89.     else
  90.         period = (int)(period * 400 + 0.5) / 400.0;
  91.  
  92.     switch (isampf) {
  93.     case  8: some_mult = 2.0; break;
  94.     case 11: some_mult = 3.0; break;
  95.     case 16: some_mult = 3.0; break;
  96.     case 22: some_mult = ibps == 32 ? 2.0 : 4.0; break;
  97.     case 44: some_mult = 8.0; break;
  98.     default: some_mult = 4.0;
  99.     }
  100.  
  101.     width = (int)(some_mult / (mtab->size / period) * mtab->ppc_shape_len);
  102.     if (isampf == 22 && ibps == 32)
  103.         width = (int)((2.0 / period + 1) * width + 0.5);
  104.  
  105.     pgain_base = tctx->avctx->channels == 2 ? 25000.0 : 20000.0;
  106.     pgain_step = pgain_base / ((1 << mtab->pgain_bit) - 1);
  107.     ppc_gain   = 1.0 / 8192 *
  108.                  twinvq_mulawinv(pgain_step * g_coef + pgain_step / 2,
  109.                                  pgain_base, TWINVQ_PGAIN_MU);
  110.  
  111.     add_peak(period, width, shape, ppc_gain, speech, mtab->ppc_shape_len);
  112. }
  113.  
  114. static void dec_bark_env(TwinVQContext *tctx, const uint8_t *in, int use_hist,
  115.                          int ch, float *out, float gain,
  116.                          enum TwinVQFrameType ftype)
  117. {
  118.     const TwinVQModeTab *mtab = tctx->mtab;
  119.     int i, j;
  120.     float *hist     = tctx->bark_hist[ftype][ch];
  121.     float val       = ((const float []) { 0.4, 0.35, 0.28 })[ftype];
  122.     int bark_n_coef = mtab->fmode[ftype].bark_n_coef;
  123.     int fw_cb_len   = mtab->fmode[ftype].bark_env_size / bark_n_coef;
  124.     int idx         = 0;
  125.  
  126.     if (tctx->avctx->channels == 1)
  127.         val = 0.5;
  128.     for (i = 0; i < fw_cb_len; i++)
  129.         for (j = 0; j < bark_n_coef; j++, idx++) {
  130.             float tmp2 = mtab->fmode[ftype].bark_cb[fw_cb_len * in[j] + i] *
  131.                          (1.0 / 2048);
  132.             float st;
  133.  
  134.             if (tctx->avctx->channels == 1)
  135.                 st = use_hist ?
  136.                     tmp2 + val * hist[idx] + 1.0 : tmp2 + 1.0;
  137.             else
  138.                 st = use_hist ? (1.0 - val) * tmp2 + val * hist[idx] + 1.0
  139.                               : tmp2 + 1.0;
  140.  
  141.             hist[idx] = tmp2;
  142.             if (st < 0.1)
  143.                 st = 0.1;
  144.  
  145.             twinvq_memset_float(out, st * gain,
  146.                                 mtab->fmode[ftype].bark_tab[idx]);
  147.             out += mtab->fmode[ftype].bark_tab[idx];
  148.         }
  149. }
  150.  
  151. static void read_cb_data(TwinVQContext *tctx, GetBitContext *gb,
  152.                          uint8_t *dst, enum TwinVQFrameType ftype)
  153. {
  154.     int i;
  155.  
  156.     for (i = 0; i < tctx->n_div[ftype]; i++) {
  157.         int bs_second_part = (i >= tctx->bits_main_spec_change[ftype]);
  158.  
  159.         *dst++ = get_bits(gb, tctx->bits_main_spec[0][ftype][bs_second_part]);
  160.         *dst++ = get_bits(gb, tctx->bits_main_spec[1][ftype][bs_second_part]);
  161.     }
  162. }
  163.  
  164. static int metasound_read_bitstream(AVCodecContext *avctx, TwinVQContext *tctx,
  165.                                     const uint8_t *buf, int buf_size)
  166. {
  167.     TwinVQFrameData     *bits;
  168.     const TwinVQModeTab *mtab = tctx->mtab;
  169.     int channels              = tctx->avctx->channels;
  170.     int sub;
  171.     GetBitContext gb;
  172.     int i, j, k;
  173.  
  174.     init_get_bits(&gb, buf, buf_size * 8);
  175.  
  176.     for (tctx->cur_frame = 0; tctx->cur_frame < tctx->frames_per_packet;
  177.          tctx->cur_frame++) {
  178.         bits = tctx->bits + tctx->cur_frame;
  179.  
  180.         bits->window_type = get_bits(&gb, TWINVQ_WINDOW_TYPE_BITS);
  181.  
  182.         if (bits->window_type > 8) {
  183.             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid window type, broken sample?\n");
  184.             return AVERROR_INVALIDDATA;
  185.         }
  186.  
  187.         bits->ftype = ff_twinvq_wtype_to_ftype_table[tctx->bits[tctx->cur_frame].window_type];
  188.  
  189.         sub = mtab->fmode[bits->ftype].sub;
  190.  
  191.         if (bits->ftype != TWINVQ_FT_SHORT && !tctx->is_6kbps)
  192.             get_bits(&gb, 2);
  193.  
  194.         read_cb_data(tctx, &gb, bits->main_coeffs, bits->ftype);
  195.  
  196.         for (i = 0; i < channels; i++)
  197.             for (j = 0; j < sub; j++)
  198.                 for (k = 0; k < mtab->fmode[bits->ftype].bark_n_coef; k++)
  199.                     bits->bark1[i][j][k] =
  200.                         get_bits(&gb, mtab->fmode[bits->ftype].bark_n_bit);
  201.  
  202.         for (i = 0; i < channels; i++)
  203.             for (j = 0; j < sub; j++)
  204.                 bits->bark_use_hist[i][j] = get_bits1(&gb);
  205.  
  206.         if (bits->ftype == TWINVQ_FT_LONG) {
  207.             for (i = 0; i < channels; i++)
  208.                 bits->gain_bits[i] = get_bits(&gb, TWINVQ_GAIN_BITS);
  209.         } else {
  210.             for (i = 0; i < channels; i++) {
  211.                 bits->gain_bits[i] = get_bits(&gb, TWINVQ_GAIN_BITS);
  212.                 for (j = 0; j < sub; j++)
  213.                     bits->sub_gain_bits[i * sub + j] =
  214.                         get_bits(&gb, TWINVQ_SUB_GAIN_BITS);
  215.             }
  216.         }
  217.  
  218.         for (i = 0; i < channels; i++) {
  219.             bits->lpc_hist_idx[i] = get_bits(&gb, mtab->lsp_bit0);
  220.             bits->lpc_idx1[i]     = get_bits(&gb, mtab->lsp_bit1);
  221.  
  222.             for (j = 0; j < mtab->lsp_split; j++)
  223.                 bits->lpc_idx2[i][j] = get_bits(&gb, mtab->lsp_bit2);
  224.         }
  225.  
  226.         if (bits->ftype == TWINVQ_FT_LONG) {
  227.             read_cb_data(tctx, &gb, bits->ppc_coeffs, 3);
  228.             for (i = 0; i < channels; i++) {
  229.                 bits->p_coef[i] = get_bits(&gb, mtab->ppc_period_bit);
  230.                 bits->g_coef[i] = get_bits(&gb, mtab->pgain_bit);
  231.             }
  232.         }
  233.  
  234.         // subframes are aligned to nibbles
  235.         if (get_bits_count(&gb) & 3)
  236.             skip_bits(&gb, 4 - (get_bits_count(&gb) & 3));
  237.     }
  238.  
  239.     return (get_bits_count(&gb) + 7) / 8;
  240. }
  241.  
  242. typedef struct MetasoundProps {
  243.     uint32_t tag;
  244.     int      bit_rate;
  245.     int      channels;
  246.     int      sample_rate;
  247. } MetasoundProps;
  248.  
  249. static const MetasoundProps codec_props[] = {
  250.     { MKTAG('V','X','0','3'),  6, 1,  8000 },
  251.     { MKTAG('V','X','0','4'), 12, 2,  8000 },
  252.  
  253.     { MKTAG('V','O','X','i'),  8, 1,  8000 },
  254.     { MKTAG('V','O','X','j'), 10, 1, 11025 },
  255.     { MKTAG('V','O','X','k'), 16, 1, 16000 },
  256.     { MKTAG('V','O','X','L'), 24, 1, 22050 },
  257.     { MKTAG('V','O','X','q'), 32, 1, 44100 },
  258.     { MKTAG('V','O','X','r'), 40, 1, 44100 },
  259.     { MKTAG('V','O','X','s'), 48, 1, 44100 },
  260.     { MKTAG('V','O','X','t'), 16, 2,  8000 },
  261.     { MKTAG('V','O','X','u'), 20, 2, 11025 },
  262.     { MKTAG('V','O','X','v'), 32, 2, 16000 },
  263.     { MKTAG('V','O','X','w'), 48, 2, 22050 },
  264.     { MKTAG('V','O','X','x'), 64, 2, 44100 },
  265.     { MKTAG('V','O','X','y'), 80, 2, 44100 },
  266.     { MKTAG('V','O','X','z'), 96, 2, 44100 },
  267.  
  268.     { 0, 0, 0, 0 }
  269. };
  270.  
  271. static av_cold int metasound_decode_init(AVCodecContext *avctx)
  272. {
  273.     int isampf, ibps;
  274.     TwinVQContext *tctx = avctx->priv_data;
  275.     uint32_t tag;
  276.     const MetasoundProps *props = codec_props;
  277.  
  278.     if (!avctx->extradata || avctx->extradata_size < 16) {
  279.         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Missing or incomplete extradata\n");
  280.         return AVERROR_INVALIDDATA;
  281.     }
  282.  
  283.     tag = AV_RL32(avctx->extradata + 12);
  284.  
  285.     for (;;) {
  286.         if (!props->tag) {
  287.             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not find tag %08"PRIX32"\n", tag);
  288.             return AVERROR_INVALIDDATA;
  289.         }
  290.         if (props->tag == tag) {
  291.             avctx->sample_rate = props->sample_rate;
  292.             avctx->channels    = props->channels;
  293.             avctx->bit_rate    = props->bit_rate * 1000;
  294.             isampf             = avctx->sample_rate / 1000;
  295.             break;
  296.         }
  297.         props++;
  298.     }
  299.  
  300.     if (avctx->channels <= 0 || avctx->channels > TWINVQ_CHANNELS_MAX) {
  301.         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported number of channels: %i\n",
  302.                avctx->channels);
  303.         return AVERROR_INVALIDDATA;
  304.     }
  305.     avctx->channel_layout = avctx->channels == 1 ? AV_CH_LAYOUT_MONO
  306.                                                  : AV_CH_LAYOUT_STEREO;
  307.  
  308.     ibps = avctx->bit_rate / (1000 * avctx->channels);
  309.  
  310.     switch ((avctx->channels << 16) + (isampf << 8) + ibps) {
  311.     case (1 << 16) + ( 8 << 8) +  6:
  312.         tctx->mtab = &ff_metasound_mode0806;
  313.         break;
  314.     case (2 << 16) + ( 8 << 8) +  6:
  315.         tctx->mtab = &ff_metasound_mode0806s;
  316.         break;
  317.     case (1 << 16) + ( 8 << 8) +  8:
  318.         tctx->mtab = &ff_metasound_mode0808;
  319.         break;
  320.     case (2 << 16) + ( 8 << 8) +  8:
  321.         tctx->mtab = &ff_metasound_mode0808s;
  322.         break;
  323.     case (1 << 16) + (11 << 8) + 10:
  324.         tctx->mtab = &ff_metasound_mode1110;
  325.         break;
  326.     case (2 << 16) + (11 << 8) + 10:
  327.         tctx->mtab = &ff_metasound_mode1110s;
  328.         break;
  329.     case (1 << 16) + (16 << 8) + 16:
  330.         tctx->mtab = &ff_metasound_mode1616;
  331.         break;
  332.     case (2 << 16) + (16 << 8) + 16:
  333.         tctx->mtab = &ff_metasound_mode1616s;
  334.         break;
  335.     case (1 << 16) + (22 << 8) + 24:
  336.         tctx->mtab = &ff_metasound_mode2224;
  337.         break;
  338.     case (2 << 16) + (22 << 8) + 24:
  339.         tctx->mtab = &ff_metasound_mode2224s;
  340.         break;
  341.     case (1 << 16) + (44 << 8) + 32:
  342.         tctx->mtab = &ff_metasound_mode4432;
  343.         break;
  344.     case (2 << 16) + (44 << 8) + 32:
  345.         tctx->mtab = &ff_metasound_mode4432s;
  346.         break;
  347.     case (1 << 16) + (44 << 8) + 40:
  348.         tctx->mtab = &ff_metasound_mode4440;
  349.         break;
  350.     case (2 << 16) + (44 << 8) + 40:
  351.         tctx->mtab = &ff_metasound_mode4440s;
  352.         break;
  353.     case (1 << 16) + (44 << 8) + 48:
  354.         tctx->mtab = &ff_metasound_mode4448;
  355.         break;
  356.     case (2 << 16) + (44 << 8) + 48:
  357.         tctx->mtab = &ff_metasound_mode4448s;
  358.         break;
  359.     default:
  360.         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
  361.                "This version does not support %d kHz - %d kbit/s/ch mode.\n",
  362.                isampf, ibps);
  363.         return AVERROR(ENOSYS);
  364.     }
  365.  
  366.     tctx->codec          = TWINVQ_CODEC_METASOUND;
  367.     tctx->read_bitstream = metasound_read_bitstream;
  368.     tctx->dec_bark_env   = dec_bark_env;
  369.     tctx->decode_ppc     = decode_ppc;
  370.     tctx->frame_size     = avctx->bit_rate * tctx->mtab->size
  371.                                            / avctx->sample_rate;
  372.     tctx->is_6kbps       = ibps == 6;
  373.  
  374.     return ff_twinvq_decode_init(avctx);
  375. }
  376.  
  377. AVCodec ff_metasound_decoder = {
  378.     .name           = "metasound",
  379.     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Voxware MetaSound"),
  380.     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
  381.     .id             = AV_CODEC_ID_METASOUND,
  382.     .priv_data_size = sizeof(TwinVQContext),
  383.     .init           = metasound_decode_init,
  384.     .close          = ff_twinvq_decode_close,
  385.     .decode         = ff_twinvq_decode_frame,
  386.     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DR1,
  387.     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) { AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
  388.                                                       AV_SAMPLE_FMT_NONE },
  389. };
  390.