Subversion Repositories Kolibri OS

Rev

Go to most recent revision | Blame | Last modification | View Log | RSS feed

  1. /*
  2.  * Simple free lossless/lossy audio codec
  3.  * Copyright (c) 2004 Alex Beregszaszi
  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. #include "avcodec.h"
  22. #include "get_bits.h"
  23. #include "golomb.h"
  24. #include "internal.h"
  25.  
  26. /**
  27.  * @file
  28.  * Simple free lossless/lossy audio codec
  29.  * Based on Paul Francis Harrison's Bonk (http://www.logarithmic.net/pfh/bonk)
  30.  * Written and designed by Alex Beregszaszi
  31.  *
  32.  * TODO:
  33.  *  - CABAC put/get_symbol
  34.  *  - independent quantizer for channels
  35.  *  - >2 channels support
  36.  *  - more decorrelation types
  37.  *  - more tap_quant tests
  38.  *  - selectable intlist writers/readers (bonk-style, golomb, cabac)
  39.  */
  40.  
  41. #define MAX_CHANNELS 2
  42.  
  43. #define MID_SIDE 0
  44. #define LEFT_SIDE 1
  45. #define RIGHT_SIDE 2
  46.  
  47. typedef struct SonicContext {
  48.     int lossless, decorrelation;
  49.  
  50.     int num_taps, downsampling;
  51.     double quantization;
  52.  
  53.     int channels, samplerate, block_align, frame_size;
  54.  
  55.     int *tap_quant;
  56.     int *int_samples;
  57.     int *coded_samples[MAX_CHANNELS];
  58.  
  59.     // for encoding
  60.     int *tail;
  61.     int tail_size;
  62.     int *window;
  63.     int window_size;
  64.  
  65.     // for decoding
  66.     int *predictor_k;
  67.     int *predictor_state[MAX_CHANNELS];
  68. } SonicContext;
  69.  
  70. #define LATTICE_SHIFT   10
  71. #define SAMPLE_SHIFT    4
  72. #define LATTICE_FACTOR  (1 << LATTICE_SHIFT)
  73. #define SAMPLE_FACTOR   (1 << SAMPLE_SHIFT)
  74.  
  75. #define BASE_QUANT      0.6
  76. #define RATE_VARIATION  3.0
  77.  
  78. static inline int shift(int a,int b)
  79. {
  80.     return (a+(1<<(b-1))) >> b;
  81. }
  82.  
  83. static inline int shift_down(int a,int b)
  84. {
  85.     return (a>>b)+(a<0);
  86. }
  87.  
  88. #if 1
  89. static inline int intlist_write(PutBitContext *pb, int *buf, int entries, int base_2_part)
  90. {
  91.     int i;
  92.  
  93.     for (i = 0; i < entries; i++)
  94.         set_se_golomb(pb, buf[i]);
  95.  
  96.     return 1;
  97. }
  98.  
  99. static inline int intlist_read(GetBitContext *gb, int *buf, int entries, int base_2_part)
  100. {
  101.     int i;
  102.  
  103.     for (i = 0; i < entries; i++)
  104.         buf[i] = get_se_golomb(gb);
  105.  
  106.     return 1;
  107. }
  108.  
  109. #else
  110.  
  111. #define ADAPT_LEVEL 8
  112.  
  113. static int bits_to_store(uint64_t x)
  114. {
  115.     int res = 0;
  116.  
  117.     while(x)
  118.     {
  119.         res++;
  120.         x >>= 1;
  121.     }
  122.     return res;
  123. }
  124.  
  125. static void write_uint_max(PutBitContext *pb, unsigned int value, unsigned int max)
  126. {
  127.     int i, bits;
  128.  
  129.     if (!max)
  130.         return;
  131.  
  132.     bits = bits_to_store(max);
  133.  
  134.     for (i = 0; i < bits-1; i++)
  135.         put_bits(pb, 1, value & (1 << i));
  136.  
  137.     if ( (value | (1 << (bits-1))) <= max)
  138.         put_bits(pb, 1, value & (1 << (bits-1)));
  139. }
  140.  
  141. static unsigned int read_uint_max(GetBitContext *gb, int max)
  142. {
  143.     int i, bits, value = 0;
  144.  
  145.     if (!max)
  146.         return 0;
  147.  
  148.     bits = bits_to_store(max);
  149.  
  150.     for (i = 0; i < bits-1; i++)
  151.         if (get_bits1(gb))
  152.             value += 1 << i;
  153.  
  154.     if ( (value | (1<<(bits-1))) <= max)
  155.         if (get_bits1(gb))
  156.             value += 1 << (bits-1);
  157.  
  158.     return value;
  159. }
  160.  
  161. static int intlist_write(PutBitContext *pb, int *buf, int entries, int base_2_part)
  162. {
  163.     int i, j, x = 0, low_bits = 0, max = 0;
  164.     int step = 256, pos = 0, dominant = 0, any = 0;
  165.     int *copy, *bits;
  166.  
  167.     copy = av_calloc(entries, sizeof(*copy));
  168.     if (!copy)
  169.         return AVERROR(ENOMEM);
  170.  
  171.     if (base_2_part)
  172.     {
  173.         int energy = 0;
  174.  
  175.         for (i = 0; i < entries; i++)
  176.             energy += abs(buf[i]);
  177.  
  178.         low_bits = bits_to_store(energy / (entries * 2));
  179.         if (low_bits > 15)
  180.             low_bits = 15;
  181.  
  182.         put_bits(pb, 4, low_bits);
  183.     }
  184.  
  185.     for (i = 0; i < entries; i++)
  186.     {
  187.         put_bits(pb, low_bits, abs(buf[i]));
  188.         copy[i] = abs(buf[i]) >> low_bits;
  189.         if (copy[i] > max)
  190.             max = abs(copy[i]);
  191.     }
  192.  
  193.     bits = av_calloc(entries*max, sizeof(*bits));
  194.     if (!bits)
  195.     {
  196. //        av_free(copy);
  197.         return AVERROR(ENOMEM);
  198.     }
  199.  
  200.     for (i = 0; i <= max; i++)
  201.     {
  202.         for (j = 0; j < entries; j++)
  203.             if (copy[j] >= i)
  204.                 bits[x++] = copy[j] > i;
  205.     }
  206.  
  207.     // store bitstream
  208.     while (pos < x)
  209.     {
  210.         int steplet = step >> 8;
  211.  
  212.         if (pos + steplet > x)
  213.             steplet = x - pos;
  214.  
  215.         for (i = 0; i < steplet; i++)
  216.             if (bits[i+pos] != dominant)
  217.                 any = 1;
  218.  
  219.         put_bits(pb, 1, any);
  220.  
  221.         if (!any)
  222.         {
  223.             pos += steplet;
  224.             step += step / ADAPT_LEVEL;
  225.         }
  226.         else
  227.         {
  228.             int interloper = 0;
  229.  
  230.             while (((pos + interloper) < x) && (bits[pos + interloper] == dominant))
  231.                 interloper++;
  232.  
  233.             // note change
  234.             write_uint_max(pb, interloper, (step >> 8) - 1);
  235.  
  236.             pos += interloper + 1;
  237.             step -= step / ADAPT_LEVEL;
  238.         }
  239.  
  240.         if (step < 256)
  241.         {
  242.             step = 65536 / step;
  243.             dominant = !dominant;
  244.         }
  245.     }
  246.  
  247.     // store signs
  248.     for (i = 0; i < entries; i++)
  249.         if (buf[i])
  250.             put_bits(pb, 1, buf[i] < 0);
  251.  
  252. //    av_free(bits);
  253. //    av_free(copy);
  254.  
  255.     return 0;
  256. }
  257.  
  258. static int intlist_read(GetBitContext *gb, int *buf, int entries, int base_2_part)
  259. {
  260.     int i, low_bits = 0, x = 0;
  261.     int n_zeros = 0, step = 256, dominant = 0;
  262.     int pos = 0, level = 0;
  263.     int *bits = av_calloc(entries, sizeof(*bits));
  264.  
  265.     if (!bits)
  266.         return AVERROR(ENOMEM);
  267.  
  268.     if (base_2_part)
  269.     {
  270.         low_bits = get_bits(gb, 4);
  271.  
  272.         if (low_bits)
  273.             for (i = 0; i < entries; i++)
  274.                 buf[i] = get_bits(gb, low_bits);
  275.     }
  276.  
  277. //    av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "entries: %d, low bits: %d\n", entries, low_bits);
  278.  
  279.     while (n_zeros < entries)
  280.     {
  281.         int steplet = step >> 8;
  282.  
  283.         if (!get_bits1(gb))
  284.         {
  285.             for (i = 0; i < steplet; i++)
  286.                 bits[x++] = dominant;
  287.  
  288.             if (!dominant)
  289.                 n_zeros += steplet;
  290.  
  291.             step += step / ADAPT_LEVEL;
  292.         }
  293.         else
  294.         {
  295.             int actual_run = read_uint_max(gb, steplet-1);
  296.  
  297. //            av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "actual run: %d\n", actual_run);
  298.  
  299.             for (i = 0; i < actual_run; i++)
  300.                 bits[x++] = dominant;
  301.  
  302.             bits[x++] = !dominant;
  303.  
  304.             if (!dominant)
  305.                 n_zeros += actual_run;
  306.             else
  307.                 n_zeros++;
  308.  
  309.             step -= step / ADAPT_LEVEL;
  310.         }
  311.  
  312.         if (step < 256)
  313.         {
  314.             step = 65536 / step;
  315.             dominant = !dominant;
  316.         }
  317.     }
  318.  
  319.     // reconstruct unsigned values
  320.     n_zeros = 0;
  321.     for (i = 0; n_zeros < entries; i++)
  322.     {
  323.         while(1)
  324.         {
  325.             if (pos >= entries)
  326.             {
  327.                 pos = 0;
  328.                 level += 1 << low_bits;
  329.             }
  330.  
  331.             if (buf[pos] >= level)
  332.                 break;
  333.  
  334.             pos++;
  335.         }
  336.  
  337.         if (bits[i])
  338.             buf[pos] += 1 << low_bits;
  339.         else
  340.             n_zeros++;
  341.  
  342.         pos++;
  343.     }
  344. //    av_free(bits);
  345.  
  346.     // read signs
  347.     for (i = 0; i < entries; i++)
  348.         if (buf[i] && get_bits1(gb))
  349.             buf[i] = -buf[i];
  350.  
  351. //    av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "zeros: %d pos: %d\n", n_zeros, pos);
  352.  
  353.     return 0;
  354. }
  355. #endif
  356.  
  357. static void predictor_init_state(int *k, int *state, int order)
  358. {
  359.     int i;
  360.  
  361.     for (i = order-2; i >= 0; i--)
  362.     {
  363.         int j, p, x = state[i];
  364.  
  365.         for (j = 0, p = i+1; p < order; j++,p++)
  366.             {
  367.             int tmp = x + shift_down(k[j] * state[p], LATTICE_SHIFT);
  368.             state[p] += shift_down(k[j]*x, LATTICE_SHIFT);
  369.             x = tmp;
  370.         }
  371.     }
  372. }
  373.  
  374. static int predictor_calc_error(int *k, int *state, int order, int error)
  375. {
  376.     int i, x = error - shift_down(k[order-1] * state[order-1], LATTICE_SHIFT);
  377.  
  378. #if 1
  379.     int *k_ptr = &(k[order-2]),
  380.         *state_ptr = &(state[order-2]);
  381.     for (i = order-2; i >= 0; i--, k_ptr--, state_ptr--)
  382.     {
  383.         int k_value = *k_ptr, state_value = *state_ptr;
  384.         x -= shift_down(k_value * state_value, LATTICE_SHIFT);
  385.         state_ptr[1] = state_value + shift_down(k_value * x, LATTICE_SHIFT);
  386.     }
  387. #else
  388.     for (i = order-2; i >= 0; i--)
  389.     {
  390.         x -= shift_down(k[i] * state[i], LATTICE_SHIFT);
  391.         state[i+1] = state[i] + shift_down(k[i] * x, LATTICE_SHIFT);
  392.     }
  393. #endif
  394.  
  395.     // don't drift too far, to avoid overflows
  396.     if (x >  (SAMPLE_FACTOR<<16)) x =  (SAMPLE_FACTOR<<16);
  397.     if (x < -(SAMPLE_FACTOR<<16)) x = -(SAMPLE_FACTOR<<16);
  398.  
  399.     state[0] = x;
  400.  
  401.     return x;
  402. }
  403.  
  404. #if CONFIG_SONIC_ENCODER || CONFIG_SONIC_LS_ENCODER
  405. // Heavily modified Levinson-Durbin algorithm which
  406. // copes better with quantization, and calculates the
  407. // actual whitened result as it goes.
  408.  
  409. static void modified_levinson_durbin(int *window, int window_entries,
  410.         int *out, int out_entries, int channels, int *tap_quant)
  411. {
  412.     int i;
  413.     int *state = av_calloc(window_entries, sizeof(*state));
  414.  
  415.     memcpy(state, window, 4* window_entries);
  416.  
  417.     for (i = 0; i < out_entries; i++)
  418.     {
  419.         int step = (i+1)*channels, k, j;
  420.         double xx = 0.0, xy = 0.0;
  421. #if 1
  422.         int *x_ptr = &(window[step]);
  423.         int *state_ptr = &(state[0]);
  424.         j = window_entries - step;
  425.         for (;j>0;j--,x_ptr++,state_ptr++)
  426.         {
  427.             double x_value = *x_ptr;
  428.             double state_value = *state_ptr;
  429.             xx += state_value*state_value;
  430.             xy += x_value*state_value;
  431.         }
  432. #else
  433.         for (j = 0; j <= (window_entries - step); j++);
  434.         {
  435.             double stepval = window[step+j];
  436.             double stateval = window[j];
  437. //            xx += (double)window[j]*(double)window[j];
  438. //            xy += (double)window[step+j]*(double)window[j];
  439.             xx += stateval*stateval;
  440.             xy += stepval*stateval;
  441.         }
  442. #endif
  443.         if (xx == 0.0)
  444.             k = 0;
  445.         else
  446.             k = (int)(floor(-xy/xx * (double)LATTICE_FACTOR / (double)(tap_quant[i]) + 0.5));
  447.  
  448.         if (k > (LATTICE_FACTOR/tap_quant[i]))
  449.             k = LATTICE_FACTOR/tap_quant[i];
  450.         if (-k > (LATTICE_FACTOR/tap_quant[i]))
  451.             k = -(LATTICE_FACTOR/tap_quant[i]);
  452.  
  453.         out[i] = k;
  454.         k *= tap_quant[i];
  455.  
  456. #if 1
  457.         x_ptr = &(window[step]);
  458.         state_ptr = &(state[0]);
  459.         j = window_entries - step;
  460.         for (;j>0;j--,x_ptr++,state_ptr++)
  461.         {
  462.             int x_value = *x_ptr;
  463.             int state_value = *state_ptr;
  464.             *x_ptr = x_value + shift_down(k*state_value,LATTICE_SHIFT);
  465.             *state_ptr = state_value + shift_down(k*x_value, LATTICE_SHIFT);
  466.         }
  467. #else
  468.         for (j=0; j <= (window_entries - step); j++)
  469.         {
  470.             int stepval = window[step+j];
  471.             int stateval=state[j];
  472.             window[step+j] += shift_down(k * stateval, LATTICE_SHIFT);
  473.             state[j] += shift_down(k * stepval, LATTICE_SHIFT);
  474.         }
  475. #endif
  476.     }
  477.  
  478.     av_free(state);
  479. }
  480.  
  481. static inline int code_samplerate(int samplerate)
  482. {
  483.     switch (samplerate)
  484.     {
  485.         case 44100: return 0;
  486.         case 22050: return 1;
  487.         case 11025: return 2;
  488.         case 96000: return 3;
  489.         case 48000: return 4;
  490.         case 32000: return 5;
  491.         case 24000: return 6;
  492.         case 16000: return 7;
  493.         case 8000: return 8;
  494.     }
  495.     return AVERROR(EINVAL);
  496. }
  497.  
  498. static av_cold int sonic_encode_init(AVCodecContext *avctx)
  499. {
  500.     SonicContext *s = avctx->priv_data;
  501.     PutBitContext pb;
  502.     int i, version = 0;
  503.  
  504.     if (avctx->channels > MAX_CHANNELS)
  505.     {
  506.         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Only mono and stereo streams are supported by now\n");
  507.         return AVERROR(EINVAL); /* only stereo or mono for now */
  508.     }
  509.  
  510.     if (avctx->channels == 2)
  511.         s->decorrelation = MID_SIDE;
  512.     else
  513.         s->decorrelation = 3;
  514.  
  515.     if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_SONIC_LS)
  516.     {
  517.         s->lossless = 1;
  518.         s->num_taps = 32;
  519.         s->downsampling = 1;
  520.         s->quantization = 0.0;
  521.     }
  522.     else
  523.     {
  524.         s->num_taps = 128;
  525.         s->downsampling = 2;
  526.         s->quantization = 1.0;
  527.     }
  528.  
  529.     // max tap 2048
  530.     if (s->num_taps < 32 || s->num_taps > 1024 || s->num_taps % 32) {
  531.         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid number of taps\n");
  532.         return AVERROR_INVALIDDATA;
  533.     }
  534.  
  535.     // generate taps
  536.     s->tap_quant = av_calloc(s->num_taps, sizeof(*s->tap_quant));
  537.     for (i = 0; i < s->num_taps; i++)
  538.         s->tap_quant[i] = ff_sqrt(i+1);
  539.  
  540.     s->channels = avctx->channels;
  541.     s->samplerate = avctx->sample_rate;
  542.  
  543.     s->block_align = 2048LL*s->samplerate/(44100*s->downsampling);
  544.     s->frame_size = s->channels*s->block_align*s->downsampling;
  545.  
  546.     s->tail_size = s->num_taps*s->channels;
  547.     s->tail = av_calloc(s->tail_size, sizeof(*s->tail));
  548.     if (!s->tail)
  549.         return AVERROR(ENOMEM);
  550.  
  551.     s->predictor_k = av_calloc(s->num_taps, sizeof(*s->predictor_k) );
  552.     if (!s->predictor_k)
  553.         return AVERROR(ENOMEM);
  554.  
  555.     for (i = 0; i < s->channels; i++)
  556.     {
  557.         s->coded_samples[i] = av_calloc(s->block_align, sizeof(**s->coded_samples));
  558.         if (!s->coded_samples[i])
  559.             return AVERROR(ENOMEM);
  560.     }
  561.  
  562.     s->int_samples = av_calloc(s->frame_size, sizeof(*s->int_samples));
  563.  
  564.     s->window_size = ((2*s->tail_size)+s->frame_size);
  565.     s->window = av_calloc(s->window_size, sizeof(*s->window));
  566.     if (!s->window)
  567.         return AVERROR(ENOMEM);
  568.  
  569.     avctx->extradata = av_mallocz(16);
  570.     if (!avctx->extradata)
  571.         return AVERROR(ENOMEM);
  572.     init_put_bits(&pb, avctx->extradata, 16*8);
  573.  
  574.     put_bits(&pb, 2, version); // version
  575.     if (version == 1)
  576.     {
  577.         put_bits(&pb, 2, s->channels);
  578.         put_bits(&pb, 4, code_samplerate(s->samplerate));
  579.     }
  580.     put_bits(&pb, 1, s->lossless);
  581.     if (!s->lossless)
  582.         put_bits(&pb, 3, SAMPLE_SHIFT); // XXX FIXME: sample precision
  583.     put_bits(&pb, 2, s->decorrelation);
  584.     put_bits(&pb, 2, s->downsampling);
  585.     put_bits(&pb, 5, (s->num_taps >> 5)-1); // 32..1024
  586.     put_bits(&pb, 1, 0); // XXX FIXME: no custom tap quant table
  587.  
  588.     flush_put_bits(&pb);
  589.     avctx->extradata_size = put_bits_count(&pb)/8;
  590.  
  591.     av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "Sonic: ver: %d ls: %d dr: %d taps: %d block: %d frame: %d downsamp: %d\n",
  592.         version, s->lossless, s->decorrelation, s->num_taps, s->block_align, s->frame_size, s->downsampling);
  593.  
  594.     avctx->frame_size = s->block_align*s->downsampling;
  595.  
  596.     return 0;
  597. }
  598.  
  599. static av_cold int sonic_encode_close(AVCodecContext *avctx)
  600. {
  601.     SonicContext *s = avctx->priv_data;
  602.     int i;
  603.  
  604.     for (i = 0; i < s->channels; i++)
  605.         av_freep(&s->coded_samples[i]);
  606.  
  607.     av_freep(&s->predictor_k);
  608.     av_freep(&s->tail);
  609.     av_freep(&s->tap_quant);
  610.     av_freep(&s->window);
  611.     av_freep(&s->int_samples);
  612.  
  613.     return 0;
  614. }
  615.  
  616. static int sonic_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
  617.                               const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
  618. {
  619.     SonicContext *s = avctx->priv_data;
  620.     PutBitContext pb;
  621.     int i, j, ch, quant = 0, x = 0;
  622.     int ret;
  623.     const short *samples = (const int16_t*)frame->data[0];
  624.  
  625.     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, avpkt, s->frame_size * 5 + 1000)) < 0)
  626.         return ret;
  627.  
  628.     init_put_bits(&pb, avpkt->data, avpkt->size);
  629.  
  630.     // short -> internal
  631.     for (i = 0; i < s->frame_size; i++)
  632.         s->int_samples[i] = samples[i];
  633.  
  634.     if (!s->lossless)
  635.         for (i = 0; i < s->frame_size; i++)
  636.             s->int_samples[i] = s->int_samples[i] << SAMPLE_SHIFT;
  637.  
  638.     switch(s->decorrelation)
  639.     {
  640.         case MID_SIDE:
  641.             for (i = 0; i < s->frame_size; i += s->channels)
  642.             {
  643.                 s->int_samples[i] += s->int_samples[i+1];
  644.                 s->int_samples[i+1] -= shift(s->int_samples[i], 1);
  645.             }
  646.             break;
  647.         case LEFT_SIDE:
  648.             for (i = 0; i < s->frame_size; i += s->channels)
  649.                 s->int_samples[i+1] -= s->int_samples[i];
  650.             break;
  651.         case RIGHT_SIDE:
  652.             for (i = 0; i < s->frame_size; i += s->channels)
  653.                 s->int_samples[i] -= s->int_samples[i+1];
  654.             break;
  655.     }
  656.  
  657.     memset(s->window, 0, 4* s->window_size);
  658.  
  659.     for (i = 0; i < s->tail_size; i++)
  660.         s->window[x++] = s->tail[i];
  661.  
  662.     for (i = 0; i < s->frame_size; i++)
  663.         s->window[x++] = s->int_samples[i];
  664.  
  665.     for (i = 0; i < s->tail_size; i++)
  666.         s->window[x++] = 0;
  667.  
  668.     for (i = 0; i < s->tail_size; i++)
  669.         s->tail[i] = s->int_samples[s->frame_size - s->tail_size + i];
  670.  
  671.     // generate taps
  672.     modified_levinson_durbin(s->window, s->window_size,
  673.                 s->predictor_k, s->num_taps, s->channels, s->tap_quant);
  674.     if ((ret = intlist_write(&pb, s->predictor_k, s->num_taps, 0)) < 0)
  675.         return ret;
  676.  
  677.     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
  678.     {
  679.         x = s->tail_size+ch;
  680.         for (i = 0; i < s->block_align; i++)
  681.         {
  682.             int sum = 0;
  683.             for (j = 0; j < s->downsampling; j++, x += s->channels)
  684.                 sum += s->window[x];
  685.             s->coded_samples[ch][i] = sum;
  686.         }
  687.     }
  688.  
  689.     // simple rate control code
  690.     if (!s->lossless)
  691.     {
  692.         double energy1 = 0.0, energy2 = 0.0;
  693.         for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
  694.         {
  695.             for (i = 0; i < s->block_align; i++)
  696.             {
  697.                 double sample = s->coded_samples[ch][i];
  698.                 energy2 += sample*sample;
  699.                 energy1 += fabs(sample);
  700.             }
  701.         }
  702.  
  703.         energy2 = sqrt(energy2/(s->channels*s->block_align));
  704.         energy1 = sqrt(2.0)*energy1/(s->channels*s->block_align);
  705.  
  706.         // increase bitrate when samples are like a gaussian distribution
  707.         // reduce bitrate when samples are like a two-tailed exponential distribution
  708.  
  709.         if (energy2 > energy1)
  710.             energy2 += (energy2-energy1)*RATE_VARIATION;
  711.  
  712.         quant = (int)(BASE_QUANT*s->quantization*energy2/SAMPLE_FACTOR);
  713. //        av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "quant: %d energy: %f / %f\n", quant, energy1, energy2);
  714.  
  715.         quant = av_clip(quant, 1, 65534);
  716.  
  717.         set_ue_golomb(&pb, quant);
  718.  
  719.         quant *= SAMPLE_FACTOR;
  720.     }
  721.  
  722.     // write out coded samples
  723.     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
  724.     {
  725.         if (!s->lossless)
  726.             for (i = 0; i < s->block_align; i++)
  727.                 s->coded_samples[ch][i] = ROUNDED_DIV(s->coded_samples[ch][i], quant);
  728.  
  729.         if ((ret = intlist_write(&pb, s->coded_samples[ch], s->block_align, 1)) < 0)
  730.             return ret;
  731.     }
  732.  
  733. //    av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "used bytes: %d\n", (put_bits_count(&pb)+7)/8);
  734.  
  735.     flush_put_bits(&pb);
  736.     avpkt->size = (put_bits_count(&pb)+7)/8;
  737.     *got_packet_ptr = 1;
  738.     return 0;
  739. }
  740. #endif /* CONFIG_SONIC_ENCODER || CONFIG_SONIC_LS_ENCODER */
  741.  
  742. #if CONFIG_SONIC_DECODER
  743. static const int samplerate_table[] =
  744.     { 44100, 22050, 11025, 96000, 48000, 32000, 24000, 16000, 8000 };
  745.  
  746. static av_cold int sonic_decode_init(AVCodecContext *avctx)
  747. {
  748.     SonicContext *s = avctx->priv_data;
  749.     GetBitContext gb;
  750.     int i, version;
  751.  
  752.     s->channels = avctx->channels;
  753.     s->samplerate = avctx->sample_rate;
  754.  
  755.     if (!avctx->extradata)
  756.     {
  757.         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "No mandatory headers present\n");
  758.         return AVERROR_INVALIDDATA;
  759.     }
  760.  
  761.     init_get_bits8(&gb, avctx->extradata, avctx->extradata_size);
  762.  
  763.     version = get_bits(&gb, 2);
  764.     if (version > 1)
  765.     {
  766.         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported Sonic version, please report\n");
  767.         return AVERROR_INVALIDDATA;
  768.     }
  769.  
  770.     if (version == 1)
  771.     {
  772.         s->channels = get_bits(&gb, 2);
  773.         s->samplerate = samplerate_table[get_bits(&gb, 4)];
  774.         av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "Sonicv2 chans: %d samprate: %d\n",
  775.             s->channels, s->samplerate);
  776.     }
  777.  
  778.     if (s->channels > MAX_CHANNELS)
  779.     {
  780.         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Only mono and stereo streams are supported by now\n");
  781.         return AVERROR_INVALIDDATA;
  782.     }
  783.  
  784.     s->lossless = get_bits1(&gb);
  785.     if (!s->lossless)
  786.         skip_bits(&gb, 3); // XXX FIXME
  787.     s->decorrelation = get_bits(&gb, 2);
  788.     if (s->decorrelation != 3 && s->channels != 2) {
  789.         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid decorrelation %d\n", s->decorrelation);
  790.         return AVERROR_INVALIDDATA;
  791.     }
  792.  
  793.     s->downsampling = get_bits(&gb, 2);
  794.     if (!s->downsampling) {
  795.         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid downsampling value\n");
  796.         return AVERROR_INVALIDDATA;
  797.     }
  798.  
  799.     s->num_taps = (get_bits(&gb, 5)+1)<<5;
  800.     if (get_bits1(&gb)) // XXX FIXME
  801.         av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "Custom quant table\n");
  802.  
  803.     s->block_align = 2048LL*s->samplerate/(44100*s->downsampling);
  804.     s->frame_size = s->channels*s->block_align*s->downsampling;
  805. //    avctx->frame_size = s->block_align;
  806.  
  807.     av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "Sonic: ver: %d ls: %d dr: %d taps: %d block: %d frame: %d downsamp: %d\n",
  808.         version, s->lossless, s->decorrelation, s->num_taps, s->block_align, s->frame_size, s->downsampling);
  809.  
  810.     // generate taps
  811.     s->tap_quant = av_calloc(s->num_taps, sizeof(*s->tap_quant));
  812.     for (i = 0; i < s->num_taps; i++)
  813.         s->tap_quant[i] = ff_sqrt(i+1);
  814.  
  815.     s->predictor_k = av_calloc(s->num_taps, sizeof(*s->predictor_k));
  816.  
  817.     for (i = 0; i < s->channels; i++)
  818.     {
  819.         s->predictor_state[i] = av_calloc(s->num_taps, sizeof(**s->predictor_state));
  820.         if (!s->predictor_state[i])
  821.             return AVERROR(ENOMEM);
  822.     }
  823.  
  824.     for (i = 0; i < s->channels; i++)
  825.     {
  826.         s->coded_samples[i] = av_calloc(s->block_align, sizeof(**s->coded_samples));
  827.         if (!s->coded_samples[i])
  828.             return AVERROR(ENOMEM);
  829.     }
  830.     s->int_samples = av_calloc(s->frame_size, sizeof(*s->int_samples));
  831.  
  832.     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16;
  833.     return 0;
  834. }
  835.  
  836. static av_cold int sonic_decode_close(AVCodecContext *avctx)
  837. {
  838.     SonicContext *s = avctx->priv_data;
  839.     int i;
  840.  
  841.     av_freep(&s->int_samples);
  842.     av_freep(&s->tap_quant);
  843.     av_freep(&s->predictor_k);
  844.  
  845.     for (i = 0; i < s->channels; i++)
  846.     {
  847.         av_freep(&s->predictor_state[i]);
  848.         av_freep(&s->coded_samples[i]);
  849.     }
  850.  
  851.     return 0;
  852. }
  853.  
  854. static int sonic_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
  855.                             void *data, int *got_frame_ptr,
  856.                             AVPacket *avpkt)
  857. {
  858.     const uint8_t *buf = avpkt->data;
  859.     int buf_size = avpkt->size;
  860.     SonicContext *s = avctx->priv_data;
  861.     GetBitContext gb;
  862.     int i, quant, ch, j, ret;
  863.     int16_t *samples;
  864.     AVFrame *frame = data;
  865.  
  866.     if (buf_size == 0) return 0;
  867.  
  868.     frame->nb_samples = s->frame_size / avctx->channels;
  869.     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0)
  870.         return ret;
  871.     samples = (int16_t *)frame->data[0];
  872.  
  873. //    av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "buf_size: %d\n", buf_size);
  874.  
  875.     init_get_bits8(&gb, buf, buf_size);
  876.  
  877.     intlist_read(&gb, s->predictor_k, s->num_taps, 0);
  878.  
  879.     // dequantize
  880.     for (i = 0; i < s->num_taps; i++)
  881.         s->predictor_k[i] *= s->tap_quant[i];
  882.  
  883.     if (s->lossless)
  884.         quant = 1;
  885.     else
  886.         quant = get_ue_golomb(&gb) * SAMPLE_FACTOR;
  887.  
  888. //    av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "quant: %d\n", quant);
  889.  
  890.     for (ch = 0; ch < s->channels; ch++)
  891.     {
  892.         int x = ch;
  893.  
  894.         predictor_init_state(s->predictor_k, s->predictor_state[ch], s->num_taps);
  895.  
  896.         intlist_read(&gb, s->coded_samples[ch], s->block_align, 1);
  897.  
  898.         for (i = 0; i < s->block_align; i++)
  899.         {
  900.             for (j = 0; j < s->downsampling - 1; j++)
  901.             {
  902.                 s->int_samples[x] = predictor_calc_error(s->predictor_k, s->predictor_state[ch], s->num_taps, 0);
  903.                 x += s->channels;
  904.             }
  905.  
  906.             s->int_samples[x] = predictor_calc_error(s->predictor_k, s->predictor_state[ch], s->num_taps, s->coded_samples[ch][i] * quant);
  907.             x += s->channels;
  908.         }
  909.  
  910.         for (i = 0; i < s->num_taps; i++)
  911.             s->predictor_state[ch][i] = s->int_samples[s->frame_size - s->channels + ch - i*s->channels];
  912.     }
  913.  
  914.     switch(s->decorrelation)
  915.     {
  916.         case MID_SIDE:
  917.             for (i = 0; i < s->frame_size; i += s->channels)
  918.             {
  919.                 s->int_samples[i+1] += shift(s->int_samples[i], 1);
  920.                 s->int_samples[i] -= s->int_samples[i+1];
  921.             }
  922.             break;
  923.         case LEFT_SIDE:
  924.             for (i = 0; i < s->frame_size; i += s->channels)
  925.                 s->int_samples[i+1] += s->int_samples[i];
  926.             break;
  927.         case RIGHT_SIDE:
  928.             for (i = 0; i < s->frame_size; i += s->channels)
  929.                 s->int_samples[i] += s->int_samples[i+1];
  930.             break;
  931.     }
  932.  
  933.     if (!s->lossless)
  934.         for (i = 0; i < s->frame_size; i++)
  935.             s->int_samples[i] = shift(s->int_samples[i], SAMPLE_SHIFT);
  936.  
  937.     // internal -> short
  938.     for (i = 0; i < s->frame_size; i++)
  939.         samples[i] = av_clip_int16(s->int_samples[i]);
  940.  
  941.     align_get_bits(&gb);
  942.  
  943.     *got_frame_ptr = 1;
  944.  
  945.     return (get_bits_count(&gb)+7)/8;
  946. }
  947.  
  948. AVCodec ff_sonic_decoder = {
  949.     .name           = "sonic",
  950.     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Sonic"),
  951.     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
  952.     .id             = AV_CODEC_ID_SONIC,
  953.     .priv_data_size = sizeof(SonicContext),
  954.     .init           = sonic_decode_init,
  955.     .close          = sonic_decode_close,
  956.     .decode         = sonic_decode_frame,
  957.     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1 | CODEC_CAP_EXPERIMENTAL,
  958. };
  959. #endif /* CONFIG_SONIC_DECODER */
  960.  
  961. #if CONFIG_SONIC_ENCODER
  962. AVCodec ff_sonic_encoder = {
  963.     .name           = "sonic",
  964.     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Sonic"),
  965.     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
  966.     .id             = AV_CODEC_ID_SONIC,
  967.     .priv_data_size = sizeof(SonicContext),
  968.     .init           = sonic_encode_init,
  969.     .encode2        = sonic_encode_frame,
  970.     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]){ AV_SAMPLE_FMT_S16, AV_SAMPLE_FMT_NONE },
  971.     .capabilities   = CODEC_CAP_EXPERIMENTAL,
  972.     .close          = sonic_encode_close,
  973. };
  974. #endif
  975.  
  976. #if CONFIG_SONIC_LS_ENCODER
  977. AVCodec ff_sonic_ls_encoder = {
  978.     .name           = "sonicls",
  979.     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Sonic lossless"),
  980.     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
  981.     .id             = AV_CODEC_ID_SONIC_LS,
  982.     .priv_data_size = sizeof(SonicContext),
  983.     .init           = sonic_encode_init,
  984.     .encode2        = sonic_encode_frame,
  985.     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]){ AV_SAMPLE_FMT_S16, AV_SAMPLE_FMT_NONE },
  986.     .capabilities   = CODEC_CAP_EXPERIMENTAL,
  987.     .close          = sonic_encode_close,
  988. };
  989. #endif
  990.