mirror of https://github.com/FFmpeg/FFmpeg.git
Originally committed as revision 26206 to svn://svn.ffmpeg.org/ffmpeg/trunkoldabi
Justin Ruggles
14 years ago
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f03424a782
commit
ad6b2c1f6d
4 changed files with 505 additions and 421 deletions
@ -0,0 +1,428 @@ |
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/*
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* The simplest AC-3 encoder |
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* Copyright (c) 2000 Fabrice Bellard |
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* Copyright (c) 2006-2010 Justin Ruggles <justin.ruggles@gmail.com> |
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|
* Copyright (c) 2006-2010 Prakash Punnoor <prakash@punnoor.de> |
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* This file is part of FFmpeg. |
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* FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or |
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* modify it under the terms of the GNU Lesser General Public |
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* License as published by the Free Software Foundation; either |
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* version 2.1 of the License, or (at your option) any later version. |
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* |
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* FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful, |
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|
* but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of |
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|
* MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU |
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* Lesser General Public License for more details. |
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* You should have received a copy of the GNU Lesser General Public |
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* License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software |
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* Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA |
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*/ |
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/**
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* @file |
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* fixed-point AC-3 encoder. |
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*/ |
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#include "ac3enc.c" |
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/** Scale a float value by 2^15, convert to an integer, and clip to range -32767..32767. */ |
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#define FIX15(a) av_clip(SCALE_FLOAT(a, 15), -32767, 32767) |
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/**
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* Finalize MDCT and free allocated memory. |
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*/ |
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static av_cold void mdct_end(AC3MDCTContext *mdct) |
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{ |
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mdct->nbits = 0; |
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av_freep(&mdct->costab); |
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|
av_freep(&mdct->sintab); |
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av_freep(&mdct->xcos1); |
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|
av_freep(&mdct->xsin1); |
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|
av_freep(&mdct->rot_tmp); |
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|
av_freep(&mdct->cplx_tmp); |
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} |
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/**
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|
* Initialize FFT tables. |
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|
* @param ln log2(FFT size) |
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*/ |
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|
static av_cold int fft_init(AVCodecContext *avctx, AC3MDCTContext *mdct, int ln) |
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{ |
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|
int i, n, n2; |
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|
float alpha; |
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|
n = 1 << ln; |
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|
n2 = n >> 1; |
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||||||
|
FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, mdct->costab, n2 * sizeof(*mdct->costab), fft_alloc_fail); |
||||||
|
FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, mdct->sintab, n2 * sizeof(*mdct->sintab), fft_alloc_fail); |
||||||
|
|
||||||
|
for (i = 0; i < n2; i++) { |
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|
alpha = 2.0 * M_PI * i / n; |
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|
mdct->costab[i] = FIX15(cos(alpha)); |
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|
mdct->sintab[i] = FIX15(sin(alpha)); |
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|
} |
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|
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|
return 0; |
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|
fft_alloc_fail: |
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|
mdct_end(mdct); |
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|
return AVERROR(ENOMEM); |
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} |
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|
/**
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|
* Initialize MDCT tables. |
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|
* @param nbits log2(MDCT size) |
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|
*/ |
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|
static av_cold int mdct_init(AVCodecContext *avctx, AC3MDCTContext *mdct, |
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|
int nbits) |
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|
{ |
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|
int i, n, n4, ret; |
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|
|
||||||
|
n = 1 << nbits; |
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|
n4 = n >> 2; |
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|
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|
mdct->nbits = nbits; |
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|
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|
ret = fft_init(avctx, mdct, nbits - 2); |
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|
if (ret) |
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|
return ret; |
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|
mdct->window = ff_ac3_window; |
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|
|
||||||
|
FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, mdct->xcos1, n4 * sizeof(*mdct->xcos1), mdct_alloc_fail); |
||||||
|
FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, mdct->xsin1, n4 * sizeof(*mdct->xsin1), mdct_alloc_fail); |
||||||
|
FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, mdct->rot_tmp, n * sizeof(*mdct->rot_tmp), mdct_alloc_fail); |
||||||
|
FF_ALLOC_OR_GOTO(avctx, mdct->cplx_tmp, n4 * sizeof(*mdct->cplx_tmp), mdct_alloc_fail); |
||||||
|
|
||||||
|
for (i = 0; i < n4; i++) { |
||||||
|
float alpha = 2.0 * M_PI * (i + 1.0 / 8.0) / n; |
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|
mdct->xcos1[i] = FIX15(-cos(alpha)); |
||||||
|
mdct->xsin1[i] = FIX15(-sin(alpha)); |
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|
} |
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|
|
||||||
|
return 0; |
||||||
|
mdct_alloc_fail: |
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|
mdct_end(mdct); |
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|
return AVERROR(ENOMEM); |
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|
} |
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|
|
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|
|
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|
/** Butterfly op */ |
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|
#define BF(pre, pim, qre, qim, pre1, pim1, qre1, qim1) \ |
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{ \
|
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|
int ax, ay, bx, by; \
|
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|
bx = pre1; \
|
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|
by = pim1; \
|
||||||
|
ax = qre1; \
|
||||||
|
ay = qim1; \
|
||||||
|
pre = (bx + ax) >> 1; \
|
||||||
|
pim = (by + ay) >> 1; \
|
||||||
|
qre = (bx - ax) >> 1; \
|
||||||
|
qim = (by - ay) >> 1; \
|
||||||
|
} |
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|
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|
|
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|
/** Complex multiply */ |
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|
#define CMUL(pre, pim, are, aim, bre, bim) \ |
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|
{ \
|
||||||
|
pre = (MUL16(are, bre) - MUL16(aim, bim)) >> 15; \
|
||||||
|
pim = (MUL16(are, bim) + MUL16(bre, aim)) >> 15; \
|
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
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|
* Calculate a 2^n point complex FFT on 2^ln points. |
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|
* @param z complex input/output samples |
||||||
|
* @param ln log2(FFT size) |
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|
*/ |
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|
static void fft(AC3MDCTContext *mdct, IComplex *z, int ln) |
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|
{ |
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|
int j, l, np, np2; |
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|
int nblocks, nloops; |
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|
register IComplex *p,*q; |
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|
int tmp_re, tmp_im; |
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|
|
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|
np = 1 << ln; |
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|
|
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|
/* reverse */ |
||||||
|
for (j = 0; j < np; j++) { |
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|
int k = av_reverse[j] >> (8 - ln); |
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|
if (k < j) |
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|
FFSWAP(IComplex, z[k], z[j]); |
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|
} |
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|
|
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|
/* pass 0 */ |
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|
|
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|
p = &z[0]; |
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|
j = np >> 1; |
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|
do { |
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|
BF(p[0].re, p[0].im, p[1].re, p[1].im, |
||||||
|
p[0].re, p[0].im, p[1].re, p[1].im); |
||||||
|
p += 2; |
||||||
|
} while (--j); |
||||||
|
|
||||||
|
/* pass 1 */ |
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|
|
||||||
|
p = &z[0]; |
||||||
|
j = np >> 2; |
||||||
|
do { |
||||||
|
BF(p[0].re, p[0].im, p[2].re, p[2].im, |
||||||
|
p[0].re, p[0].im, p[2].re, p[2].im); |
||||||
|
BF(p[1].re, p[1].im, p[3].re, p[3].im, |
||||||
|
p[1].re, p[1].im, p[3].im, -p[3].re); |
||||||
|
p+=4; |
||||||
|
} while (--j); |
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|
|
||||||
|
/* pass 2 .. ln-1 */ |
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|
|
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|
nblocks = np >> 3; |
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|
nloops = 1 << 2; |
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|
np2 = np >> 1; |
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|
do { |
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|
p = z; |
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|
q = z + nloops; |
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|
for (j = 0; j < nblocks; j++) { |
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|
BF(p->re, p->im, q->re, q->im, |
||||||
|
p->re, p->im, q->re, q->im); |
||||||
|
p++; |
||||||
|
q++; |
||||||
|
for(l = nblocks; l < np2; l += nblocks) { |
||||||
|
CMUL(tmp_re, tmp_im, mdct->costab[l], -mdct->sintab[l], q->re, q->im); |
||||||
|
BF(p->re, p->im, q->re, q->im, |
||||||
|
p->re, p->im, tmp_re, tmp_im); |
||||||
|
p++; |
||||||
|
q++; |
||||||
|
} |
||||||
|
p += nloops; |
||||||
|
q += nloops; |
||||||
|
} |
||||||
|
nblocks = nblocks >> 1; |
||||||
|
nloops = nloops << 1; |
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|
} while (nblocks); |
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|
} |
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|
|
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|
/**
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|
* Calculate a 512-point MDCT |
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* @param out 256 output frequency coefficients |
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|
* @param in 512 windowed input audio samples |
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*/ |
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|
static void mdct512(AC3MDCTContext *mdct, int32_t *out, int16_t *in) |
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|
{ |
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|
int i, re, im, n, n2, n4; |
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|
int16_t *rot = mdct->rot_tmp; |
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|
IComplex *x = mdct->cplx_tmp; |
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|
|
||||||
|
n = 1 << mdct->nbits; |
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|
n2 = n >> 1; |
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|
n4 = n >> 2; |
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|
|
||||||
|
/* shift to simplify computations */ |
||||||
|
for (i = 0; i <n4; i++) |
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|
rot[i] = -in[i + 3*n4]; |
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|
memcpy(&rot[n4], &in[0], 3*n4*sizeof(*in)); |
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|
|
||||||
|
/* pre rotation */ |
||||||
|
for (i = 0; i < n4; i++) { |
||||||
|
re = ((int)rot[ 2*i] - (int)rot[ n-1-2*i]) >> 1; |
||||||
|
im = -((int)rot[n2+2*i] - (int)rot[n2-1-2*i]) >> 1; |
||||||
|
CMUL(x[i].re, x[i].im, re, im, -mdct->xcos1[i], mdct->xsin1[i]); |
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|
} |
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|
|
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|
fft(mdct, x, mdct->nbits - 2); |
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|
|
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|
/* post rotation */ |
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|
for (i = 0; i < n4; i++) { |
||||||
|
re = x[i].re; |
||||||
|
im = x[i].im; |
||||||
|
CMUL(out[n2-1-2*i], out[2*i], re, im, mdct->xsin1[i], mdct->xcos1[i]); |
||||||
|
} |
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|
} |
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|
|
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|
|
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|
/**
|
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|
* Apply KBD window to input samples prior to MDCT. |
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|
*/ |
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|
static void apply_window(int16_t *output, const int16_t *input, |
||||||
|
const int16_t *window, int n) |
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|
{ |
||||||
|
int i; |
||||||
|
int n2 = n >> 1; |
||||||
|
|
||||||
|
for (i = 0; i < n2; i++) { |
||||||
|
output[i] = MUL16(input[i], window[i]) >> 15; |
||||||
|
output[n-i-1] = MUL16(input[n-i-1], window[i]) >> 15; |
||||||
|
} |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* Calculate the log2() of the maximum absolute value in an array. |
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|
* @param tab input array |
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|
* @param n number of values in the array |
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|
* @return log2(max(abs(tab[]))) |
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|
*/ |
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|
static int log2_tab(int16_t *tab, int n) |
||||||
|
{ |
||||||
|
int i, v; |
||||||
|
|
||||||
|
v = 0; |
||||||
|
for (i = 0; i < n; i++) |
||||||
|
v |= abs(tab[i]); |
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|
|
||||||
|
return av_log2(v); |
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|
} |
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|
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* Left-shift each value in an array by a specified amount. |
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|
* @param tab input array |
||||||
|
* @param n number of values in the array |
||||||
|
* @param lshift left shift amount. a negative value means right shift. |
||||||
|
*/ |
||||||
|
static void lshift_tab(int16_t *tab, int n, int lshift) |
||||||
|
{ |
||||||
|
int i; |
||||||
|
|
||||||
|
if (lshift > 0) { |
||||||
|
for (i = 0; i < n; i++) |
||||||
|
tab[i] <<= lshift; |
||||||
|
} else if (lshift < 0) { |
||||||
|
lshift = -lshift; |
||||||
|
for (i = 0; i < n; i++) |
||||||
|
tab[i] >>= lshift; |
||||||
|
} |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
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|
* Normalize the input samples to use the maximum available precision. |
||||||
|
* This assumes signed 16-bit input samples. Exponents are reduced by 9 to |
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|
* match the 24-bit internal precision for MDCT coefficients. |
||||||
|
* |
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|
* @return exponent shift |
||||||
|
*/ |
||||||
|
static int normalize_samples(AC3EncodeContext *s) |
||||||
|
{ |
||||||
|
int v = 14 - log2_tab(s->windowed_samples, AC3_WINDOW_SIZE); |
||||||
|
v = FFMAX(0, v); |
||||||
|
lshift_tab(s->windowed_samples, AC3_WINDOW_SIZE, v); |
||||||
|
return v - 9; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
#ifdef TEST |
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|
/*************************************************************************/ |
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|
/* TEST */ |
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|
|
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|
#include "libavutil/lfg.h" |
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|
|
||||||
|
#define MDCT_NBITS 9 |
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|
#define MDCT_SAMPLES (1 << MDCT_NBITS) |
||||||
|
#define FN (MDCT_SAMPLES/4) |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
static void fft_test(AC3MDCTContext *mdct, AVLFG *lfg) |
||||||
|
{ |
||||||
|
IComplex in[FN], in1[FN]; |
||||||
|
int k, n, i; |
||||||
|
float sum_re, sum_im, a; |
||||||
|
|
||||||
|
for (i = 0; i < FN; i++) { |
||||||
|
in[i].re = av_lfg_get(lfg) % 65535 - 32767; |
||||||
|
in[i].im = av_lfg_get(lfg) % 65535 - 32767; |
||||||
|
in1[i] = in[i]; |
||||||
|
} |
||||||
|
fft(mdct, in, 7); |
||||||
|
|
||||||
|
/* do it by hand */ |
||||||
|
for (k = 0; k < FN; k++) { |
||||||
|
sum_re = 0; |
||||||
|
sum_im = 0; |
||||||
|
for (n = 0; n < FN; n++) { |
||||||
|
a = -2 * M_PI * (n * k) / FN; |
||||||
|
sum_re += in1[n].re * cos(a) - in1[n].im * sin(a); |
||||||
|
sum_im += in1[n].re * sin(a) + in1[n].im * cos(a); |
||||||
|
} |
||||||
|
av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "%3d: %6d,%6d %6.0f,%6.0f\n", |
||||||
|
k, in[k].re, in[k].im, sum_re / FN, sum_im / FN); |
||||||
|
} |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
static void mdct_test(AC3MDCTContext *mdct, AVLFG *lfg) |
||||||
|
{ |
||||||
|
int16_t input[MDCT_SAMPLES]; |
||||||
|
int32_t output[AC3_MAX_COEFS]; |
||||||
|
float input1[MDCT_SAMPLES]; |
||||||
|
float output1[AC3_MAX_COEFS]; |
||||||
|
float s, a, err, e, emax; |
||||||
|
int i, k, n; |
||||||
|
|
||||||
|
for (i = 0; i < MDCT_SAMPLES; i++) { |
||||||
|
input[i] = (av_lfg_get(lfg) % 65535 - 32767) * 9 / 10; |
||||||
|
input1[i] = input[i]; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
mdct512(mdct, output, input); |
||||||
|
|
||||||
|
/* do it by hand */ |
||||||
|
for (k = 0; k < AC3_MAX_COEFS; k++) { |
||||||
|
s = 0; |
||||||
|
for (n = 0; n < MDCT_SAMPLES; n++) { |
||||||
|
a = (2*M_PI*(2*n+1+MDCT_SAMPLES/2)*(2*k+1) / (4 * MDCT_SAMPLES)); |
||||||
|
s += input1[n] * cos(a); |
||||||
|
} |
||||||
|
output1[k] = -2 * s / MDCT_SAMPLES; |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
err = 0; |
||||||
|
emax = 0; |
||||||
|
for (i = 0; i < AC3_MAX_COEFS; i++) { |
||||||
|
av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "%3d: %7d %7.0f\n", i, output[i], output1[i]); |
||||||
|
e = output[i] - output1[i]; |
||||||
|
if (e > emax) |
||||||
|
emax = e; |
||||||
|
err += e * e; |
||||||
|
} |
||||||
|
av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "err2=%f emax=%f\n", err / AC3_MAX_COEFS, emax); |
||||||
|
} |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
int main(void) |
||||||
|
{ |
||||||
|
AVLFG lfg; |
||||||
|
AC3MDCTContext mdct; |
||||||
|
|
||||||
|
mdct.avctx = NULL; |
||||||
|
av_log_set_level(AV_LOG_DEBUG); |
||||||
|
mdct_init(&mdct, 9); |
||||||
|
|
||||||
|
fft_test(&mdct, &lfg); |
||||||
|
mdct_test(&mdct, &lfg); |
||||||
|
|
||||||
|
return 0; |
||||||
|
} |
||||||
|
#endif /* TEST */ |
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
AVCodec ac3_encoder = { |
||||||
|
"ac3", |
||||||
|
AVMEDIA_TYPE_AUDIO, |
||||||
|
CODEC_ID_AC3, |
||||||
|
sizeof(AC3EncodeContext), |
||||||
|
ac3_encode_init, |
||||||
|
ac3_encode_frame, |
||||||
|
ac3_encode_close, |
||||||
|
NULL, |
||||||
|
.sample_fmts = (const enum AVSampleFormat[]){AV_SAMPLE_FMT_S16,AV_SAMPLE_FMT_NONE}, |
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.long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("ATSC A/52A (AC-3)"), |
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.channel_layouts = ac3_channel_layouts, |
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}; |
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@ -0,0 +1,60 @@ |
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/*
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* The simplest AC-3 encoder |
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* Copyright (c) 2000 Fabrice Bellard |
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* Copyright (c) 2006-2010 Justin Ruggles <justin.ruggles@gmail.com> |
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* Copyright (c) 2006-2010 Prakash Punnoor <prakash@punnoor.de> |
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* |
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* This file is part of FFmpeg. |
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* |
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* FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or |
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|
* modify it under the terms of the GNU Lesser General Public |
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* License as published by the Free Software Foundation; either |
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* version 2.1 of the License, or (at your option) any later version. |
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* |
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|
* FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful, |
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* but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of |
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* MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU |
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* Lesser General Public License for more details. |
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* |
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* You should have received a copy of the GNU Lesser General Public |
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* License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software |
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* Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA |
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*/ |
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/**
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* @file |
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* fixed-point AC-3 encoder header. |
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*/ |
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#ifndef AVCODEC_AC3ENC_FIXED_H |
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#define AVCODEC_AC3ENC_FIXED_H |
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#include <stdint.h> |
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typedef int16_t SampleType; |
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typedef int32_t CoefType; |
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#define SCALE_COEF(a) (a) |
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/**
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* Compex number. |
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* Used in fixed-point MDCT calculation. |
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*/ |
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typedef struct IComplex { |
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int16_t re,im; |
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} IComplex; |
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typedef struct AC3MDCTContext { |
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const int16_t *window; ///< MDCT window function
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int nbits; ///< log2(transform size)
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int16_t *costab; ///< FFT cos table
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int16_t *sintab; ///< FFT sin table
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int16_t *xcos1; ///< MDCT cos table
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int16_t *xsin1; ///< MDCT sin table
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int16_t *rot_tmp; ///< temp buffer for pre-rotated samples
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IComplex *cplx_tmp; ///< temp buffer for complex pre-rotated samples
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} AC3MDCTContext; |
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#endif /* AVCODEC_AC3ENC_FIXED_H */ |
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