imdct.c
上传用户:wstnjxml
上传日期:2014-04-03
资源大小:7248k
文件大小:11k
源码类别:

Windows CE

开发平台:

C/C++

  1. /*
  2.  * imdct.c
  3.  * Copyright (C) 2000-2003 Michel Lespinasse <walken@zoy.org>
  4.  * Copyright (C) 1999-2000 Aaron Holtzman <aholtzma@ess.engr.uvic.ca>
  5.  *
  6.  * The ifft algorithms in this file have been largely inspired by Dan
  7.  * Bernstein's work, djbfft, available at http://cr.yp.to/djbfft.html
  8.  *
  9.  * This file is part of a52dec, a free ATSC A-52 stream decoder.
  10.  * See http://liba52.sourceforge.net/ for updates.
  11.  *
  12.  * a52dec is free software; you can redistribute it and/or modify
  13.  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  14.  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  15.  * (at your option) any later version.
  16.  *
  17.  * a52dec is distributed in the hope that it will be useful,
  18.  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  19.  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  20.  * GNU General Public License for more details.
  21.  *
  22.  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  23.  * along with this program; if not, write to the Free Software
  24.  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  25.  */
  26. #include "a52.h"
  27. #include "a52_internal.h"
  28. #include "mm_accel.h"
  29. typedef struct complex_s {
  30.     sample_t real;
  31.     sample_t imag;
  32. } complex_t;
  33. static uint8_t fftorder[] = {
  34.       0,128, 64,192, 32,160,224, 96, 16,144, 80,208,240,112, 48,176,
  35.       8,136, 72,200, 40,168,232,104,248,120, 56,184, 24,152,216, 88,
  36.       4,132, 68,196, 36,164,228,100, 20,148, 84,212,244,116, 52,180,
  37.     252,124, 60,188, 28,156,220, 92, 12,140, 76,204,236,108, 44,172,
  38.       2,130, 66,194, 34,162,226, 98, 18,146, 82,210,242,114, 50,178,
  39.      10,138, 74,202, 42,170,234,106,250,122, 58,186, 26,154,218, 90,
  40.     254,126, 62,190, 30,158,222, 94, 14,142, 78,206,238,110, 46,174,
  41.       6,134, 70,198, 38,166,230,102,246,118, 54,182, 22,150,214, 86
  42. };
  43. /* Root values for IFFT */
  44. static sample_t roots16[3];
  45. static sample_t roots32[7];
  46. static sample_t roots64[15];
  47. static sample_t roots128[31];
  48. /* Twiddle factors for IMDCT */
  49. static complex_t pre1[128];
  50. static complex_t post1[64];
  51. static complex_t pre2[64];
  52. static complex_t post2[32];
  53. static sample_t a52_imdct_window[256];
  54. static void (* ifft128) (complex_t * buf);
  55. static void (* ifft64) (complex_t * buf);
  56. static inline void ifft2 (complex_t * buf)
  57. {
  58.     sample_t r, i;
  59.     r = buf[0].real;
  60.     i = buf[0].imag;
  61.     buf[0].real += buf[1].real;
  62.     buf[0].imag += buf[1].imag;
  63.     buf[1].real = r - buf[1].real;
  64.     buf[1].imag = i - buf[1].imag;
  65. }
  66. static inline void ifft4 (complex_t * buf)
  67. {
  68.     sample_t tmp1, tmp2, tmp3, tmp4, tmp5, tmp6, tmp7, tmp8;
  69.     tmp1 = buf[0].real + buf[1].real;
  70.     tmp2 = buf[3].real + buf[2].real;
  71.     tmp3 = buf[0].imag + buf[1].imag;
  72.     tmp4 = buf[2].imag + buf[3].imag;
  73.     tmp5 = buf[0].real - buf[1].real;
  74.     tmp6 = buf[0].imag - buf[1].imag;
  75.     tmp7 = buf[2].imag - buf[3].imag;
  76.     tmp8 = buf[3].real - buf[2].real;
  77.     buf[0].real = tmp1 + tmp2;
  78.     buf[0].imag = tmp3 + tmp4;
  79.     buf[2].real = tmp1 - tmp2;
  80.     buf[2].imag = tmp3 - tmp4;
  81.     buf[1].real = tmp5 + tmp7;
  82.     buf[1].imag = tmp6 + tmp8;
  83.     buf[3].real = tmp5 - tmp7;
  84.     buf[3].imag = tmp6 - tmp8;
  85. }
  86. /* basic radix-2 ifft butterfly */
  87. #define BUTTERFLY_0(t0,t1,W0,W1,d0,d1) do {
  88.     t0 = MUL (W1, d1) + MUL (W0, d0);
  89.     t1 = MUL (W0, d1) - MUL (W1, d0);
  90. } while (0)
  91. /* radix-2 ifft butterfly with bias */
  92. #define BUTTERFLY_B(t0,t1,W0,W1,d0,d1) do {
  93.     t0 = BIAS (MUL (d1, W1) + MUL (d0, W0));
  94.     t1 = BIAS (MUL (d1, W0) - MUL (d0, W1));
  95. } while (0)
  96. /* the basic split-radix ifft butterfly */
  97. #define BUTTERFLY(a0,a1,a2,a3,wr,wi) do {
  98.     BUTTERFLY_0 (tmp5, tmp6, wr, wi, a2.real, a2.imag);
  99.     BUTTERFLY_0 (tmp8, tmp7, wr, wi, a3.imag, a3.real);
  100.     tmp1 = tmp5 + tmp7;
  101.     tmp2 = tmp6 + tmp8;
  102.     tmp3 = tmp6 - tmp8;
  103.     tmp4 = tmp7 - tmp5;
  104.     a2.real = a0.real - tmp1;
  105.     a2.imag = a0.imag - tmp2;
  106.     a3.real = a1.real - tmp3;
  107.     a3.imag = a1.imag - tmp4;
  108.     a0.real += tmp1;
  109.     a0.imag += tmp2;
  110.     a1.real += tmp3;
  111.     a1.imag += tmp4;
  112. } while (0)
  113. /* split-radix ifft butterfly, specialized for wr=1 wi=0 */
  114. #define BUTTERFLY_ZERO(a0,a1,a2,a3) do {
  115.     tmp1 = a2.real + a3.real;
  116.     tmp2 = a2.imag + a3.imag;
  117.     tmp3 = a2.imag - a3.imag;
  118.     tmp4 = a3.real - a2.real;
  119.     a2.real = a0.real - tmp1;
  120.     a2.imag = a0.imag - tmp2;
  121.     a3.real = a1.real - tmp3;
  122.     a3.imag = a1.imag - tmp4;
  123.     a0.real += tmp1;
  124.     a0.imag += tmp2;
  125.     a1.real += tmp3;
  126.     a1.imag += tmp4;
  127. } while (0)
  128. /* split-radix ifft butterfly, specialized for wr=wi */
  129. #define BUTTERFLY_HALF(a0,a1,a2,a3,w) do {
  130.     tmp5 = MUL (a2.real + a2.imag, w);
  131.     tmp6 = MUL (a2.imag - a2.real, w);
  132.     tmp7 = MUL (a3.real - a3.imag, w);
  133.     tmp8 = MUL (a3.imag + a3.real, w);
  134.     tmp1 = tmp5 + tmp7;
  135.     tmp2 = tmp6 + tmp8;
  136.     tmp3 = tmp6 - tmp8;
  137.     tmp4 = tmp7 - tmp5;
  138.     a2.real = a0.real - tmp1;
  139.     a2.imag = a0.imag - tmp2;
  140.     a3.real = a1.real - tmp3;
  141.     a3.imag = a1.imag - tmp4;
  142.     a0.real += tmp1;
  143.     a0.imag += tmp2;
  144.     a1.real += tmp3;
  145.     a1.imag += tmp4;
  146. } while (0)
  147. static inline void ifft8 (complex_t * buf)
  148. {
  149.     sample_t tmp1, tmp2, tmp3, tmp4, tmp5, tmp6, tmp7, tmp8;
  150.     ifft4 (buf);
  151.     ifft2 (buf + 4);
  152.     ifft2 (buf + 6);
  153.     BUTTERFLY_ZERO (buf[0], buf[2], buf[4], buf[6]);
  154.     BUTTERFLY_HALF (buf[1], buf[3], buf[5], buf[7], roots16[1]);
  155. }
  156. static void ifft_pass (complex_t * buf, sample_t * weight, int n)
  157. {
  158.     complex_t * buf1;
  159.     complex_t * buf2;
  160.     complex_t * buf3;
  161.     sample_t tmp1, tmp2, tmp3, tmp4, tmp5, tmp6, tmp7, tmp8;
  162.     int i;
  163.     buf++;
  164.     buf1 = buf + n;
  165.     buf2 = buf + 2 * n;
  166.     buf3 = buf + 3 * n;
  167.     BUTTERFLY_ZERO (buf[-1], buf1[-1], buf2[-1], buf3[-1]);
  168.     i = n - 1;
  169.     do {
  170. BUTTERFLY (buf[0], buf1[0], buf2[0], buf3[0],
  171.    weight[0], weight[2*i-n]);
  172. buf++;
  173. buf1++;
  174. buf2++;
  175. buf3++;
  176. weight++;
  177.     } while (--i);
  178. }
  179. static void ifft16 (complex_t * buf)
  180. {
  181.     ifft8 (buf);
  182.     ifft4 (buf + 8);
  183.     ifft4 (buf + 12);
  184.     ifft_pass (buf, roots16, 4);
  185. }
  186. static void ifft32 (complex_t * buf)
  187. {
  188.     ifft16 (buf);
  189.     ifft8 (buf + 16);
  190.     ifft8 (buf + 24);
  191.     ifft_pass (buf, roots32, 8);
  192. }
  193. static void ifft64_c (complex_t * buf)
  194. {
  195.     ifft32 (buf);
  196.     ifft16 (buf + 32);
  197.     ifft16 (buf + 48);
  198.     ifft_pass (buf, roots64, 16);
  199. }
  200. static void ifft128_c (complex_t * buf)
  201. {
  202.     ifft32 (buf);
  203.     ifft16 (buf + 32);
  204.     ifft16 (buf + 48);
  205.     ifft_pass (buf, roots64, 16);
  206.     ifft32 (buf + 64);
  207.     ifft32 (buf + 96);
  208.     ifft_pass (buf, roots128, 32);
  209. }
  210. void a52_imdct_512 (sample_t * data, sample_t * delay, sample_t bias)
  211. {
  212.     int i, k;
  213.     sample_t t_r, t_i, a_r, a_i, b_r, b_i, w_1, w_2;
  214.     const sample_t * window = a52_imdct_window;
  215.     complex_t buf[128];
  216.     for (i = 0; i < 128; i++) {
  217. k = fftorder[i];
  218. t_r = pre1[i].real;
  219. t_i = pre1[i].imag;
  220. BUTTERFLY_0 (buf[i].real, buf[i].imag, t_r, t_i, data[k], data[255-k]);
  221.     }
  222.     ifft128 (buf);
  223.     /* Post IFFT complex multiply plus IFFT complex conjugate*/
  224.     /* Window and convert to real valued signal */
  225.     for (i = 0; i < 64; i++) {
  226. /* y[n] = z[n] * (xcos1[n] + j * xsin1[n]) ; */
  227. t_r = post1[i].real;
  228. t_i = post1[i].imag;
  229. BUTTERFLY_0 (a_r, a_i, t_i, t_r, buf[i].imag, buf[i].real);
  230. BUTTERFLY_0 (b_r, b_i, t_r, t_i, buf[127-i].imag, buf[127-i].real);
  231. w_1 = window[2*i];
  232. w_2 = window[255-2*i];
  233. BUTTERFLY_B (data[255-2*i], data[2*i], w_2, w_1, a_r, delay[2*i]);
  234. delay[2*i] = a_i;
  235. w_1 = window[2*i+1];
  236. w_2 = window[254-2*i];
  237. BUTTERFLY_B (data[2*i+1], data[254-2*i], w_1, w_2, b_r, delay[2*i+1]);
  238. delay[2*i+1] = b_i;
  239.     }
  240. }
  241. void a52_imdct_256 (sample_t * data, sample_t * delay, sample_t bias)
  242. {
  243.     int i, k;
  244.     sample_t t_r, t_i, a_r, a_i, b_r, b_i, c_r, c_i, d_r, d_i, w_1, w_2;
  245.     const sample_t * window = a52_imdct_window;
  246.     complex_t buf1[64], buf2[64];
  247.     /* Pre IFFT complex multiply plus IFFT cmplx conjugate */
  248.     for (i = 0; i < 64; i++) {
  249. k = fftorder[i];
  250. t_r = pre2[i].real;
  251. t_i = pre2[i].imag;
  252. BUTTERFLY_0 (buf1[i].real, buf1[i].imag, t_r, t_i, data[k], data[254-k]);
  253. BUTTERFLY_0 (buf2[i].real, buf2[i].imag, t_r, t_i, data[k+1], data[255-k]);
  254.     }
  255.     ifft64 (buf1);
  256.     ifft64 (buf2);
  257.     /* Post IFFT complex multiply */
  258.     /* Window and convert to real valued signal */
  259.     for (i = 0; i < 32; i++) {
  260. /* y1[n] = z1[n] * (xcos2[n] + j * xs in2[n]) ; */ 
  261. t_r = post2[i].real;
  262. t_i = post2[i].imag;
  263. BUTTERFLY_0 (a_r, a_i, t_i, t_r, buf1[i].imag, buf1[i].real);
  264. BUTTERFLY_0 (b_r, b_i, t_r, t_i, buf1[63-i].imag, buf1[63-i].real);
  265. BUTTERFLY_0 (c_r, c_i, t_i, t_r, buf2[i].imag, buf2[i].real);
  266. BUTTERFLY_0 (d_r, d_i, t_r, t_i, buf2[63-i].imag, buf2[63-i].real);
  267. w_1 = window[2*i];
  268. w_2 = window[255-2*i];
  269. BUTTERFLY_B (data[255-2*i], data[2*i], w_2, w_1, a_r, delay[2*i]);
  270. delay[2*i] = c_i;
  271. w_1 = window[128+2*i];
  272. w_2 = window[127-2*i];
  273. BUTTERFLY_B (data[128+2*i], data[127-2*i], w_1, w_2, a_i, delay[127-2*i]);
  274. delay[127-2*i] = c_r;
  275. w_1 = window[2*i+1];
  276. w_2 = window[254-2*i];
  277. BUTTERFLY_B (data[254-2*i], data[2*i+1], w_2, w_1, b_i, delay[2*i+1]);
  278. delay[2*i+1] = d_r;
  279. w_1 = window[129+2*i];
  280. w_2 = window[126-2*i];
  281. BUTTERFLY_B (data[129+2*i], data[126-2*i], w_1, w_2, b_r, delay[126-2*i]);
  282. delay[126-2*i] = d_i;
  283.     }
  284. }
  285. static double besselI0 (double x)
  286. {
  287.     double bessel = 1;
  288.     int i = 100;
  289.     do
  290. bessel = bessel * x / (i * i) + 1;
  291.     while (--i);
  292.     return bessel;
  293. }
  294. void a52_imdct_init (uint32_t mm_accel)
  295. {
  296.     int i, k;
  297.     double sum;
  298.     double local_imdct_window[256];
  299.     /* compute imdct window - kaiser-bessel derived window, alpha = 5.0 */
  300.     sum = 0;
  301.     for (i = 0; i < 256; i++) {
  302. sum += besselI0 (i * (256 - i) * (5 * M_PI / 256) * (5 * M_PI / 256));
  303. local_imdct_window[i] = sum;
  304.     }
  305.     sum++;
  306.     for (i = 0; i < 256; i++)
  307. a52_imdct_window[i] = SAMPLE (sqrt (local_imdct_window[i] / sum));
  308.     for (i = 0; i < 3; i++)
  309. roots16[i] = SAMPLE (cos ((M_PI / 8) * (i + 1)));
  310.     for (i = 0; i < 7; i++)
  311. roots32[i] = SAMPLE (cos ((M_PI / 16) * (i + 1)));
  312.     for (i = 0; i < 15; i++)
  313. roots64[i] = SAMPLE (cos ((M_PI / 32) * (i + 1)));
  314.     for (i = 0; i < 31; i++)
  315. roots128[i] = SAMPLE (cos ((M_PI / 64) * (i + 1)));
  316.     for (i = 0; i < 64; i++) {
  317. k = fftorder[i] / 2 + 64;
  318. pre1[i].real = SAMPLE (cos ((M_PI / 256) * (k - 0.25)));
  319. pre1[i].imag = SAMPLE (sin ((M_PI / 256) * (k - 0.25)));
  320.     }
  321.     for (i = 64; i < 128; i++) {
  322. k = fftorder[i] / 2 + 64;
  323. pre1[i].real = SAMPLE (-cos ((M_PI / 256) * (k - 0.25)));
  324. pre1[i].imag = SAMPLE (-sin ((M_PI / 256) * (k - 0.25)));
  325.     }
  326.     for (i = 0; i < 64; i++) {
  327. post1[i].real = SAMPLE (cos ((M_PI / 256) * (i + 0.5)));
  328. post1[i].imag = SAMPLE (sin ((M_PI / 256) * (i + 0.5)));
  329.     }
  330.     for (i = 0; i < 64; i++) {
  331. k = fftorder[i] / 4;
  332. pre2[i].real = SAMPLE (cos ((M_PI / 128) * (k - 0.25)));
  333. pre2[i].imag = SAMPLE (sin ((M_PI / 128) * (k - 0.25)));
  334.     }
  335.     for (i = 0; i < 32; i++) {
  336. post2[i].real = SAMPLE (cos ((M_PI / 128) * (i + 0.5)));
  337. post2[i].imag = SAMPLE (sin ((M_PI / 128) * (i + 0.5)));
  338.     }
  339. #ifdef LIBA52_DJBFFT
  340.     if (mm_accel & MM_ACCEL_DJBFFT) {
  341. ifft128 = (void (*) (complex_t *)) fftc4_un128;
  342. ifft64 = (void (*) (complex_t *)) fftc4_un64;
  343.     } else
  344. #endif
  345.     {
  346. ifft128 = ifft128_c;
  347. ifft64 = ifft64_c;
  348.     }
  349. }