g72x.c
上传用户:sy_wanhua
上传日期:2013-07-25
资源大小:3048k
文件大小:15k
源码类别:

流媒体/Mpeg4/MP4

开发平台:

C/C++

  1. /*
  2.  * This source code is a product of Sun Microsystems, Inc. and is provided
  3.  * for unrestricted use.  Users may copy or modify this source code without
  4.  * charge.
  5.  *
  6.  * SUN SOURCE CODE IS PROVIDED AS IS WITH NO WARRANTIES OF ANY KIND INCLUDING
  7.  * THE WARRANTIES OF DESIGN, MERCHANTIBILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
  8.  * PURPOSE, OR ARISING FROM A COURSE OF DEALING, USAGE OR TRADE PRACTICE.
  9.  *
  10.  * Sun source code is provided with no support and without any obligation on
  11.  * the part of Sun Microsystems, Inc. to assist in its use, correction,
  12.  * modification or enhancement.
  13.  *
  14.  * SUN MICROSYSTEMS, INC. SHALL HAVE NO LIABILITY WITH RESPECT TO THE
  15.  * INFRINGEMENT OF COPYRIGHTS, TRADE SECRETS OR ANY PATENTS BY THIS SOFTWARE
  16.  * OR ANY PART THEREOF.
  17.  *
  18.  * In no event will Sun Microsystems, Inc. be liable for any lost revenue
  19.  * or profits or other special, indirect and consequential damages, even if
  20.  * Sun has been advised of the possibility of such damages.
  21.  *
  22.  * Sun Microsystems, Inc.
  23.  * 2550 Garcia Avenue
  24.  * Mountain View, California  94043
  25.  */
  26. /*
  27.  * g72x.c
  28.  *
  29.  * Common routines for G.721 and G.723 conversions.
  30.  */
  31.  
  32. #include <stdio.h>
  33. #include "g72x.h"
  34. #include "private.h"
  35. static 
  36. short power2 [15] = 
  37. { 1, 2, 4, 8, 0x10, 0x20, 0x40, 0x80,
  38. 0x100, 0x200, 0x400, 0x800, 0x1000, 0x2000, 0x4000
  39. } ;
  40. /*
  41.  * quan()
  42.  *
  43.  * quantizes the input val against the table of size short integers.
  44.  * It returns i if table[i - 1] <= val < table[i].
  45.  *
  46.  * Using linear search for simple coding.
  47.  */
  48. static 
  49. int quan (int val, short *table, int size)
  50. {
  51. int i;
  52. for (i = 0; i < size; i++)
  53. if (val < *table++)
  54. break;
  55. return (i);
  56. }
  57. /*
  58.  * fmult()
  59.  *
  60.  * returns the integer product of the 14-bit integer "an" and
  61.  * "floating point" representation (4-bit exponent, 6-bit mantessa) "srn".
  62.  */
  63. static 
  64. int fmult (int an, int srn)
  65. {
  66. short anmag, anexp, anmant;
  67. short wanexp, wanmant;
  68. short retval;
  69. anmag = (an > 0) ? an : ((-an) & 0x1FFF);
  70. anexp = quan(anmag, power2, 15) - 6;
  71. anmant = (anmag == 0) ? 32 :
  72.     (anexp >= 0) ? anmag >> anexp : anmag << -anexp;
  73. wanexp = anexp + ((srn >> 6) & 0xF) - 13;
  74. wanmant = (anmant * (srn & 077) + 0x30) >> 4;
  75. retval = (wanexp >= 0) ? ((wanmant << wanexp) & 0x7FFF) :
  76.     (wanmant >> -wanexp);
  77. return (((an ^ srn) < 0) ? -retval : retval);
  78. }
  79. /*
  80.  * private_init_state()
  81.  *
  82.  * This routine initializes and/or resets the G72x_PRIVATE structure
  83.  * pointed to by 'state_ptr'.
  84.  * All the initial state values are specified in the CCITT G.721 document.
  85.  */
  86. static
  87. void private_init_state (G72x_STATE *state_ptr)
  88. {
  89. int cnta;
  90. state_ptr->yl = 34816;
  91. state_ptr->yu = 544;
  92. state_ptr->dms = 0;
  93. state_ptr->dml = 0;
  94. state_ptr->ap = 0;
  95. for (cnta = 0; cnta < 2; cnta++) {
  96. state_ptr->a[cnta] = 0;
  97. state_ptr->pk[cnta] = 0;
  98. state_ptr->sr[cnta] = 32;
  99. }
  100. for (cnta = 0; cnta < 6; cnta++) {
  101. state_ptr->b[cnta] = 0;
  102. state_ptr->dq[cnta] = 32;
  103. }
  104. state_ptr->td = 0;
  105. } /* private_init_state */
  106. int g72x_reader_init (G72x_DATA *data, int codec)
  107. { G72x_STATE *pstate ;
  108. if (sizeof (data->private) < sizeof (G72x_STATE))
  109. { /* This is for safety only. */
  110. return 1 ;
  111. } ;
  112. memset (data, 0, sizeof (G72x_DATA)) ;
  113. pstate = (G72x_STATE*) data->private ;
  114. private_init_state (pstate) ;
  115. pstate->encoder = NULL ;
  116. switch (codec)
  117. { case G723_16_BITS_PER_SAMPLE : /* 2 bits per sample. */
  118. pstate->decoder = g723_16_decoder ;
  119. data->blocksize = G723_16_BYTES_PER_BLOCK ;
  120. data->samplesperblock = G723_16_SAMPLES_PER_BLOCK ;
  121. pstate->codec_bits = 2 ;
  122. break ;
  123. case G723_24_BITS_PER_SAMPLE : /* 3 bits per sample. */ 
  124. pstate->decoder = g723_24_decoder ;
  125. data->blocksize = G723_24_BYTES_PER_BLOCK ;
  126. data->samplesperblock = G723_24_SAMPLES_PER_BLOCK ;
  127. pstate->codec_bits = 3 ;
  128. break ;
  129. case G721_32_BITS_PER_SAMPLE : /* 4 bits per sample. */
  130. pstate->decoder = g721_decoder ;
  131. data->blocksize = G721_32_BYTES_PER_BLOCK ;
  132. data->samplesperblock = G721_32_SAMPLES_PER_BLOCK ;
  133. pstate->codec_bits = 4 ;
  134. break ;
  135. case G721_40_BITS_PER_SAMPLE : /* 5 bits per sample. */
  136. pstate->decoder = g723_40_decoder ;
  137. data->blocksize = G721_40_BYTES_PER_BLOCK ;
  138. data->samplesperblock = G721_40_SAMPLES_PER_BLOCK ;
  139. pstate->codec_bits = 5 ;
  140. break ;
  141. default : return 1 ;
  142. } ;
  143. return 0 ;
  144. } /* g72x_reader_init */
  145. int g72x_writer_init (G72x_DATA *data, int codec)
  146. { G72x_STATE *pstate ;
  147. if (sizeof (data->private) < sizeof (G72x_STATE))
  148. { /* This is for safety only. Gets optimised out. */
  149. return 1 ;
  150. } ;
  151. memset (data, 0, sizeof (G72x_DATA)) ;
  152. pstate = (G72x_STATE*) data->private ;
  153. private_init_state (pstate) ;
  154. pstate->decoder = NULL ;
  155. switch (codec)
  156. { case G723_16_BITS_PER_SAMPLE : /* 2 bits per sample. */
  157. pstate->encoder = g723_16_encoder ;
  158. data->blocksize = G723_16_BYTES_PER_BLOCK ;
  159. data->samplesperblock = G723_16_SAMPLES_PER_BLOCK ;
  160. pstate->codec_bits = 2 ;
  161. break ;
  162. case G723_24_BITS_PER_SAMPLE : /* 3 bits per sample. */ 
  163. pstate->encoder = g723_24_encoder ;
  164. data->blocksize = G723_24_BYTES_PER_BLOCK ;
  165. data->samplesperblock = G723_24_SAMPLES_PER_BLOCK ;
  166. pstate->codec_bits = 3 ;
  167. break ;
  168. case G721_32_BITS_PER_SAMPLE : /* 4 bits per sample. */
  169. pstate->encoder = g721_encoder ;
  170. data->blocksize = G721_32_BYTES_PER_BLOCK ;
  171. data->samplesperblock = G721_32_SAMPLES_PER_BLOCK ;
  172. pstate->codec_bits = 4 ;
  173. break ;
  174. case G721_40_BITS_PER_SAMPLE : /* 5 bits per sample. */
  175. pstate->encoder = g723_40_encoder ;
  176. data->blocksize = G721_40_BYTES_PER_BLOCK ;
  177. data->samplesperblock = G721_40_SAMPLES_PER_BLOCK ;
  178. pstate->codec_bits = 5 ;
  179. break ;
  180. default : return 1 ;
  181. } ;
  182. return 0 ;
  183. } /* g72x_writer_init */
  184. static
  185. int unpack_bytes (G72x_DATA *data, int bits)
  186. { unsigned int    in_buffer = 0 ;
  187. unsigned char in_byte ;
  188. int k, in_bits = 0, bindex = 0 ;
  189. for (k = 0 ; bindex <= data->blocksize && k < G72x_BLOCK_SIZE ; k++)
  190. { if (in_bits < bits) 
  191. { in_byte = data->block [bindex++] ;
  192. in_buffer |= (in_byte << in_bits);
  193. in_bits += 8;
  194. }
  195. data->samples [k] = in_buffer & ((1 << bits) - 1);
  196. in_buffer >>= bits;
  197. in_bits -= bits;
  198. } ;
  199. return k ;
  200. } /* unpack_bytes */
  201. int g72x_decode_block (G72x_DATA *data)
  202. { G72x_STATE *pstate ;
  203. int k, count ;
  204. pstate = (G72x_STATE*) data->private ;
  205. count = unpack_bytes (data, pstate->codec_bits) ;
  206. for (k = 0 ; k < count ; k++)
  207. data->samples [k] = pstate->decoder (data->samples [k], pstate) ;
  208. return 0 ;
  209. } /* g72x_decode_block */
  210. static
  211. int pack_bytes (G72x_DATA *data, int bits)
  212. {
  213. unsigned int out_buffer = 0 ;
  214. int k, bindex = 0, out_bits = 0 ;
  215. unsigned char out_byte ;
  216. for (k = 0 ; k < G72x_BLOCK_SIZE ; k++)
  217. { out_buffer |= (data->samples [k] << out_bits) ;
  218. out_bits += bits ;
  219. if (out_bits >= 8) 
  220. { out_byte = out_buffer & 0xFF ;
  221. out_bits -= 8 ;
  222. out_buffer >>= 8 ;
  223. data->block [bindex++] = out_byte ;
  224. }
  225. } ;
  226. return bindex ;
  227. } /* pack_bytes */
  228. int g72x_encode_block (G72x_DATA *data)
  229. { G72x_STATE *pstate ;
  230. int k, count ;
  231. pstate = (G72x_STATE*) data->private ;
  232. for (k = 0 ; k < data->samplesperblock ; k++)
  233. data->samples [k] = pstate->encoder (data->samples [k], pstate) ;
  234. count = pack_bytes (data, pstate->codec_bits) ;
  235. return count ;
  236. } /* g72x_encode_block */
  237. /*
  238.  * predictor_zero()
  239.  *
  240.  * computes the estimated signal from 6-zero predictor.
  241.  *
  242.  */
  243. int  predictor_zero (G72x_STATE *state_ptr)
  244. {
  245. int i;
  246. int sezi;
  247. sezi = fmult(state_ptr->b[0] >> 2, state_ptr->dq[0]);
  248. for (i = 1; i < 6; i++) /* ACCUM */
  249. sezi += fmult(state_ptr->b[i] >> 2, state_ptr->dq[i]);
  250. return (sezi);
  251. }
  252. /*
  253.  * predictor_pole()
  254.  *
  255.  * computes the estimated signal from 2-pole predictor.
  256.  *
  257.  */
  258. int  predictor_pole(G72x_STATE *state_ptr)
  259. {
  260. return (fmult(state_ptr->a[1] >> 2, state_ptr->sr[1]) +
  261.     fmult(state_ptr->a[0] >> 2, state_ptr->sr[0]));
  262. }
  263. /*
  264.  * step_size()
  265.  *
  266.  * computes the quantization step size of the adaptive quantizer.
  267.  *
  268.  */
  269. int  step_size (G72x_STATE *state_ptr)
  270. {
  271. int y;
  272. int dif;
  273. int al;
  274. if (state_ptr->ap >= 256)
  275. return (state_ptr->yu);
  276. else {
  277. y = state_ptr->yl >> 6;
  278. dif = state_ptr->yu - y;
  279. al = state_ptr->ap >> 2;
  280. if (dif > 0)
  281. y += (dif * al) >> 6;
  282. else if (dif < 0)
  283. y += (dif * al + 0x3F) >> 6;
  284. return (y);
  285. }
  286. }
  287. /*
  288.  * quantize()
  289.  *
  290.  * Given a raw sample, 'd', of the difference signal and a
  291.  * quantization step size scale factor, 'y', this routine returns the
  292.  * ADPCM codeword to which that sample gets quantized.  The step
  293.  * size scale factor division operation is done in the log base 2 domain
  294.  * as a subtraction.
  295.  */
  296. int quantize(
  297. int d, /* Raw difference signal sample */
  298. int y, /* Step size multiplier */
  299. short *table, /* quantization table */
  300. int size) /* table size of short integers */
  301. {
  302. short dqm; /* Magnitude of 'd' */
  303. short exp; /* Integer part of base 2 log of 'd' */
  304. short mant; /* Fractional part of base 2 log */
  305. short dl; /* Log of magnitude of 'd' */
  306. short dln; /* Step size scale factor normalized log */
  307. int i;
  308. /*
  309.  * LOG
  310.  *
  311.  * Compute base 2 log of 'd', and store in 'dl'.
  312.  */
  313. dqm = abs(d);
  314. exp = quan(dqm >> 1, power2, 15);
  315. mant = ((dqm << 7) >> exp) & 0x7F; /* Fractional portion. */
  316. dl = (exp << 7) + mant;
  317. /*
  318.  * SUBTB
  319.  *
  320.  * "Divide" by step size multiplier.
  321.  */
  322. dln = dl - (y >> 2);
  323. /*
  324.  * QUAN
  325.  *
  326.  * Obtain codword i for 'd'.
  327.  */
  328. i = quan(dln, table, size);
  329. if (d < 0) /* take 1's complement of i */
  330. return ((size << 1) + 1 - i);
  331. else if (i == 0) /* take 1's complement of 0 */
  332. return ((size << 1) + 1); /* new in 1988 */
  333. else
  334. return (i);
  335. }
  336. /*
  337.  * reconstruct()
  338.  *
  339.  * Returns reconstructed difference signal 'dq' obtained from
  340.  * codeword 'i' and quantization step size scale factor 'y'.
  341.  * Multiplication is performed in log base 2 domain as addition.
  342.  */
  343. int
  344. reconstruct(
  345. int sign, /* 0 for non-negative value */
  346. int dqln, /* G.72x codeword */
  347. int y) /* Step size multiplier */
  348. {
  349. short dql; /* Log of 'dq' magnitude */
  350. short dex; /* Integer part of log */
  351. short dqt;
  352. short dq; /* Reconstructed difference signal sample */
  353. dql = dqln + (y >> 2); /* ADDA */
  354. if (dql < 0) {
  355. return ((sign) ? -0x8000 : 0);
  356. } else { /* ANTILOG */
  357. dex = (dql >> 7) & 15;
  358. dqt = 128 + (dql & 127);
  359. dq = (dqt << 7) >> (14 - dex);
  360. return ((sign) ? (dq - 0x8000) : dq);
  361. }
  362. }
  363. /*
  364.  * update()
  365.  *
  366.  * updates the state variables for each output code
  367.  */
  368. void
  369. update(
  370. int code_size, /* distinguish 723_40 with others */
  371. int y, /* quantizer step size */
  372. int wi, /* scale factor multiplier */
  373. int fi, /* for long/short term energies */
  374. int dq, /* quantized prediction difference */
  375. int sr, /* reconstructed signal */
  376. int dqsez, /* difference from 2-pole predictor */
  377. G72x_STATE *state_ptr) /* coder state pointer */
  378. {
  379. int cnt;
  380. short mag, exp; /* Adaptive predictor, FLOAT A */
  381. short a2p = 0; /* LIMC */
  382. short a1ul; /* UPA1 */
  383. short pks1; /* UPA2 */
  384. short fa1;
  385. char tr; /* tone/transition detector */
  386. short ylint, thr2, dqthr;
  387. short   ylfrac, thr1;
  388. short pk0;
  389. pk0 = (dqsez < 0) ? 1 : 0; /* needed in updating predictor poles */
  390. mag = dq & 0x7FFF; /* prediction difference magnitude */
  391. /* TRANS */
  392. ylint = state_ptr->yl >> 15; /* exponent part of yl */
  393. ylfrac = (state_ptr->yl >> 10) & 0x1F; /* fractional part of yl */
  394. thr1 = (32 + ylfrac) << ylint; /* threshold */
  395. thr2 = (ylint > 9) ? 31 << 10 : thr1; /* limit thr2 to 31 << 10 */
  396. dqthr = (thr2 + (thr2 >> 1)) >> 1; /* dqthr = 0.75 * thr2 */
  397. if (state_ptr->td == 0) /* signal supposed voice */
  398. tr = 0;
  399. else if (mag <= dqthr) /* supposed data, but small mag */
  400. tr = 0; /* treated as voice */
  401. else /* signal is data (modem) */
  402. tr = 1;
  403. /*
  404.  * Quantizer scale factor adaptation.
  405.  */
  406. /* FUNCTW & FILTD & DELAY */
  407. /* update non-steady state step size multiplier */
  408. state_ptr->yu = y + ((wi - y) >> 5);
  409. /* LIMB */
  410. if (state_ptr->yu < 544) /* 544 <= yu <= 5120 */
  411. state_ptr->yu = 544;
  412. else if (state_ptr->yu > 5120)
  413. state_ptr->yu = 5120;
  414. /* FILTE & DELAY */
  415. /* update steady state step size multiplier */
  416. state_ptr->yl += state_ptr->yu + ((-state_ptr->yl) >> 6);
  417. /*
  418.  * Adaptive predictor coefficients.
  419.  */
  420. if (tr == 1) { /* reset a's and b's for modem signal */
  421. state_ptr->a[0] = 0;
  422. state_ptr->a[1] = 0;
  423. state_ptr->b[0] = 0;
  424. state_ptr->b[1] = 0;
  425. state_ptr->b[2] = 0;
  426. state_ptr->b[3] = 0;
  427. state_ptr->b[4] = 0;
  428. state_ptr->b[5] = 0;
  429. } else { /* update a's and b's */
  430. pks1 = pk0 ^ state_ptr->pk[0]; /* UPA2 */
  431. /* update predictor pole a[1] */
  432. a2p = state_ptr->a[1] - (state_ptr->a[1] >> 7);
  433. if (dqsez != 0) {
  434. fa1 = (pks1) ? state_ptr->a[0] : -state_ptr->a[0];
  435. if (fa1 < -8191) /* a2p = function of fa1 */
  436. a2p -= 0x100;
  437. else if (fa1 > 8191)
  438. a2p += 0xFF;
  439. else
  440. a2p += fa1 >> 5;
  441. if (pk0 ^ state_ptr->pk[1])
  442. /* LIMC */
  443. if (a2p <= -12160)
  444. a2p = -12288;
  445. else if (a2p >= 12416)
  446. a2p = 12288;
  447. else
  448. a2p -= 0x80;
  449. else if (a2p <= -12416)
  450. a2p = -12288;
  451. else if (a2p >= 12160)
  452. a2p = 12288;
  453. else
  454. a2p += 0x80;
  455. }
  456. /* TRIGB & DELAY */
  457. state_ptr->a[1] = a2p;
  458. /* UPA1 */
  459. /* update predictor pole a[0] */
  460. state_ptr->a[0] -= state_ptr->a[0] >> 8;
  461. if (dqsez != 0)
  462. { if (pks1 == 0)
  463. state_ptr->a[0] += 192;
  464. else
  465. state_ptr->a[0] -= 192;
  466. } ;
  467. /* LIMD */
  468. a1ul = 15360 - a2p;
  469. if (state_ptr->a[0] < -a1ul)
  470. state_ptr->a[0] = -a1ul;
  471. else if (state_ptr->a[0] > a1ul)
  472. state_ptr->a[0] = a1ul;
  473. /* UPB : update predictor zeros b[6] */
  474. for (cnt = 0; cnt < 6; cnt++) {
  475. if (code_size == 5) /* for 40Kbps G.723 */
  476. state_ptr->b[cnt] -= state_ptr->b[cnt] >> 9;
  477. else /* for G.721 and 24Kbps G.723 */
  478. state_ptr->b[cnt] -= state_ptr->b[cnt] >> 8;
  479. if (dq & 0x7FFF) { /* XOR */
  480. if ((dq ^ state_ptr->dq[cnt]) >= 0)
  481. state_ptr->b[cnt] += 128;
  482. else
  483. state_ptr->b[cnt] -= 128;
  484. }
  485. }
  486. }
  487. for (cnt = 5; cnt > 0; cnt--)
  488. state_ptr->dq[cnt] = state_ptr->dq[cnt-1];
  489. /* FLOAT A : convert dq[0] to 4-bit exp, 6-bit mantissa f.p. */
  490. if (mag == 0) {
  491. state_ptr->dq[0] = (dq >= 0) ? 0x20 : 0xFC20;
  492. } else {
  493. exp = quan(mag, power2, 15);
  494. state_ptr->dq[0] = (dq >= 0) ?
  495.     (exp << 6) + ((mag << 6) >> exp) :
  496.     (exp << 6) + ((mag << 6) >> exp) - 0x400;
  497. }
  498. state_ptr->sr[1] = state_ptr->sr[0];
  499. /* FLOAT B : convert sr to 4-bit exp., 6-bit mantissa f.p. */
  500. if (sr == 0) {
  501. state_ptr->sr[0] = 0x20;
  502. } else if (sr > 0) {
  503. exp = quan(sr, power2, 15);
  504. state_ptr->sr[0] = (exp << 6) + ((sr << 6) >> exp);
  505. } else if (sr > -32768) {
  506. mag = -sr;
  507. exp = quan(mag, power2, 15);
  508. state_ptr->sr[0] =  (exp << 6) + ((mag << 6) >> exp) - 0x400;
  509. } else
  510. state_ptr->sr[0] = (short) 0xFC20;
  511. /* DELAY A */
  512. state_ptr->pk[1] = state_ptr->pk[0];
  513. state_ptr->pk[0] = pk0;
  514. /* TONE */
  515. if (tr == 1) /* this sample has been treated as data */
  516. state_ptr->td = 0; /* next one will be treated as voice */
  517. else if (a2p < -11776) /* small sample-to-sample correlation */
  518. state_ptr->td = 1; /* signal may be data */
  519. else /* signal is voice */
  520. state_ptr->td = 0;
  521. /*
  522.  * Adaptation speed control.
  523.  */
  524. state_ptr->dms += (fi - state_ptr->dms) >> 5; /* FILTA */
  525. state_ptr->dml += (((fi << 2) - state_ptr->dml) >> 7); /* FILTB */
  526. if (tr == 1)
  527. state_ptr->ap = 256;
  528. else if (y < 1536) /* SUBTC */
  529. state_ptr->ap += (0x200 - state_ptr->ap) >> 4;
  530. else if (state_ptr->td == 1)
  531. state_ptr->ap += (0x200 - state_ptr->ap) >> 4;
  532. else if (abs((state_ptr->dms << 2) - state_ptr->dml) >=
  533.     (state_ptr->dml >> 3))
  534. state_ptr->ap += (0x200 - state_ptr->ap) >> 4;
  535. else
  536. state_ptr->ap += (-state_ptr->ap) >> 4;
  537. }