~ubuntu-branches/ubuntu/utopic/libav/utopic

« back to all changes in this revision

Viewing changes to libavcodec/amrnbdec.c

  • Committer: Bazaar Package Importer
  • Author(s): Reinhard Tartler
  • Date: 2011-03-20 12:09:31 UTC
  • Revision ID: james.westby@ubuntu.com-20110320120931-nfhi9tiok27gxhw1
Tags: upstream-0.6.2
ImportĀ upstreamĀ versionĀ 0.6.2

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
 
1
/*
 
2
 * AMR narrowband decoder
 
3
 * Copyright (c) 2006-2007 Robert Swain
 
4
 * Copyright (c) 2009 Colin McQuillan
 
5
 *
 
6
 * This file is part of FFmpeg.
 
7
 *
 
8
 * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
 
9
 * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
 
10
 * License as published by the Free Software Foundation; either
 
11
 * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
 
12
 *
 
13
 * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
 
14
 * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 
15
 * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
 
16
 * Lesser General Public License for more details.
 
17
 *
 
18
 * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
 
19
 * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
 
20
 * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
 
21
 */
 
22
 
 
23
 
 
24
/**
 
25
 * @file
 
26
 * AMR narrowband decoder
 
27
 *
 
28
 * This decoder uses floats for simplicity and so is not bit-exact. One
 
29
 * difference is that differences in phase can accumulate. The test sequences
 
30
 * in 3GPP TS 26.074 can still be useful.
 
31
 *
 
32
 * - Comparing this file's output to the output of the ref decoder gives a
 
33
 *   PSNR of 30 to 80. Plotting the output samples shows a difference in
 
34
 *   phase in some areas.
 
35
 *
 
36
 * - Comparing both decoders against their input, this decoder gives a similar
 
37
 *   PSNR. If the test sequence homing frames are removed (this decoder does
 
38
 *   not detect them), the PSNR is at least as good as the reference on 140
 
39
 *   out of 169 tests.
 
40
 */
 
41
 
 
42
 
 
43
#include <string.h>
 
44
#include <math.h>
 
45
 
 
46
#include "avcodec.h"
 
47
#include "get_bits.h"
 
48
#include "libavutil/common.h"
 
49
#include "celp_math.h"
 
50
#include "celp_filters.h"
 
51
#include "acelp_filters.h"
 
52
#include "acelp_vectors.h"
 
53
#include "acelp_pitch_delay.h"
 
54
#include "lsp.h"
 
55
 
 
56
#include "amrnbdata.h"
 
57
 
 
58
#define AMR_BLOCK_SIZE              160   ///< samples per frame
 
59
#define AMR_SAMPLE_BOUND        32768.0   ///< threshold for synthesis overflow
 
60
 
 
61
/**
 
62
 * Scale from constructed speech to [-1,1]
 
63
 *
 
64
 * AMR is designed to produce 16-bit PCM samples (3GPP TS 26.090 4.2) but
 
65
 * upscales by two (section 6.2.2).
 
66
 *
 
67
 * Fundamentally, this scale is determined by energy_mean through
 
68
 * the fixed vector contribution to the excitation vector.
 
69
 */
 
70
#define AMR_SAMPLE_SCALE  (2.0 / 32768.0)
 
71
 
 
72
/** Prediction factor for 12.2kbit/s mode */
 
73
#define PRED_FAC_MODE_12k2             0.65
 
74
 
 
75
#define LSF_R_FAC          (8000.0 / 32768.0) ///< LSF residual tables to Hertz
 
76
#define MIN_LSF_SPACING    (50.0488 / 8000.0) ///< Ensures stability of LPC filter
 
77
#define PITCH_LAG_MIN_MODE_12k2          18   ///< Lower bound on decoded lag search in 12.2kbit/s mode
 
78
 
 
79
/** Initial energy in dB. Also used for bad frames (unimplemented). */
 
80
#define MIN_ENERGY -14.0
 
81
 
 
82
/** Maximum sharpening factor
 
83
 *
 
84
 * The specification says 0.8, which should be 13107, but the reference C code
 
85
 * uses 13017 instead. (Amusingly the same applies to SHARP_MAX in g729dec.c.)
 
86
 */
 
87
#define SHARP_MAX 0.79449462890625
 
88
 
 
89
/** Number of impulse response coefficients used for tilt factor */
 
90
#define AMR_TILT_RESPONSE   22
 
91
/** Tilt factor = 1st reflection coefficient * gamma_t */
 
92
#define AMR_TILT_GAMMA_T   0.8
 
93
/** Adaptive gain control factor used in post-filter */
 
94
#define AMR_AGC_ALPHA      0.9
 
95
 
 
96
typedef struct AMRContext {
 
97
    AMRNBFrame                        frame; ///< decoded AMR parameters (lsf coefficients, codebook indexes, etc)
 
98
    uint8_t             bad_frame_indicator; ///< bad frame ? 1 : 0
 
99
    enum Mode                cur_frame_mode;
 
100
 
 
101
    int16_t     prev_lsf_r[LP_FILTER_ORDER]; ///< residual LSF vector from previous subframe
 
102
    double          lsp[4][LP_FILTER_ORDER]; ///< lsp vectors from current frame
 
103
    double   prev_lsp_sub4[LP_FILTER_ORDER]; ///< lsp vector for the 4th subframe of the previous frame
 
104
 
 
105
    float         lsf_q[4][LP_FILTER_ORDER]; ///< Interpolated LSF vector for fixed gain smoothing
 
106
    float          lsf_avg[LP_FILTER_ORDER]; ///< vector of averaged lsf vector
 
107
 
 
108
    float           lpc[4][LP_FILTER_ORDER]; ///< lpc coefficient vectors for 4 subframes
 
109
 
 
110
    uint8_t                   pitch_lag_int; ///< integer part of pitch lag from current subframe
 
111
 
 
112
    float excitation_buf[PITCH_DELAY_MAX + LP_FILTER_ORDER + 1 + AMR_SUBFRAME_SIZE]; ///< current excitation and all necessary excitation history
 
113
    float                       *excitation; ///< pointer to the current excitation vector in excitation_buf
 
114
 
 
115
    float   pitch_vector[AMR_SUBFRAME_SIZE]; ///< adaptive code book (pitch) vector
 
116
    float   fixed_vector[AMR_SUBFRAME_SIZE]; ///< algebraic codebook (fixed) vector (must be kept zero between frames)
 
117
 
 
118
    float               prediction_error[4]; ///< quantified prediction errors {20log10(^gamma_gc)} for previous four subframes
 
119
    float                     pitch_gain[5]; ///< quantified pitch gains for the current and previous four subframes
 
120
    float                     fixed_gain[5]; ///< quantified fixed gains for the current and previous four subframes
 
121
 
 
122
    float                              beta; ///< previous pitch_gain, bounded by [0.0,SHARP_MAX]
 
123
    uint8_t                      diff_count; ///< the number of subframes for which diff has been above 0.65
 
124
    uint8_t                      hang_count; ///< the number of subframes since a hangover period started
 
125
 
 
126
    float            prev_sparse_fixed_gain; ///< previous fixed gain; used by anti-sparseness processing to determine "onset"
 
127
    uint8_t               prev_ir_filter_nr; ///< previous impulse response filter "impNr": 0 - strong, 1 - medium, 2 - none
 
128
    uint8_t                 ir_filter_onset; ///< flag for impulse response filter strength
 
129
 
 
130
    float                postfilter_mem[10]; ///< previous intermediate values in the formant filter
 
131
    float                          tilt_mem; ///< previous input to tilt compensation filter
 
132
    float                    postfilter_agc; ///< previous factor used for adaptive gain control
 
133
    float                  high_pass_mem[2]; ///< previous intermediate values in the high-pass filter
 
134
 
 
135
    float samples_in[LP_FILTER_ORDER + AMR_SUBFRAME_SIZE]; ///< floating point samples
 
136
 
 
137
} AMRContext;
 
138
 
 
139
/** Double version of ff_weighted_vector_sumf() */
 
140
static void weighted_vector_sumd(double *out, const double *in_a,
 
141
                                 const double *in_b, double weight_coeff_a,
 
142
                                 double weight_coeff_b, int length)
 
143
{
 
144
    int i;
 
145
 
 
146
    for (i = 0; i < length; i++)
 
147
        out[i] = weight_coeff_a * in_a[i]
 
148
               + weight_coeff_b * in_b[i];
 
149
}
 
150
 
 
151
static av_cold int amrnb_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 
152
{
 
153
    AMRContext *p = avctx->priv_data;
 
154
    int i;
 
155
 
 
156
    avctx->sample_fmt = SAMPLE_FMT_FLT;
 
157
 
 
158
    // p->excitation always points to the same position in p->excitation_buf
 
159
    p->excitation = &p->excitation_buf[PITCH_DELAY_MAX + LP_FILTER_ORDER + 1];
 
160
 
 
161
    for (i = 0; i < LP_FILTER_ORDER; i++) {
 
162
        p->prev_lsp_sub4[i] =    lsp_sub4_init[i] * 1000 / (float)(1 << 15);
 
163
        p->lsf_avg[i] = p->lsf_q[3][i] = lsp_avg_init[i] / (float)(1 << 15);
 
164
    }
 
165
 
 
166
    for (i = 0; i < 4; i++)
 
167
        p->prediction_error[i] = MIN_ENERGY;
 
168
 
 
169
    return 0;
 
170
}
 
171
 
 
172
 
 
173
/**
 
174
 * Unpack an RFC4867 speech frame into the AMR frame mode and parameters.
 
175
 *
 
176
 * The order of speech bits is specified by 3GPP TS 26.101.
 
177
 *
 
178
 * @param p the context
 
179
 * @param buf               pointer to the input buffer
 
180
 * @param buf_size          size of the input buffer
 
181
 *
 
182
 * @return the frame mode
 
183
 */
 
184
static enum Mode unpack_bitstream(AMRContext *p, const uint8_t *buf,
 
185
                                  int buf_size)
 
186
{
 
187
    GetBitContext gb;
 
188
    enum Mode mode;
 
189
 
 
190
    init_get_bits(&gb, buf, buf_size * 8);
 
191
 
 
192
    // Decode the first octet.
 
193
    skip_bits(&gb, 1);                        // padding bit
 
194
    mode = get_bits(&gb, 4);                  // frame type
 
195
    p->bad_frame_indicator = !get_bits1(&gb); // quality bit
 
196
    skip_bits(&gb, 2);                        // two padding bits
 
197
 
 
198
    if (mode < MODE_DTX) {
 
199
        uint16_t *data = (uint16_t *)&p->frame;
 
200
        const uint8_t *order = amr_unpacking_bitmaps_per_mode[mode];
 
201
        int field_size;
 
202
 
 
203
        memset(&p->frame, 0, sizeof(AMRNBFrame));
 
204
        buf++;
 
205
        while ((field_size = *order++)) {
 
206
            int field = 0;
 
207
            int field_offset = *order++;
 
208
            while (field_size--) {
 
209
               int bit = *order++;
 
210
               field <<= 1;
 
211
               field |= buf[bit >> 3] >> (bit & 7) & 1;
 
212
            }
 
213
            data[field_offset] = field;
 
214
        }
 
215
    }
 
216
 
 
217
    return mode;
 
218
}
 
219
 
 
220
 
 
221
/// @defgroup amr_lpc_decoding AMR pitch LPC coefficient decoding functions
 
222
/// @{
 
223
 
 
224
/**
 
225
 * Convert an lsf vector into an lsp vector.
 
226
 *
 
227
 * @param lsf               input lsf vector
 
228
 * @param lsp               output lsp vector
 
229
 */
 
230
static void lsf2lsp(const float *lsf, double *lsp)
 
231
{
 
232
    int i;
 
233
 
 
234
    for (i = 0; i < LP_FILTER_ORDER; i++)
 
235
        lsp[i] = cos(2.0 * M_PI * lsf[i]);
 
236
}
 
237
 
 
238
/**
 
239
 * Interpolate the LSF vector (used for fixed gain smoothing).
 
240
 * The interpolation is done over all four subframes even in MODE_12k2.
 
241
 *
 
242
 * @param[in,out] lsf_q     LSFs in [0,1] for each subframe
 
243
 * @param[in]     lsf_new   New LSFs in [0,1] for subframe 4
 
244
 */
 
245
static void interpolate_lsf(float lsf_q[4][LP_FILTER_ORDER], float *lsf_new)
 
246
{
 
247
    int i;
 
248
 
 
249
    for (i = 0; i < 4; i++)
 
250
        ff_weighted_vector_sumf(lsf_q[i], lsf_q[3], lsf_new,
 
251
                                0.25 * (3 - i), 0.25 * (i + 1),
 
252
                                LP_FILTER_ORDER);
 
253
}
 
254
 
 
255
/**
 
256
 * Decode a set of 5 split-matrix quantized lsf indexes into an lsp vector.
 
257
 *
 
258
 * @param p the context
 
259
 * @param lsp output LSP vector
 
260
 * @param lsf_no_r LSF vector without the residual vector added
 
261
 * @param lsf_quantizer pointers to LSF dictionary tables
 
262
 * @param quantizer_offset offset in tables
 
263
 * @param sign for the 3 dictionary table
 
264
 * @param update store data for computing the next frame's LSFs
 
265
 */
 
266
static void lsf2lsp_for_mode12k2(AMRContext *p, double lsp[LP_FILTER_ORDER],
 
267
                                 const float lsf_no_r[LP_FILTER_ORDER],
 
268
                                 const int16_t *lsf_quantizer[5],
 
269
                                 const int quantizer_offset,
 
270
                                 const int sign, const int update)
 
271
{
 
272
    int16_t lsf_r[LP_FILTER_ORDER]; // residual LSF vector
 
273
    float lsf_q[LP_FILTER_ORDER]; // quantified LSF vector
 
274
    int i;
 
275
 
 
276
    for (i = 0; i < LP_FILTER_ORDER >> 1; i++)
 
277
        memcpy(&lsf_r[i << 1], &lsf_quantizer[i][quantizer_offset],
 
278
               2 * sizeof(*lsf_r));
 
279
 
 
280
    if (sign) {
 
281
        lsf_r[4] *= -1;
 
282
        lsf_r[5] *= -1;
 
283
    }
 
284
 
 
285
    if (update)
 
286
        memcpy(p->prev_lsf_r, lsf_r, LP_FILTER_ORDER * sizeof(float));
 
287
 
 
288
    for (i = 0; i < LP_FILTER_ORDER; i++)
 
289
        lsf_q[i] = lsf_r[i] * (LSF_R_FAC / 8000.0) + lsf_no_r[i] * (1.0 / 8000.0);
 
290
 
 
291
    ff_set_min_dist_lsf(lsf_q, MIN_LSF_SPACING, LP_FILTER_ORDER);
 
292
 
 
293
    if (update)
 
294
        interpolate_lsf(p->lsf_q, lsf_q);
 
295
 
 
296
    lsf2lsp(lsf_q, lsp);
 
297
}
 
298
 
 
299
/**
 
300
 * Decode a set of 5 split-matrix quantized lsf indexes into 2 lsp vectors.
 
301
 *
 
302
 * @param p                 pointer to the AMRContext
 
303
 */
 
304
static void lsf2lsp_5(AMRContext *p)
 
305
{
 
306
    const uint16_t *lsf_param = p->frame.lsf;
 
307
    float lsf_no_r[LP_FILTER_ORDER]; // LSFs without the residual vector
 
308
    const int16_t *lsf_quantizer[5];
 
309
    int i;
 
310
 
 
311
    lsf_quantizer[0] = lsf_5_1[lsf_param[0]];
 
312
    lsf_quantizer[1] = lsf_5_2[lsf_param[1]];
 
313
    lsf_quantizer[2] = lsf_5_3[lsf_param[2] >> 1];
 
314
    lsf_quantizer[3] = lsf_5_4[lsf_param[3]];
 
315
    lsf_quantizer[4] = lsf_5_5[lsf_param[4]];
 
316
 
 
317
    for (i = 0; i < LP_FILTER_ORDER; i++)
 
318
        lsf_no_r[i] = p->prev_lsf_r[i] * LSF_R_FAC * PRED_FAC_MODE_12k2 + lsf_5_mean[i];
 
319
 
 
320
    lsf2lsp_for_mode12k2(p, p->lsp[1], lsf_no_r, lsf_quantizer, 0, lsf_param[2] & 1, 0);
 
321
    lsf2lsp_for_mode12k2(p, p->lsp[3], lsf_no_r, lsf_quantizer, 2, lsf_param[2] & 1, 1);
 
322
 
 
323
    // interpolate LSP vectors at subframes 1 and 3
 
324
    weighted_vector_sumd(p->lsp[0], p->prev_lsp_sub4, p->lsp[1], 0.5, 0.5, LP_FILTER_ORDER);
 
325
    weighted_vector_sumd(p->lsp[2], p->lsp[1]       , p->lsp[3], 0.5, 0.5, LP_FILTER_ORDER);
 
326
}
 
327
 
 
328
/**
 
329
 * Decode a set of 3 split-matrix quantized lsf indexes into an lsp vector.
 
330
 *
 
331
 * @param p                 pointer to the AMRContext
 
332
 */
 
333
static void lsf2lsp_3(AMRContext *p)
 
334
{
 
335
    const uint16_t *lsf_param = p->frame.lsf;
 
336
    int16_t lsf_r[LP_FILTER_ORDER]; // residual LSF vector
 
337
    float lsf_q[LP_FILTER_ORDER]; // quantified LSF vector
 
338
    const int16_t *lsf_quantizer;
 
339
    int i, j;
 
340
 
 
341
    lsf_quantizer = (p->cur_frame_mode == MODE_7k95 ? lsf_3_1_MODE_7k95 : lsf_3_1)[lsf_param[0]];
 
342
    memcpy(lsf_r, lsf_quantizer, 3 * sizeof(*lsf_r));
 
343
 
 
344
    lsf_quantizer = lsf_3_2[lsf_param[1] << (p->cur_frame_mode <= MODE_5k15)];
 
345
    memcpy(lsf_r + 3, lsf_quantizer, 3 * sizeof(*lsf_r));
 
346
 
 
347
    lsf_quantizer = (p->cur_frame_mode <= MODE_5k15 ? lsf_3_3_MODE_5k15 : lsf_3_3)[lsf_param[2]];
 
348
    memcpy(lsf_r + 6, lsf_quantizer, 4 * sizeof(*lsf_r));
 
349
 
 
350
    // calculate mean-removed LSF vector and add mean
 
351
    for (i = 0; i < LP_FILTER_ORDER; i++)
 
352
        lsf_q[i] = (lsf_r[i] + p->prev_lsf_r[i] * pred_fac[i]) * (LSF_R_FAC / 8000.0) + lsf_3_mean[i] * (1.0 / 8000.0);
 
353
 
 
354
    ff_set_min_dist_lsf(lsf_q, MIN_LSF_SPACING, LP_FILTER_ORDER);
 
355
 
 
356
    // store data for computing the next frame's LSFs
 
357
    interpolate_lsf(p->lsf_q, lsf_q);
 
358
    memcpy(p->prev_lsf_r, lsf_r, LP_FILTER_ORDER * sizeof(*lsf_r));
 
359
 
 
360
    lsf2lsp(lsf_q, p->lsp[3]);
 
361
 
 
362
    // interpolate LSP vectors at subframes 1, 2 and 3
 
363
    for (i = 1; i <= 3; i++)
 
364
        for(j = 0; j < LP_FILTER_ORDER; j++)
 
365
            p->lsp[i-1][j] = p->prev_lsp_sub4[j] +
 
366
                (p->lsp[3][j] - p->prev_lsp_sub4[j]) * 0.25 * i;
 
367
}
 
368
 
 
369
/// @}
 
370
 
 
371
 
 
372
/// @defgroup amr_pitch_vector_decoding AMR pitch vector decoding functions
 
373
/// @{
 
374
 
 
375
/**
 
376
 * Like ff_decode_pitch_lag(), but with 1/6 resolution
 
377
 */
 
378
static void decode_pitch_lag_1_6(int *lag_int, int *lag_frac, int pitch_index,
 
379
                                 const int prev_lag_int, const int subframe)
 
380
{
 
381
    if (subframe == 0 || subframe == 2) {
 
382
        if (pitch_index < 463) {
 
383
            *lag_int  = (pitch_index + 107) * 10923 >> 16;
 
384
            *lag_frac = pitch_index - *lag_int * 6 + 105;
 
385
        } else {
 
386
            *lag_int  = pitch_index - 368;
 
387
            *lag_frac = 0;
 
388
        }
 
389
    } else {
 
390
        *lag_int  = ((pitch_index + 5) * 10923 >> 16) - 1;
 
391
        *lag_frac = pitch_index - *lag_int * 6 - 3;
 
392
        *lag_int += av_clip(prev_lag_int - 5, PITCH_LAG_MIN_MODE_12k2,
 
393
                            PITCH_DELAY_MAX - 9);
 
394
    }
 
395
}
 
396
 
 
397
static void decode_pitch_vector(AMRContext *p,
 
398
                                const AMRNBSubframe *amr_subframe,
 
399
                                const int subframe)
 
400
{
 
401
    int pitch_lag_int, pitch_lag_frac;
 
402
    enum Mode mode = p->cur_frame_mode;
 
403
 
 
404
    if (p->cur_frame_mode == MODE_12k2) {
 
405
        decode_pitch_lag_1_6(&pitch_lag_int, &pitch_lag_frac,
 
406
                             amr_subframe->p_lag, p->pitch_lag_int,
 
407
                             subframe);
 
408
    } else
 
409
        ff_decode_pitch_lag(&pitch_lag_int, &pitch_lag_frac,
 
410
                            amr_subframe->p_lag,
 
411
                            p->pitch_lag_int, subframe,
 
412
                            mode != MODE_4k75 && mode != MODE_5k15,
 
413
                            mode <= MODE_6k7 ? 4 : (mode == MODE_7k95 ? 5 : 6));
 
414
 
 
415
    p->pitch_lag_int = pitch_lag_int; // store previous lag in a uint8_t
 
416
 
 
417
    pitch_lag_frac <<= (p->cur_frame_mode != MODE_12k2);
 
418
 
 
419
    pitch_lag_int += pitch_lag_frac > 0;
 
420
 
 
421
    /* Calculate the pitch vector by interpolating the past excitation at the
 
422
       pitch lag using a b60 hamming windowed sinc function.   */
 
423
    ff_acelp_interpolatef(p->excitation, p->excitation + 1 - pitch_lag_int,
 
424
                          ff_b60_sinc, 6,
 
425
                          pitch_lag_frac + 6 - 6*(pitch_lag_frac > 0),
 
426
                          10, AMR_SUBFRAME_SIZE);
 
427
 
 
428
    memcpy(p->pitch_vector, p->excitation, AMR_SUBFRAME_SIZE * sizeof(float));
 
429
}
 
430
 
 
431
/// @}
 
432
 
 
433
 
 
434
/// @defgroup amr_algebraic_code_book AMR algebraic code book (fixed) vector decoding functions
 
435
/// @{
 
436
 
 
437
/**
 
438
 * Decode a 10-bit algebraic codebook index from a 10.2 kbit/s frame.
 
439
 */
 
440
static void decode_10bit_pulse(int code, int pulse_position[8],
 
441
                               int i1, int i2, int i3)
 
442
{
 
443
    // coded using 7+3 bits with the 3 LSBs being, individually, the LSB of 1 of
 
444
    // the 3 pulses and the upper 7 bits being coded in base 5
 
445
    const uint8_t *positions = base_five_table[code >> 3];
 
446
    pulse_position[i1] = (positions[2] << 1) + ( code       & 1);
 
447
    pulse_position[i2] = (positions[1] << 1) + ((code >> 1) & 1);
 
448
    pulse_position[i3] = (positions[0] << 1) + ((code >> 2) & 1);
 
449
}
 
450
 
 
451
/**
 
452
 * Decode the algebraic codebook index to pulse positions and signs and
 
453
 * construct the algebraic codebook vector for MODE_10k2.
 
454
 *
 
455
 * @param fixed_index          positions of the eight pulses
 
456
 * @param fixed_sparse         pointer to the algebraic codebook vector
 
457
 */
 
458
static void decode_8_pulses_31bits(const int16_t *fixed_index,
 
459
                                   AMRFixed *fixed_sparse)
 
460
{
 
461
    int pulse_position[8];
 
462
    int i, temp;
 
463
 
 
464
    decode_10bit_pulse(fixed_index[4], pulse_position, 0, 4, 1);
 
465
    decode_10bit_pulse(fixed_index[5], pulse_position, 2, 6, 5);
 
466
 
 
467
    // coded using 5+2 bits with the 2 LSBs being, individually, the LSB of 1 of
 
468
    // the 2 pulses and the upper 5 bits being coded in base 5
 
469
    temp = ((fixed_index[6] >> 2) * 25 + 12) >> 5;
 
470
    pulse_position[3] = temp % 5;
 
471
    pulse_position[7] = temp / 5;
 
472
    if (pulse_position[7] & 1)
 
473
        pulse_position[3] = 4 - pulse_position[3];
 
474
    pulse_position[3] = (pulse_position[3] << 1) + ( fixed_index[6]       & 1);
 
475
    pulse_position[7] = (pulse_position[7] << 1) + ((fixed_index[6] >> 1) & 1);
 
476
 
 
477
    fixed_sparse->n = 8;
 
478
    for (i = 0; i < 4; i++) {
 
479
        const int pos1   = (pulse_position[i]     << 2) + i;
 
480
        const int pos2   = (pulse_position[i + 4] << 2) + i;
 
481
        const float sign = fixed_index[i] ? -1.0 : 1.0;
 
482
        fixed_sparse->x[i    ] = pos1;
 
483
        fixed_sparse->x[i + 4] = pos2;
 
484
        fixed_sparse->y[i    ] = sign;
 
485
        fixed_sparse->y[i + 4] = pos2 < pos1 ? -sign : sign;
 
486
    }
 
487
}
 
488
 
 
489
/**
 
490
 * Decode the algebraic codebook index to pulse positions and signs,
 
491
 * then construct the algebraic codebook vector.
 
492
 *
 
493
 *                              nb of pulses | bits encoding pulses
 
494
 * For MODE_4k75 or MODE_5k15,             2 | 1-3, 4-6, 7
 
495
 *                  MODE_5k9,              2 | 1,   2-4, 5-6, 7-9
 
496
 *                  MODE_6k7,              3 | 1-3, 4,   5-7, 8,  9-11
 
497
 *      MODE_7k4 or MODE_7k95,             4 | 1-3, 4-6, 7-9, 10, 11-13
 
498
 *
 
499
 * @param fixed_sparse pointer to the algebraic codebook vector
 
500
 * @param pulses       algebraic codebook indexes
 
501
 * @param mode         mode of the current frame
 
502
 * @param subframe     current subframe number
 
503
 */
 
504
static void decode_fixed_sparse(AMRFixed *fixed_sparse, const uint16_t *pulses,
 
505
                                const enum Mode mode, const int subframe)
 
506
{
 
507
    assert(MODE_4k75 <= mode && mode <= MODE_12k2);
 
508
 
 
509
    if (mode == MODE_12k2) {
 
510
        ff_decode_10_pulses_35bits(pulses, fixed_sparse, gray_decode, 5, 3);
 
511
    } else if (mode == MODE_10k2) {
 
512
        decode_8_pulses_31bits(pulses, fixed_sparse);
 
513
    } else {
 
514
        int *pulse_position = fixed_sparse->x;
 
515
        int i, pulse_subset;
 
516
        const int fixed_index = pulses[0];
 
517
 
 
518
        if (mode <= MODE_5k15) {
 
519
            pulse_subset      = ((fixed_index >> 3) & 8)     + (subframe << 1);
 
520
            pulse_position[0] = ( fixed_index       & 7) * 5 + track_position[pulse_subset];
 
521
            pulse_position[1] = ((fixed_index >> 3) & 7) * 5 + track_position[pulse_subset + 1];
 
522
            fixed_sparse->n = 2;
 
523
        } else if (mode == MODE_5k9) {
 
524
            pulse_subset      = ((fixed_index & 1) << 1) + 1;
 
525
            pulse_position[0] = ((fixed_index >> 1) & 7) * 5 + pulse_subset;
 
526
            pulse_subset      = (fixed_index  >> 4) & 3;
 
527
            pulse_position[1] = ((fixed_index >> 6) & 7) * 5 + pulse_subset + (pulse_subset == 3 ? 1 : 0);
 
528
            fixed_sparse->n = pulse_position[0] == pulse_position[1] ? 1 : 2;
 
529
        } else if (mode == MODE_6k7) {
 
530
            pulse_position[0] = (fixed_index        & 7) * 5;
 
531
            pulse_subset      = (fixed_index  >> 2) & 2;
 
532
            pulse_position[1] = ((fixed_index >> 4) & 7) * 5 + pulse_subset + 1;
 
533
            pulse_subset      = (fixed_index  >> 6) & 2;
 
534
            pulse_position[2] = ((fixed_index >> 8) & 7) * 5 + pulse_subset + 2;
 
535
            fixed_sparse->n = 3;
 
536
        } else { // mode <= MODE_7k95
 
537
            pulse_position[0] = gray_decode[ fixed_index        & 7];
 
538
            pulse_position[1] = gray_decode[(fixed_index >> 3)  & 7] + 1;
 
539
            pulse_position[2] = gray_decode[(fixed_index >> 6)  & 7] + 2;
 
540
            pulse_subset      = (fixed_index >> 9) & 1;
 
541
            pulse_position[3] = gray_decode[(fixed_index >> 10) & 7] + pulse_subset + 3;
 
542
            fixed_sparse->n = 4;
 
543
        }
 
544
        for (i = 0; i < fixed_sparse->n; i++)
 
545
            fixed_sparse->y[i] = (pulses[1] >> i) & 1 ? 1.0 : -1.0;
 
546
    }
 
547
}
 
548
 
 
549
/**
 
550
 * Apply pitch lag to obtain the sharpened fixed vector (section 6.1.2)
 
551
 *
 
552
 * @param p the context
 
553
 * @param subframe unpacked amr subframe
 
554
 * @param mode mode of the current frame
 
555
 * @param fixed_sparse sparse respresentation of the fixed vector
 
556
 */
 
557
static void pitch_sharpening(AMRContext *p, int subframe, enum Mode mode,
 
558
                             AMRFixed *fixed_sparse)
 
559
{
 
560
    // The spec suggests the current pitch gain is always used, but in other
 
561
    // modes the pitch and codebook gains are joinly quantized (sec 5.8.2)
 
562
    // so the codebook gain cannot depend on the quantized pitch gain.
 
563
    if (mode == MODE_12k2)
 
564
        p->beta = FFMIN(p->pitch_gain[4], 1.0);
 
565
 
 
566
    fixed_sparse->pitch_lag  = p->pitch_lag_int;
 
567
    fixed_sparse->pitch_fac  = p->beta;
 
568
 
 
569
    // Save pitch sharpening factor for the next subframe
 
570
    // MODE_4k75 only updates on the 2nd and 4th subframes - this follows from
 
571
    // the fact that the gains for two subframes are jointly quantized.
 
572
    if (mode != MODE_4k75 || subframe & 1)
 
573
        p->beta = av_clipf(p->pitch_gain[4], 0.0, SHARP_MAX);
 
574
}
 
575
/// @}
 
576
 
 
577
 
 
578
/// @defgroup amr_gain_decoding AMR gain decoding functions
 
579
/// @{
 
580
 
 
581
/**
 
582
 * fixed gain smoothing
 
583
 * Note that where the spec specifies the "spectrum in the q domain"
 
584
 * in section 6.1.4, in fact frequencies should be used.
 
585
 *
 
586
 * @param p the context
 
587
 * @param lsf LSFs for the current subframe, in the range [0,1]
 
588
 * @param lsf_avg averaged LSFs
 
589
 * @param mode mode of the current frame
 
590
 *
 
591
 * @return fixed gain smoothed
 
592
 */
 
593
static float fixed_gain_smooth(AMRContext *p , const float *lsf,
 
594
                               const float *lsf_avg, const enum Mode mode)
 
595
{
 
596
    float diff = 0.0;
 
597
    int i;
 
598
 
 
599
    for (i = 0; i < LP_FILTER_ORDER; i++)
 
600
        diff += fabs(lsf_avg[i] - lsf[i]) / lsf_avg[i];
 
601
 
 
602
    // If diff is large for ten subframes, disable smoothing for a 40-subframe
 
603
    // hangover period.
 
604
    p->diff_count++;
 
605
    if (diff <= 0.65)
 
606
        p->diff_count = 0;
 
607
 
 
608
    if (p->diff_count > 10) {
 
609
        p->hang_count = 0;
 
610
        p->diff_count--; // don't let diff_count overflow
 
611
    }
 
612
 
 
613
    if (p->hang_count < 40) {
 
614
        p->hang_count++;
 
615
    } else if (mode < MODE_7k4 || mode == MODE_10k2) {
 
616
        const float smoothing_factor = av_clipf(4.0 * diff - 1.6, 0.0, 1.0);
 
617
        const float fixed_gain_mean = (p->fixed_gain[0] + p->fixed_gain[1] +
 
618
                                       p->fixed_gain[2] + p->fixed_gain[3] +
 
619
                                       p->fixed_gain[4]) * 0.2;
 
620
        return smoothing_factor * p->fixed_gain[4] +
 
621
               (1.0 - smoothing_factor) * fixed_gain_mean;
 
622
    }
 
623
    return p->fixed_gain[4];
 
624
}
 
625
 
 
626
/**
 
627
 * Decode pitch gain and fixed gain factor (part of section 6.1.3).
 
628
 *
 
629
 * @param p the context
 
630
 * @param amr_subframe unpacked amr subframe
 
631
 * @param mode mode of the current frame
 
632
 * @param subframe current subframe number
 
633
 * @param fixed_gain_factor decoded gain correction factor
 
634
 */
 
635
static void decode_gains(AMRContext *p, const AMRNBSubframe *amr_subframe,
 
636
                         const enum Mode mode, const int subframe,
 
637
                         float *fixed_gain_factor)
 
638
{
 
639
    if (mode == MODE_12k2 || mode == MODE_7k95) {
 
640
        p->pitch_gain[4]   = qua_gain_pit [amr_subframe->p_gain    ]
 
641
            * (1.0 / 16384.0);
 
642
        *fixed_gain_factor = qua_gain_code[amr_subframe->fixed_gain]
 
643
            * (1.0 /  2048.0);
 
644
    } else {
 
645
        const uint16_t *gains;
 
646
 
 
647
        if (mode >= MODE_6k7) {
 
648
            gains = gains_high[amr_subframe->p_gain];
 
649
        } else if (mode >= MODE_5k15) {
 
650
            gains = gains_low [amr_subframe->p_gain];
 
651
        } else {
 
652
            // gain index is only coded in subframes 0,2 for MODE_4k75
 
653
            gains = gains_MODE_4k75[(p->frame.subframe[subframe & 2].p_gain << 1) + (subframe & 1)];
 
654
        }
 
655
 
 
656
        p->pitch_gain[4]   = gains[0] * (1.0 / 16384.0);
 
657
        *fixed_gain_factor = gains[1] * (1.0 /  4096.0);
 
658
    }
 
659
}
 
660
 
 
661
/// @}
 
662
 
 
663
 
 
664
/// @defgroup amr_pre_processing AMR pre-processing functions
 
665
/// @{
 
666
 
 
667
/**
 
668
 * Circularly convolve a sparse fixed vector with a phase dispersion impulse
 
669
 * response filter (D.6.2 of G.729 and 6.1.5 of AMR).
 
670
 *
 
671
 * @param out vector with filter applied
 
672
 * @param in source vector
 
673
 * @param filter phase filter coefficients
 
674
 *
 
675
 *  out[n] = sum(i,0,len-1){ in[i] * filter[(len + n - i)%len] }
 
676
 */
 
677
static void apply_ir_filter(float *out, const AMRFixed *in,
 
678
                            const float *filter)
 
679
{
 
680
    float filter1[AMR_SUBFRAME_SIZE],     //!< filters at pitch lag*1 and *2
 
681
          filter2[AMR_SUBFRAME_SIZE];
 
682
    int   lag = in->pitch_lag;
 
683
    float fac = in->pitch_fac;
 
684
    int i;
 
685
 
 
686
    if (lag < AMR_SUBFRAME_SIZE) {
 
687
        ff_celp_circ_addf(filter1, filter, filter, lag, fac,
 
688
                          AMR_SUBFRAME_SIZE);
 
689
 
 
690
        if (lag < AMR_SUBFRAME_SIZE >> 1)
 
691
            ff_celp_circ_addf(filter2, filter, filter1, lag, fac,
 
692
                              AMR_SUBFRAME_SIZE);
 
693
    }
 
694
 
 
695
    memset(out, 0, sizeof(float) * AMR_SUBFRAME_SIZE);
 
696
    for (i = 0; i < in->n; i++) {
 
697
        int   x = in->x[i];
 
698
        float y = in->y[i];
 
699
        const float *filterp;
 
700
 
 
701
        if (x >= AMR_SUBFRAME_SIZE - lag) {
 
702
            filterp = filter;
 
703
        } else if (x >= AMR_SUBFRAME_SIZE - (lag << 1)) {
 
704
            filterp = filter1;
 
705
        } else
 
706
            filterp = filter2;
 
707
 
 
708
        ff_celp_circ_addf(out, out, filterp, x, y, AMR_SUBFRAME_SIZE);
 
709
    }
 
710
}
 
711
 
 
712
/**
 
713
 * Reduce fixed vector sparseness by smoothing with one of three IR filters.
 
714
 * Also know as "adaptive phase dispersion".
 
715
 *
 
716
 * This implements 3GPP TS 26.090 section 6.1(5).
 
717
 *
 
718
 * @param p the context
 
719
 * @param fixed_sparse algebraic codebook vector
 
720
 * @param fixed_vector unfiltered fixed vector
 
721
 * @param fixed_gain smoothed gain
 
722
 * @param out space for modified vector if necessary
 
723
 */
 
724
static const float *anti_sparseness(AMRContext *p, AMRFixed *fixed_sparse,
 
725
                                    const float *fixed_vector,
 
726
                                    float fixed_gain, float *out)
 
727
{
 
728
    int ir_filter_nr;
 
729
 
 
730
    if (p->pitch_gain[4] < 0.6) {
 
731
        ir_filter_nr = 0;      // strong filtering
 
732
    } else if (p->pitch_gain[4] < 0.9) {
 
733
        ir_filter_nr = 1;      // medium filtering
 
734
    } else
 
735
        ir_filter_nr = 2;      // no filtering
 
736
 
 
737
    // detect 'onset'
 
738
    if (fixed_gain > 2.0 * p->prev_sparse_fixed_gain) {
 
739
        p->ir_filter_onset = 2;
 
740
    } else if (p->ir_filter_onset)
 
741
        p->ir_filter_onset--;
 
742
 
 
743
    if (!p->ir_filter_onset) {
 
744
        int i, count = 0;
 
745
 
 
746
        for (i = 0; i < 5; i++)
 
747
            if (p->pitch_gain[i] < 0.6)
 
748
                count++;
 
749
        if (count > 2)
 
750
            ir_filter_nr = 0;
 
751
 
 
752
        if (ir_filter_nr > p->prev_ir_filter_nr + 1)
 
753
            ir_filter_nr--;
 
754
    } else if (ir_filter_nr < 2)
 
755
        ir_filter_nr++;
 
756
 
 
757
    // Disable filtering for very low level of fixed_gain.
 
758
    // Note this step is not specified in the technical description but is in
 
759
    // the reference source in the function Ph_disp.
 
760
    if (fixed_gain < 5.0)
 
761
        ir_filter_nr = 2;
 
762
 
 
763
    if (p->cur_frame_mode != MODE_7k4 && p->cur_frame_mode < MODE_10k2
 
764
         && ir_filter_nr < 2) {
 
765
        apply_ir_filter(out, fixed_sparse,
 
766
                        (p->cur_frame_mode == MODE_7k95 ?
 
767
                             ir_filters_lookup_MODE_7k95 :
 
768
                             ir_filters_lookup)[ir_filter_nr]);
 
769
        fixed_vector = out;
 
770
    }
 
771
 
 
772
    // update ir filter strength history
 
773
    p->prev_ir_filter_nr       = ir_filter_nr;
 
774
    p->prev_sparse_fixed_gain  = fixed_gain;
 
775
 
 
776
    return fixed_vector;
 
777
}
 
778
 
 
779
/// @}
 
780
 
 
781
 
 
782
/// @defgroup amr_synthesis AMR synthesis functions
 
783
/// @{
 
784
 
 
785
/**
 
786
 * Conduct 10th order linear predictive coding synthesis.
 
787
 *
 
788
 * @param p             pointer to the AMRContext
 
789
 * @param lpc           pointer to the LPC coefficients
 
790
 * @param fixed_gain    fixed codebook gain for synthesis
 
791
 * @param fixed_vector  algebraic codebook vector
 
792
 * @param samples       pointer to the output speech samples
 
793
 * @param overflow      16-bit overflow flag
 
794
 */
 
795
static int synthesis(AMRContext *p, float *lpc,
 
796
                     float fixed_gain, const float *fixed_vector,
 
797
                     float *samples, uint8_t overflow)
 
798
{
 
799
    int i;
 
800
    float excitation[AMR_SUBFRAME_SIZE];
 
801
 
 
802
    // if an overflow has been detected, the pitch vector is scaled down by a
 
803
    // factor of 4
 
804
    if (overflow)
 
805
        for (i = 0; i < AMR_SUBFRAME_SIZE; i++)
 
806
            p->pitch_vector[i] *= 0.25;
 
807
 
 
808
    ff_weighted_vector_sumf(excitation, p->pitch_vector, fixed_vector,
 
809
                            p->pitch_gain[4], fixed_gain, AMR_SUBFRAME_SIZE);
 
810
 
 
811
    // emphasize pitch vector contribution
 
812
    if (p->pitch_gain[4] > 0.5 && !overflow) {
 
813
        float energy = ff_dot_productf(excitation, excitation,
 
814
                                       AMR_SUBFRAME_SIZE);
 
815
        float pitch_factor =
 
816
            p->pitch_gain[4] *
 
817
            (p->cur_frame_mode == MODE_12k2 ?
 
818
                0.25 * FFMIN(p->pitch_gain[4], 1.0) :
 
819
                0.5  * FFMIN(p->pitch_gain[4], SHARP_MAX));
 
820
 
 
821
        for (i = 0; i < AMR_SUBFRAME_SIZE; i++)
 
822
            excitation[i] += pitch_factor * p->pitch_vector[i];
 
823
 
 
824
        ff_scale_vector_to_given_sum_of_squares(excitation, excitation, energy,
 
825
                                                AMR_SUBFRAME_SIZE);
 
826
    }
 
827
 
 
828
    ff_celp_lp_synthesis_filterf(samples, lpc, excitation, AMR_SUBFRAME_SIZE,
 
829
                                 LP_FILTER_ORDER);
 
830
 
 
831
    // detect overflow
 
832
    for (i = 0; i < AMR_SUBFRAME_SIZE; i++)
 
833
        if (fabsf(samples[i]) > AMR_SAMPLE_BOUND) {
 
834
            return 1;
 
835
        }
 
836
 
 
837
    return 0;
 
838
}
 
839
 
 
840
/// @}
 
841
 
 
842
 
 
843
/// @defgroup amr_update AMR update functions
 
844
/// @{
 
845
 
 
846
/**
 
847
 * Update buffers and history at the end of decoding a subframe.
 
848
 *
 
849
 * @param p             pointer to the AMRContext
 
850
 */
 
851
static void update_state(AMRContext *p)
 
852
{
 
853
    memcpy(p->prev_lsp_sub4, p->lsp[3], LP_FILTER_ORDER * sizeof(p->lsp[3][0]));
 
854
 
 
855
    memmove(&p->excitation_buf[0], &p->excitation_buf[AMR_SUBFRAME_SIZE],
 
856
            (PITCH_DELAY_MAX + LP_FILTER_ORDER + 1) * sizeof(float));
 
857
 
 
858
    memmove(&p->pitch_gain[0], &p->pitch_gain[1], 4 * sizeof(float));
 
859
    memmove(&p->fixed_gain[0], &p->fixed_gain[1], 4 * sizeof(float));
 
860
 
 
861
    memmove(&p->samples_in[0], &p->samples_in[AMR_SUBFRAME_SIZE],
 
862
            LP_FILTER_ORDER * sizeof(float));
 
863
}
 
864
 
 
865
/// @}
 
866
 
 
867
 
 
868
/// @defgroup amr_postproc AMR Post processing functions
 
869
/// @{
 
870
 
 
871
/**
 
872
 * Get the tilt factor of a formant filter from its transfer function
 
873
 *
 
874
 * @param lpc_n LP_FILTER_ORDER coefficients of the numerator
 
875
 * @param lpc_d LP_FILTER_ORDER coefficients of the denominator
 
876
 */
 
877
static float tilt_factor(float *lpc_n, float *lpc_d)
 
878
{
 
879
    float rh0, rh1; // autocorrelation at lag 0 and 1
 
880
 
 
881
    // LP_FILTER_ORDER prior zeros are needed for ff_celp_lp_synthesis_filterf
 
882
    float impulse_buffer[LP_FILTER_ORDER + AMR_TILT_RESPONSE] = { 0 };
 
883
    float *hf = impulse_buffer + LP_FILTER_ORDER; // start of impulse response
 
884
 
 
885
    hf[0] = 1.0;
 
886
    memcpy(hf + 1, lpc_n, sizeof(float) * LP_FILTER_ORDER);
 
887
    ff_celp_lp_synthesis_filterf(hf, lpc_d, hf, AMR_TILT_RESPONSE,
 
888
                                 LP_FILTER_ORDER);
 
889
 
 
890
    rh0 = ff_dot_productf(hf, hf,     AMR_TILT_RESPONSE);
 
891
    rh1 = ff_dot_productf(hf, hf + 1, AMR_TILT_RESPONSE - 1);
 
892
 
 
893
    // The spec only specifies this check for 12.2 and 10.2 kbit/s
 
894
    // modes. But in the ref source the tilt is always non-negative.
 
895
    return rh1 >= 0.0 ? rh1 / rh0 * AMR_TILT_GAMMA_T : 0.0;
 
896
}
 
897
 
 
898
/**
 
899
 * Perform adaptive post-filtering to enhance the quality of the speech.
 
900
 * See section 6.2.1.
 
901
 *
 
902
 * @param p             pointer to the AMRContext
 
903
 * @param lpc           interpolated LP coefficients for this subframe
 
904
 * @param buf_out       output of the filter
 
905
 */
 
906
static void postfilter(AMRContext *p, float *lpc, float *buf_out)
 
907
{
 
908
    int i;
 
909
    float *samples          = p->samples_in + LP_FILTER_ORDER; // Start of input
 
910
 
 
911
    float speech_gain       = ff_dot_productf(samples, samples,
 
912
                                              AMR_SUBFRAME_SIZE);
 
913
 
 
914
    float pole_out[AMR_SUBFRAME_SIZE + LP_FILTER_ORDER];  // Output of pole filter
 
915
    const float *gamma_n, *gamma_d;                       // Formant filter factor table
 
916
    float lpc_n[LP_FILTER_ORDER], lpc_d[LP_FILTER_ORDER]; // Transfer function coefficients
 
917
 
 
918
    if (p->cur_frame_mode == MODE_12k2 || p->cur_frame_mode == MODE_10k2) {
 
919
        gamma_n = ff_pow_0_7;
 
920
        gamma_d = ff_pow_0_75;
 
921
    } else {
 
922
        gamma_n = ff_pow_0_55;
 
923
        gamma_d = ff_pow_0_7;
 
924
    }
 
925
 
 
926
    for (i = 0; i < LP_FILTER_ORDER; i++) {
 
927
         lpc_n[i] = lpc[i] * gamma_n[i];
 
928
         lpc_d[i] = lpc[i] * gamma_d[i];
 
929
    }
 
930
 
 
931
    memcpy(pole_out, p->postfilter_mem, sizeof(float) * LP_FILTER_ORDER);
 
932
    ff_celp_lp_synthesis_filterf(pole_out + LP_FILTER_ORDER, lpc_d, samples,
 
933
                                 AMR_SUBFRAME_SIZE, LP_FILTER_ORDER);
 
934
    memcpy(p->postfilter_mem, pole_out + AMR_SUBFRAME_SIZE,
 
935
           sizeof(float) * LP_FILTER_ORDER);
 
936
 
 
937
    ff_celp_lp_zero_synthesis_filterf(buf_out, lpc_n,
 
938
                                      pole_out + LP_FILTER_ORDER,
 
939
                                      AMR_SUBFRAME_SIZE, LP_FILTER_ORDER);
 
940
 
 
941
    ff_tilt_compensation(&p->tilt_mem, tilt_factor(lpc_n, lpc_d), buf_out,
 
942
                         AMR_SUBFRAME_SIZE);
 
943
 
 
944
    ff_adaptive_gain_control(buf_out, buf_out, speech_gain, AMR_SUBFRAME_SIZE,
 
945
                             AMR_AGC_ALPHA, &p->postfilter_agc);
 
946
}
 
947
 
 
948
/// @}
 
949
 
 
950
static int amrnb_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data, int *data_size,
 
951
                              AVPacket *avpkt)
 
952
{
 
953
 
 
954
    AMRContext *p = avctx->priv_data;        // pointer to private data
 
955
    const uint8_t *buf = avpkt->data;
 
956
    int buf_size       = avpkt->size;
 
957
    float *buf_out = data;                   // pointer to the output data buffer
 
958
    int i, subframe;
 
959
    float fixed_gain_factor;
 
960
    AMRFixed fixed_sparse = {0};             // fixed vector up to anti-sparseness processing
 
961
    float spare_vector[AMR_SUBFRAME_SIZE];   // extra stack space to hold result from anti-sparseness processing
 
962
    float synth_fixed_gain;                  // the fixed gain that synthesis should use
 
963
    const float *synth_fixed_vector;         // pointer to the fixed vector that synthesis should use
 
964
 
 
965
    p->cur_frame_mode = unpack_bitstream(p, buf, buf_size);
 
966
    if (p->cur_frame_mode == MODE_DTX) {
 
967
        av_log_missing_feature(avctx, "dtx mode", 1);
 
968
        return -1;
 
969
    }
 
970
 
 
971
    if (p->cur_frame_mode == MODE_12k2) {
 
972
        lsf2lsp_5(p);
 
973
    } else
 
974
        lsf2lsp_3(p);
 
975
 
 
976
    for (i = 0; i < 4; i++)
 
977
        ff_acelp_lspd2lpc(p->lsp[i], p->lpc[i], 5);
 
978
 
 
979
    for (subframe = 0; subframe < 4; subframe++) {
 
980
        const AMRNBSubframe *amr_subframe = &p->frame.subframe[subframe];
 
981
 
 
982
        decode_pitch_vector(p, amr_subframe, subframe);
 
983
 
 
984
        decode_fixed_sparse(&fixed_sparse, amr_subframe->pulses,
 
985
                            p->cur_frame_mode, subframe);
 
986
 
 
987
        // The fixed gain (section 6.1.3) depends on the fixed vector
 
988
        // (section 6.1.2), but the fixed vector calculation uses
 
989
        // pitch sharpening based on the on the pitch gain (section 6.1.3).
 
990
        // So the correct order is: pitch gain, pitch sharpening, fixed gain.
 
991
        decode_gains(p, amr_subframe, p->cur_frame_mode, subframe,
 
992
                     &fixed_gain_factor);
 
993
 
 
994
        pitch_sharpening(p, subframe, p->cur_frame_mode, &fixed_sparse);
 
995
 
 
996
        ff_set_fixed_vector(p->fixed_vector, &fixed_sparse, 1.0,
 
997
                            AMR_SUBFRAME_SIZE);
 
998
 
 
999
        p->fixed_gain[4] =
 
1000
            ff_amr_set_fixed_gain(fixed_gain_factor,
 
1001
                       ff_dot_productf(p->fixed_vector, p->fixed_vector,
 
1002
                                       AMR_SUBFRAME_SIZE)/AMR_SUBFRAME_SIZE,
 
1003
                       p->prediction_error,
 
1004
                       energy_mean[p->cur_frame_mode], energy_pred_fac);
 
1005
 
 
1006
        // The excitation feedback is calculated without any processing such
 
1007
        // as fixed gain smoothing. This isn't mentioned in the specification.
 
1008
        for (i = 0; i < AMR_SUBFRAME_SIZE; i++)
 
1009
            p->excitation[i] *= p->pitch_gain[4];
 
1010
        ff_set_fixed_vector(p->excitation, &fixed_sparse, p->fixed_gain[4],
 
1011
                            AMR_SUBFRAME_SIZE);
 
1012
 
 
1013
        // In the ref decoder, excitation is stored with no fractional bits.
 
1014
        // This step prevents buzz in silent periods. The ref encoder can
 
1015
        // emit long sequences with pitch factor greater than one. This
 
1016
        // creates unwanted feedback if the excitation vector is nonzero.
 
1017
        // (e.g. test sequence T19_795.COD in 3GPP TS 26.074)
 
1018
        for (i = 0; i < AMR_SUBFRAME_SIZE; i++)
 
1019
            p->excitation[i] = truncf(p->excitation[i]);
 
1020
 
 
1021
        // Smooth fixed gain.
 
1022
        // The specification is ambiguous, but in the reference source, the
 
1023
        // smoothed value is NOT fed back into later fixed gain smoothing.
 
1024
        synth_fixed_gain = fixed_gain_smooth(p, p->lsf_q[subframe],
 
1025
                                             p->lsf_avg, p->cur_frame_mode);
 
1026
 
 
1027
        synth_fixed_vector = anti_sparseness(p, &fixed_sparse, p->fixed_vector,
 
1028
                                             synth_fixed_gain, spare_vector);
 
1029
 
 
1030
        if (synthesis(p, p->lpc[subframe], synth_fixed_gain,
 
1031
                      synth_fixed_vector, &p->samples_in[LP_FILTER_ORDER], 0))
 
1032
            // overflow detected -> rerun synthesis scaling pitch vector down
 
1033
            // by a factor of 4, skipping pitch vector contribution emphasis
 
1034
            // and adaptive gain control
 
1035
            synthesis(p, p->lpc[subframe], synth_fixed_gain,
 
1036
                      synth_fixed_vector, &p->samples_in[LP_FILTER_ORDER], 1);
 
1037
 
 
1038
        postfilter(p, p->lpc[subframe], buf_out + subframe * AMR_SUBFRAME_SIZE);
 
1039
 
 
1040
        // update buffers and history
 
1041
        ff_clear_fixed_vector(p->fixed_vector, &fixed_sparse, AMR_SUBFRAME_SIZE);
 
1042
        update_state(p);
 
1043
    }
 
1044
 
 
1045
    ff_acelp_apply_order_2_transfer_function(buf_out, buf_out, highpass_zeros,
 
1046
                                             highpass_poles,
 
1047
                                             highpass_gain * AMR_SAMPLE_SCALE,
 
1048
                                             p->high_pass_mem, AMR_BLOCK_SIZE);
 
1049
 
 
1050
    /* Update averaged lsf vector (used for fixed gain smoothing).
 
1051
     *
 
1052
     * Note that lsf_avg should not incorporate the current frame's LSFs
 
1053
     * for fixed_gain_smooth.
 
1054
     * The specification has an incorrect formula: the reference decoder uses
 
1055
     * qbar(n-1) rather than qbar(n) in section 6.1(4) equation 71. */
 
1056
    ff_weighted_vector_sumf(p->lsf_avg, p->lsf_avg, p->lsf_q[3],
 
1057
                            0.84, 0.16, LP_FILTER_ORDER);
 
1058
 
 
1059
    /* report how many samples we got */
 
1060
    *data_size = AMR_BLOCK_SIZE * sizeof(float);
 
1061
 
 
1062
    /* return the amount of bytes consumed if everything was OK */
 
1063
    return frame_sizes_nb[p->cur_frame_mode] + 1; // +7 for rounding and +8 for TOC
 
1064
}
 
1065
 
 
1066
 
 
1067
AVCodec amrnb_decoder = {
 
1068
    .name           = "amrnb",
 
1069
    .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 
1070
    .id             = CODEC_ID_AMR_NB,
 
1071
    .priv_data_size = sizeof(AMRContext),
 
1072
    .init           = amrnb_decode_init,
 
1073
    .decode         = amrnb_decode_frame,
 
1074
    .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Adaptive Multi-Rate NarrowBand"),
 
1075
    .sample_fmts    = (enum SampleFormat[]){SAMPLE_FMT_FLT,SAMPLE_FMT_NONE},
 
1076
};