It is no longer necessary to have a minimum of one bit for fine energy
[opus.git] / libcelt / rate.c
1 /* (C) 2007-2009 Jean-Marc Valin, CSIRO
2 */
3 /*
4    Redistribution and use in source and binary forms, with or without
5    modification, are permitted provided that the following conditions
6    are met:
7    
8    - Redistributions of source code must retain the above copyright
9    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
10    
11    - Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
12    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
13    documentation and/or other materials provided with the distribution.
14    
15    - Neither the name of the Xiph.org Foundation nor the names of its
16    contributors may be used to endorse or promote products derived from
17    this software without specific prior written permission.
18    
19    THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
20    ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
21    LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
22    A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE FOUNDATION OR
23    CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL,
24    EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO,
25    PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR
26    PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF
27    LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING
28    NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS
29    SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
30 */
31
32 #ifdef HAVE_CONFIG_H
33 #include "config.h"
34 #endif
35
36 #include <math.h>
37 #include "modes.h"
38 #include "cwrs.h"
39 #include "arch.h"
40 #include "os_support.h"
41
42 #include "entcode.h"
43 #include "rate.h"
44
45
46 #ifndef STATIC_MODES
47
48 celt_int16_t **compute_alloc_cache(CELTMode *m, int C)
49 {
50    int i, prevN;
51    celt_int16_t **bits;
52    const celt_int16_t *eBands = m->eBands;
53
54    bits = celt_alloc(m->nbEBands*sizeof(celt_int16_t*));
55    
56    prevN = -1;
57    for (i=0;i<m->nbEBands;i++)
58    {
59       int N = C*(eBands[i+1]-eBands[i]);
60       if (N == prevN && eBands[i] < m->pitchEnd)
61       {
62          bits[i] = bits[i-1];
63       } else {
64          bits[i] = celt_alloc(MAX_PULSES*sizeof(celt_int16_t));
65          get_required_bits(bits[i], N, MAX_PULSES, BITRES);
66          prevN = N;
67       }
68    }
69    return bits;
70 }
71
72 #endif /* !STATIC_MODES */
73
74
75
76 static void interp_bits2pulses(const CELTMode *m, int *bits1, int *bits2, int total, int *bits, int *ebits, int len)
77 {
78    int psum;
79    int lo, hi;
80    int j;
81    const int C = CHANNELS(m);
82    SAVE_STACK;
83    lo = 0;
84    hi = 1<<BITRES;
85    while (hi-lo != 1)
86    {
87       int mid = (lo+hi)>>1;
88       psum = 0;
89       for (j=0;j<len;j++)
90          psum += ((1<<BITRES)-mid)*bits1[j] + mid*bits2[j];
91       if (psum > (total<<BITRES))
92          hi = mid;
93       else
94          lo = mid;
95    }
96    psum = 0;
97    /*printf ("interp bisection gave %d\n", lo);*/
98    for (j=0;j<len;j++)
99    {
100       bits[j] = ((1<<BITRES)-lo)*bits1[j] + lo*bits2[j];
101       psum += bits[j];
102    }
103    /* Allocate the remaining bits */
104    {
105       int left, perband;
106       left = (total<<BITRES)-psum;
107       perband = left/len;
108       for (j=0;j<len;j++)
109          bits[j] += perband;
110       left = left-len*perband;
111       for (j=0;j<left;j++)
112          bits[j]++;
113    }
114    for (j=0;j<len;j++)
115    {
116       int N, d;
117       int offset;
118
119       N=m->eBands[j+1]-m->eBands[j]; 
120       d=C*N<<BITRES; 
121       offset = 50 - log2_frac(N, 4);
122       /* Offset for the number of fine bits compared to their "fair share" of total/N */
123       ebits[j] = (bits[j]-offset*N*C+(d>>1))/d;
124
125       /* Make sure not to bust */
126       if (C*ebits[j] > (bits[j]>>BITRES))
127          ebits[j] = bits[j]/C >> BITRES;
128
129       if (ebits[j]>7)
130          ebits[j]=7;
131       /* The bits used for fine allocation can't be used for pulses */
132       bits[j] -= C*ebits[j]<<BITRES;
133       if (bits[j] < 0)
134          bits[j] = 0;
135    }
136    RESTORE_STACK;
137 }
138
139 void compute_allocation(const CELTMode *m, int *offsets, const int *stereo_mode, int total, int *pulses, int *ebits)
140 {
141    int lo, hi, len, j;
142    VARDECL(int, bits1);
143    VARDECL(int, bits2);
144    SAVE_STACK;
145    
146    len = m->nbEBands;
147    ALLOC(bits1, len, int);
148    ALLOC(bits2, len, int);
149
150    lo = 0;
151    hi = m->nbAllocVectors - 1;
152    while (hi-lo != 1)
153    {
154       int psum = 0;
155       int mid = (lo+hi) >> 1;
156       for (j=0;j<len;j++)
157       {
158          bits1[j] = (m->allocVectors[mid*len+j] + offsets[j])<<BITRES;
159          if (bits1[j] < 0)
160             bits1[j] = 0;
161          psum += bits1[j];
162          /*printf ("%d ", bits[j]);*/
163       }
164       /*printf ("\n");*/
165       if (psum > (total<<BITRES))
166          hi = mid;
167       else
168          lo = mid;
169       /*printf ("lo = %d, hi = %d\n", lo, hi);*/
170    }
171    /*printf ("interp between %d and %d\n", lo, hi);*/
172    for (j=0;j<len;j++)
173    {
174       bits1[j] = m->allocVectors[lo*len+j] + offsets[j];
175       bits2[j] = m->allocVectors[hi*len+j] + offsets[j];
176       if (bits1[j] < 0)
177          bits1[j] = 0;
178       if (bits2[j] < 0)
179          bits2[j] = 0;
180    }
181    interp_bits2pulses(m, bits1, bits2, total, pulses, ebits, len);
182    RESTORE_STACK;
183 }
184