Got stereo support to work in CELT-only mode
[opus.git] / src / opus_encoder.c
1 /* Copyright (c) 2010 Xiph.Org Foundation, Skype Limited
2    Written by Jean-Marc Valin and Koen Vos */
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 <stdlib.h>
37 #include <stdio.h>
38 #include <stdarg.h>
39 #include "opus_encoder.h"
40 #include "entenc.h"
41 #include "modes.h"
42 #include "SKP_Silk_SDK_API.h"
43
44 OpusEncoder *opus_encoder_create(int Fs, int channels)
45 {
46     char *raw_state;
47         OpusEncoder *st;
48         int ret, silkEncSizeBytes, celtEncSizeBytes;
49     SKP_SILK_SDK_EncControlStruct encControl;
50
51     /* Create SILK encoder */
52     ret = SKP_Silk_SDK_Get_Encoder_Size( &silkEncSizeBytes );
53     if( ret ) {
54         /* Handle error */
55     }
56     celtEncSizeBytes = celt_encoder_get_size(channels);
57     raw_state = calloc(sizeof(OpusEncoder)+silkEncSizeBytes+celtEncSizeBytes, 1);
58     st = (OpusEncoder*)raw_state;
59     st->silk_enc = (void*)(raw_state+sizeof(OpusEncoder));
60     st->celt_enc = (CELTEncoder*)(raw_state+sizeof(OpusEncoder)+silkEncSizeBytes);
61     st->stream_channels = st->channels = channels;
62
63     st->Fs = Fs;
64
65     /*encControl.API_sampleRate        = st->Fs;
66     encControl.packetLossPercentage  = 0;
67     encControl.useInBandFEC          = 0;
68     encControl.useDTX                = 0;
69     encControl.complexity            = 2;*/
70     ret = SKP_Silk_SDK_InitEncoder( st->silk_enc, &encControl );
71     if( ret ) {
72         /* Handle error */
73     }
74
75     /* Create CELT encoder */
76         /* Initialize CELT encoder */
77         st->celt_enc = celt_encoder_init(st->celt_enc, Fs, channels, NULL);
78
79         st->mode = MODE_HYBRID;
80         st->bandwidth = BANDWIDTH_FULLBAND;
81         st->vbr_rate = 0;
82
83         return st;
84 }
85
86 int opus_encode(OpusEncoder *st, const short *pcm, int frame_size,
87                 unsigned char *data, int bytes_per_packet)
88 {
89     int i;
90         int ret=0;
91         SKP_int32 nBytes;
92         ec_enc enc;
93         ec_byte_buffer buf;
94         SKP_SILK_SDK_EncControlStruct encControl;
95         int framerate, period;
96
97         bytes_per_packet -= 1;
98         data += 1;
99         ec_byte_writeinit_buffer(&buf, data, bytes_per_packet);
100         ec_enc_init(&enc,&buf);
101
102         if (st->mode != MODE_CELT_ONLY)
103         {
104             /* Set Encoder parameters */
105             encControl.API_sampleRate        = st->Fs;
106             encControl.packetLossPercentage  = 2;
107             encControl.useInBandFEC          = 0;
108             encControl.useDTX                = 0;
109             encControl.complexity            = 2;
110
111             if (st->vbr_rate != 0)
112             encControl.bitRate = (st->vbr_rate+6000)/2;
113             else {
114                 encControl.bitRate = (bytes_per_packet*8*(celt_int32)st->Fs/frame_size+6000)/2;
115                 if (st->Fs  == 100 * frame_size)
116                     encControl.bitRate -= 5000;
117             }
118             encControl.payloadSize_ms = 1000 * frame_size / st->Fs;
119
120             if (st->mode == MODE_HYBRID)
121                 encControl.minInternalSampleRate = 16000;
122             else
123                 encControl.minInternalSampleRate = 8000;
124
125             if (st->bandwidth == BANDWIDTH_NARROWBAND)
126                 encControl.maxInternalSampleRate = 8000;
127             else if (st->bandwidth == BANDWIDTH_MEDIUMBAND)
128                 encControl.maxInternalSampleRate = 12000;
129             else
130                 encControl.maxInternalSampleRate = 16000;
131
132             /* Call SILK encoder for the low band */
133             nBytes = bytes_per_packet;
134             ret = SKP_Silk_SDK_Encode( st->silk_enc, &encControl, pcm, frame_size, &enc, &nBytes );
135             if( ret ) {
136                 fprintf (stderr, "SILK encode error %d\n", ret);
137                 /* Handle error */
138             }
139             ret = (ec_enc_tell(&enc, 0)+7)>>3;
140         }
141
142         if (st->mode == MODE_HYBRID)
143         {
144             /* This should be adjusted based on the SILK bandwidth */
145             celt_encoder_ctl(st->celt_enc, CELT_SET_START_BAND(17));
146         } else {
147         celt_encoder_ctl(st->celt_enc, CELT_SET_START_BAND(0));
148         }
149
150         if (st->mode != MODE_SILK_ONLY && st->bandwidth > BANDWIDTH_WIDEBAND)
151         {
152                 int endband;
153             short pcm_buf[960*2];
154
155             switch(st->bandwidth)
156             {
157             case BANDWIDTH_NARROWBAND:
158                 endband = 13;
159                 break;
160             case BANDWIDTH_WIDEBAND:
161                 endband = 17;
162                 break;
163             case BANDWIDTH_SUPERWIDEBAND:
164                 endband = 19;
165                 break;
166             case BANDWIDTH_FULLBAND:
167                 endband = 21;
168                 break;
169             }
170             celt_encoder_ctl(st->celt_enc, CELT_SET_END_BAND(endband));
171             celt_encoder_ctl(st->celt_enc, CELT_SET_CHANNELS(st->stream_channels));
172
173             for (i=0;i<ENCODER_DELAY_COMPENSATION*st->channels;i++)
174                 pcm_buf[i] = st->delay_buffer[i];
175         for (;i<frame_size*st->channels;i++)
176             pcm_buf[i] = pcm[i-ENCODER_DELAY_COMPENSATION*st->channels];
177
178         celt_encoder_ctl(st->celt_enc, CELT_SET_PREDICTION(1));
179
180         if (st->vbr_rate != 0)
181         {
182             int tmp;
183
184             tmp = (st->mode == MODE_HYBRID) ? (st->vbr_rate-6000)/2 : st->vbr_rate;
185             tmp = ((ec_enc_tell(&enc, 0)+4)>>3) + tmp * frame_size/(8*st->Fs);
186             if (tmp <= bytes_per_packet)
187                 bytes_per_packet = tmp;
188             ec_byte_shrink(&buf, bytes_per_packet);
189         }
190             /* Encode high band with CELT */
191             ret = celt_encode_with_ec(st->celt_enc, pcm_buf, frame_size, NULL, bytes_per_packet, &enc);
192             for (i=0;i<ENCODER_DELAY_COMPENSATION*st->channels;i++)
193                 st->delay_buffer[i] = pcm[frame_size*st->channels-ENCODER_DELAY_COMPENSATION*st->channels+i];
194         } else {
195             ec_enc_done(&enc);
196         }
197
198         /* Signalling the mode in the first byte */
199         data--;
200         framerate = st->Fs/frame_size;
201         period = 0;
202         while (framerate < 400)
203         {
204             framerate <<= 1;
205             period++;
206         }
207     if (st->mode == MODE_SILK_ONLY)
208     {
209         data[0] = (st->bandwidth-BANDWIDTH_NARROWBAND)<<5;
210         data[0] |= (period-2)<<3;
211     } else if (st->mode == MODE_CELT_ONLY)
212     {
213         int tmp = st->bandwidth-BANDWIDTH_MEDIUMBAND;
214         if (tmp < 0)
215             tmp = 0;
216         data[0] = 0x80;
217         data[0] |= tmp << 5;
218         data[0] |= period<<3;
219     } else /* Opus */
220     {
221         data[0] = 0x60;
222         data[0] |= (st->bandwidth-BANDWIDTH_SUPERWIDEBAND)<<4;
223         data[0] |= (period-2)<<3;
224     }
225     data[0] |= (st->stream_channels==2)<<2;
226     /*printf ("%x\n", (int)data[0]);*/
227
228     return ret+1;
229 }
230
231 void opus_encoder_ctl(OpusEncoder *st, int request, ...)
232 {
233     va_list ap;
234
235     va_start(ap, request);
236
237     switch (request)
238     {
239         case OPUS_SET_MODE_REQUEST:
240         {
241             int value = va_arg(ap, int);
242             st->mode = value;
243         }
244         break;
245         case OPUS_GET_MODE_REQUEST:
246         {
247             int *value = va_arg(ap, int*);
248             *value = st->mode;
249         }
250         break;
251         case OPUS_SET_BANDWIDTH_REQUEST:
252         {
253             int value = va_arg(ap, int);
254             st->bandwidth = value;
255         }
256         break;
257         case OPUS_GET_BANDWIDTH_REQUEST:
258         {
259             int *value = va_arg(ap, int*);
260             *value = st->bandwidth;
261         }
262         break;
263         case OPUS_SET_VBR_RATE_REQUEST:
264         {
265             int value = va_arg(ap, int);
266             st->vbr_rate = value;
267         }
268         break;
269         case OPUS_GET_VBR_RATE_REQUEST:
270         {
271             int *value = va_arg(ap, int*);
272             *value = st->vbr_rate;
273         }
274         break;
275         default:
276             fprintf(stderr, "unknown opus_encoder_ctl() request: %d", request);
277             break;
278     }
279
280     va_end(ap);
281 }
282
283 void opus_encoder_destroy(OpusEncoder *st)
284 {
285         free(st);
286 }
287