Getting rid of PVQ-level split
[opus.git] / libcelt / rate.c
1 /* Copyright (c) 2007-2008 CSIRO
2    Copyright (c) 2007-2009 Xiph.Org Foundation
3    Written by Jean-Marc Valin */
4 /*
5    Redistribution and use in source and binary forms, with or without
6    modification, are permitted provided that the following conditions
7    are met:
8    
9    - Redistributions of source code must retain the above copyright
10    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
11    
12    - Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
13    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
14    documentation and/or other materials provided with the distribution.
15    
16    - Neither the name of the Xiph.org Foundation nor the names of its
17    contributors may be used to endorse or promote products derived from
18    this software without specific prior written permission.
19    
20    THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
21    ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
22    LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
23    A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE FOUNDATION OR
24    CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL,
25    EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO,
26    PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR
27    PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF
28    LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING
29    NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS
30    SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
31 */
32
33 #ifdef HAVE_CONFIG_H
34 #include "config.h"
35 #endif
36
37 #include <math.h>
38 #include "modes.h"
39 #include "cwrs.h"
40 #include "arch.h"
41 #include "os_support.h"
42
43 #include "entcode.h"
44 #include "rate.h"
45
46
47 #ifndef STATIC_MODES
48
49 celt_int16 **compute_alloc_cache(CELTMode *m, int M)
50 {
51    int i, prevN;
52    int error = 0;
53    celt_int16 **bits;
54    const celt_int16 *eBands = m->eBands;
55
56    bits = celt_alloc(m->nbEBands*sizeof(celt_int16*));
57    if (bits==NULL)
58      return NULL;
59         
60    prevN = -1;
61    for (i=0;i<m->nbEBands;i++)
62    {
63       int N;
64       if (M>0)
65          N = M*(eBands[i+1]-eBands[i]);
66       else
67          N = (eBands[i+1]-eBands[i])>>1;
68       if (N==0)
69       {
70          bits[i] = NULL;
71          continue;
72       }
73       if (N == prevN)
74       {
75          bits[i] = bits[i-1];
76       } else {
77          bits[i] = celt_alloc(MAX_PSEUDO*sizeof(celt_int16));
78          if (bits[i]!=NULL) {
79             int j;
80             celt_int16 tmp[MAX_PULSES];
81             get_required_bits(tmp, N, MAX_PULSES, BITRES);
82             for (j=0;j<MAX_PSEUDO;j++)
83                bits[i][j] = tmp[get_pulses(j)];
84          } else {
85             error=1;
86          }
87          prevN = N;
88       }
89    }
90    if (error)
91    {
92       const celt_int16 *prevPtr = NULL;
93       if (bits!=NULL)
94       {
95          for (i=0;i<m->nbEBands;i++)
96          {
97             if (bits[i] != prevPtr && bits[i] != NULL)
98             {
99                prevPtr = bits[i];
100                celt_free((int*)bits[i]);
101             }
102          }
103          free(bits);
104          bits=NULL;
105       }   
106    }
107    return bits;
108 }
109
110 #endif /* !STATIC_MODES */
111
112
113
114 static inline void interp_bits2pulses(const CELTMode *m, int start, int *bits1, int *bits2, int total, int *bits, int *ebits, int *fine_priority, int len, int _C, int M)
115 {
116    int psum;
117    int lo, hi;
118    int j;
119    int logM;
120    const int C = CHANNELS(_C);
121    SAVE_STACK;
122
123    logM = log2_frac(M, BITRES);
124    lo = 0;
125    hi = 1<<BITRES;
126    while (hi-lo != 1)
127    {
128       int mid = (lo+hi)>>1;
129       psum = 0;
130       for (j=start;j<len;j++)
131          psum += (((1<<BITRES)-mid)*bits1[j] + mid*bits2[j])>>BITRES;
132       if (psum > (total<<BITRES))
133          hi = mid;
134       else
135          lo = mid;
136    }
137    psum = 0;
138    /*printf ("interp bisection gave %d\n", lo);*/
139    for (j=start;j<len;j++)
140    {
141       bits[j] = (((1<<BITRES)-lo)*bits1[j] + lo*bits2[j])>>BITRES;
142       psum += bits[j];
143    }
144    /* Allocate the remaining bits */
145    {
146       int left, perband;
147       left = (total<<BITRES)-psum;
148       perband = left/(len-start);
149       for (j=start;j<len;j++)
150          bits[j] += perband;
151       left = left-len*perband;
152       for (j=start;j<start+left;j++)
153          bits[j]++;
154    }
155    for (j=start;j<len;j++)
156    {
157       int N, d;
158       int offset;
159
160       N=M*(m->eBands[j+1]-m->eBands[j]);
161       /* Compensate for the extra DoF in stereo */
162       d=(C*N+ ((C==2 && N>2) ? 1 : 0))<<BITRES; 
163       offset = FINE_OFFSET - m->logN[j] - logM;
164       /* Offset for the number of fine bits compared to their "fair share" of total/N */
165       offset = bits[j]-offset*N*C;
166       /* Compensate for the prediction gain in stereo */
167       if (C==2)
168          offset -= 1<<BITRES;
169       if (offset < 0)
170          offset = 0;
171       ebits[j] = (2*offset+d)/(2*d);
172       fine_priority[j] = ebits[j]*d >= offset;
173
174       /* Make sure not to bust */
175       if (C*ebits[j] > (bits[j]>>BITRES))
176          ebits[j] = bits[j]/C >> BITRES;
177
178       if (ebits[j]>7)
179          ebits[j]=7;
180       /* The bits used for fine allocation can't be used for pulses */
181       bits[j] -= C*ebits[j]<<BITRES;
182       if (bits[j] < 0)
183          bits[j] = 0;
184    }
185    RESTORE_STACK;
186 }
187
188 void compute_allocation(const CELTMode *m, int start, int *offsets, int total, int *pulses, int *ebits, int *fine_priority, int _C, int M)
189 {
190    int lo, hi, len, j;
191    const int C = CHANNELS(_C);
192    VARDECL(int, bits1);
193    VARDECL(int, bits2);
194    SAVE_STACK;
195    
196    len = m->nbEBands;
197    ALLOC(bits1, len, int);
198    ALLOC(bits2, len, int);
199
200    lo = 0;
201    hi = m->nbAllocVectors - 1;
202    while (hi-lo != 1)
203    {
204       int psum = 0;
205       int mid = (lo+hi) >> 1;
206       for (j=start;j<len;j++)
207       {
208          bits1[j] = (C*M*m->allocVectors[mid*len+j] + offsets[j]);
209          if (bits1[j] < 0)
210             bits1[j] = 0;
211          psum += bits1[j];
212          /*printf ("%d ", bits[j]);*/
213       }
214       /*printf ("\n");*/
215       if (psum > (total<<BITRES))
216          hi = mid;
217       else
218          lo = mid;
219       /*printf ("lo = %d, hi = %d\n", lo, hi);*/
220    }
221    /*printf ("interp between %d and %d\n", lo, hi);*/
222    for (j=start;j<len;j++)
223    {
224       bits1[j] = C*M*m->allocVectors[lo*len+j] + offsets[j];
225       bits2[j] = C*M*m->allocVectors[hi*len+j] + offsets[j];
226       if (bits1[j] < 0)
227          bits1[j] = 0;
228       if (bits2[j] < 0)
229          bits2[j] = 0;
230    }
231    interp_bits2pulses(m, start, bits1, bits2, total, pulses, ebits, fine_priority, len, C, M);
232    RESTORE_STACK;
233 }
234