API tools faq
paste
cr88192

Experimental BCn-like Block-Audio Codec

cr88192
Apr 23rd, 2013
403
0
Never
Add comment
Not a member of Pastebin yet? Sign Up, it unlocks many cool features!
C 8.26 KB | None | 0 0
raw download clone embed print report
  1. /*
  2. Copyright (C) 2013 by Brendan G Bohannon
  3. Email: [email protected]
  4. Copying: http://pastebin.com/iJxtZHm6
  5.  */
  6.  
  7. /*
  8. Experimental block-based audio codec.
  9. Encodes blocks of 64 samples into 256 bits (32 bytes).
  10. At 44.1kHz this is 176kbps.
  11. It can encode stereo using a "naive joint stereo" encoding.
  12.  
  13. Basic Format:
  14.     16 bit min sample (center)
  15.     16 bit max sample (center)
  16.     8 bit left-center min (truncated)
  17.     8 bit left-center max
  18.     currently unused (16 bits)
  19.     64 Samples, 1 bits/sample (64 bits)
  20.     16x 4-bit min (64 bits)
  21.     16x 4-bit max (64 bits)
  22.  
  23. The 4-bit values interpolate between the full min/max for the block.
  24. The 1-bit samples select between the min and max value for each sample.
  25.  
  26. Note: Interpolated values are linear, thus 0=0/15, 1=1/15, 2=2/15, ..., 14=14/15, 15=15/15
  27.  
  28. Bit packing is in low-high order, and multibyte values are little-endian.
  29.  */
  30.  
  31. #include <bgbtac.h>
  32.  
  33. void BGBTAC_EncodeBlock8MonoS16(s16 *iblk, byte *oblk)
  34. {
  35.     int tcma[16], tcna[16];
  36.     int tcmb[16], tcnb[16];
  37.     int lm, ln, cm, rm, rn, cn, tl, tr, tc;
  38.     int cm2, cn2, ca2;
  39.     int p0, p1, p2, p3;
  40.     int s0, s1;
  41.     int i, j, k;
  42.  
  43.     lm= 99999; rm= 99999; cm= 99999;
  44.     ln=-99999; rn=-99999; cn=-99999;
  45.    
  46.     for(i=0; i<64; i++)
  47.     {
  48.         tl=iblk[i]; tr=tl;
  49.         k=(tl+tr)>>1;
  50.         if(k<cm) { lm=tl; rm=tr; cm=k; }
  51.         if(k>cn) { ln=tl; rn=tr; cn=k; }
  52.     }
  53.    
  54.     for(i=0; i<32; i++)
  55.         { oblk[i]=0; }
  56.    
  57.     oblk[0]=cm&0xFF;
  58.     oblk[1]=(cm>>8)&0xFF;
  59.     oblk[2]=cn&0xFF;
  60.     oblk[3]=(cn>>8)&0xFF;
  61.     oblk[4]=((lm-rm+128)>>8)&0xFF;
  62.     oblk[5]=((ln-rn+128)>>8)&0xFF;
  63.    
  64.     for(i=0; i<16; i++)
  65.     {
  66.         cm2= 99999; cn2=-99999;
  67.         for(j=0; j<4; j++)
  68.         {
  69.             tl=iblk[i*4+j]; tr=tl;
  70.             tc=(tl+tr)>>1;
  71.             if(tc<cm2) { cm2=tc; }
  72.             if(tc>cn2) { cn2=tc; }
  73.         }
  74.        
  75.         if(cn!=cm)
  76.             { s0=16777216/(cn-cm); }
  77.         else { s0=0; }
  78.  
  79.         p0=(s0*(cm2-cm)+524288)>>20;
  80.         p1=(s0*(cn2-cm)+524288)>>20;
  81.        
  82.         p0=(p0<0)?0:((p0<16)?p0:15);
  83.         p1=(p1<0)?0:((p1<16)?p1:15);
  84.        
  85.         tcma[i]=p0;
  86.         tcna[i]=p1;
  87.  
  88.         s1=(cn-cm);
  89.         cm2=((s1*p0+8)>>4)+cm;
  90.         cn2=((s1*p1+8)>>4)+cm;
  91.  
  92.         tcmb[i]=cm2;
  93.         tcnb[i]=cn2;
  94.     }
  95.  
  96.     for(i=0; i<16; i++)
  97.     {
  98.         oblk[16+(i>>1)]|=tcma[i]<<((i&1)*4);
  99.         oblk[24+(i>>1)]|=tcna[i]<<((i&1)*4);
  100.     }
  101.    
  102.     for(i=0; i<16; i++)
  103.     {
  104.         ca2=(tcmb[i]+tcnb[i])>>1;
  105.    
  106.         for(j=0; j<4; j++)
  107.         {
  108.             k=i*4+j;
  109.        
  110.             tl=iblk[k]; tr=tl;
  111. //          tl=(iblk[k]+7)>>4; tr=tl;
  112.             tc=(tl+tr)>>1;
  113.  
  114.             if(tc>=ca2)
  115.                 { oblk[8+(k>>3)]|=1<<(k&7); }
  116.             else
  117.                 { oblk[8+(k>>3)]&=~(1<<(k&7)); }
  118.         }
  119.     }  
  120. }
  121.  
  122. void BGBTAC_DecodeBlock8MonoS16(byte *iblk, s16 *oblk)
  123. {
  124.     int tcma[16], tcna[16];
  125.     int tcmb[16], tcnb[16];
  126.     int p0, p1, p2, p3;
  127.     int cm, cn, ca;
  128.     int cm2, cn2, ca2;
  129.     int i, j, k;
  130.    
  131.     cm=(s16)(iblk[0]+(iblk[1]<<8));
  132.     cn=(s16)(iblk[2]+(iblk[3]<<8));
  133.     ca=(cm+cn)>>1;
  134.  
  135.     for(i=0; i<128; i++)
  136.         { oblk[i]=ca; }
  137.        
  138.     for(i=0; i<16; i++)
  139.     {
  140.         cm2=(iblk[16+(i>>1)]>>((i&1)*4))&15;
  141.         cn2=(iblk[24+(i>>1)]>>((i&1)*4))&15;
  142. //      cm2=tcmb[i];
  143. //      cn2=tcnb[i];
  144.    
  145.         j=(cn-cm);
  146.         p0=((j*cm2+8)>>4)+cm;
  147.         p1=((j*cn2+8)>>4)+cm;
  148.  
  149.         p0=(p0<cm)?cm:((p0<cn)?p0:cn);
  150.         p1=(p1<cm)?cm:((p1<cn)?p1:cn);
  151.    
  152.         tcma[i]=p0;
  153.         tcna[i]=p1;
  154.        
  155.         p2=(p0+p1)>>1;
  156. //      if(p2<cm)p2=cm;
  157. //      if(p2>cn)p2=cn;
  158.        
  159.         for(j=0; j<4; j++)
  160.         {
  161.             k=i*4+j;
  162.        
  163. //          oblk[i*16+j]=p2;
  164.             oblk[i*4+j]=(iblk[8+(k>>3)]&(1<<(k&7)))?p1:p0;
  165.         }
  166.     }
  167. }
  168.  
  169. BTAC_API void BGBTAC_EncodeStream8MonoS16(s16 *iblk, byte *oblk, int len)
  170. {
  171.     int i, j, n;
  172.    
  173.     n=(len+63)/64;
  174.     for(i=0; i<n; i++)
  175.     {
  176.         BGBTAC_EncodeBlock8MonoS16(iblk+i*64, oblk+i*32);
  177.     }
  178. }
  179.  
  180. BTAC_API void BGBTAC_DecodeStream8MonoS16(byte *iblk, s16 *oblk, int len)
  181. {
  182.     int i, j, n;
  183.    
  184.     n=(len+63)/64;
  185.     for(i=0; i<n; i++)
  186.     {
  187.         BGBTAC_DecodeBlock8MonoS16(iblk+i*32, oblk+i*64);
  188.     }
  189. }
  190.  
  191.  
  192.  
  193. void BGBTAC_EncodeBlock8StereoS16(s16 *iblk, byte *oblk)
  194. {
  195.     s16 tcblk[64];
  196.     int tcma[16], tcna[16];
  197.     int tcmb[16], tcnb[16];
  198.     int lm, ln, cm, rm, rn, cn, tl, tr, tc;
  199.     int cm2, cn2, ca2, ba;
  200.     int p0, p1, p2, p3;
  201.     int s0, s1;
  202.     int i, j, k;
  203.  
  204.     lm= 99999; rm= 99999; cm= 99999;
  205.     ln=-99999; rn=-99999; cn=-99999;
  206.    
  207.     ba=0;
  208.     for(i=0; i<64; i++)
  209.     {
  210.         tl=iblk[i*2+0];
  211.         tr=iblk[i*2+1];
  212.         k=(tl+tr)>>1;
  213.         tcblk[i]=k;
  214.         ba+=tl-k;
  215.         if(k<cm) { lm=tl; rm=tr; cm=k; }
  216.         if(k>cn) { ln=tl; rn=tr; cn=k; }
  217.     }
  218.  
  219.     ba/=64;
  220.    
  221.     for(i=0; i<32; i++)
  222.         { oblk[i]=0; }
  223.  
  224.    
  225.     p0=(lm-cm+128)>>8;
  226.     p1=(ln-cn+128)>>8;
  227.     p2=(ba+128)>>8;
  228.     p0=(5*p0+11*p2)>>4;
  229.     p1=(5*p1+11*p2)>>4;
  230. //  p0=p2; p1=p2;
  231.  
  232.     p0=(p0<0)?0:((p0<256)?p0:255);
  233.     p1=(p1<0)?0:((p1<256)?p1:255);
  234.    
  235.     oblk[0]=cm&0xFF;
  236.     oblk[1]=(cm>>8)&0xFF;
  237.     oblk[2]=cn&0xFF;
  238.     oblk[3]=(cn>>8)&0xFF;
  239. //  oblk[4]=((lm-cm+128)>>8)&0xFF;
  240. //  oblk[5]=((ln-cn+128)>>8)&0xFF;
  241.  
  242.     oblk[4]=p0&0xFF;
  243.     oblk[5]=p1&0xFF;
  244.    
  245.     for(i=0; i<16; i++)
  246.     {
  247.         cm2= 99999; cn2=-99999;
  248.         for(j=0; j<4; j++)
  249.         {
  250.             tc=tcblk[i*4+j];
  251.             if(tc<cm2) { cm2=tc; }
  252.             if(tc>cn2) { cn2=tc; }
  253.         }
  254.        
  255.         if(cn!=cm)
  256.             { s0=16777216/(cn-cm); }
  257.         else { s0=0; }
  258.  
  259.         p0=(s0*(cm2-cm)+524288)>>20;
  260.         p1=(s0*(cn2-cm)+524288)>>20;
  261.  
  262. //      p0=(s0*(cm2-cm)+262144)>>20;
  263. //      p1=(s0*(cn2-cm)+786432)>>20;
  264.        
  265.         p0=(p0<0)?0:((p0<16)?p0:15);
  266.         p1=(p1<0)?0:((p1<16)?p1:15);
  267.        
  268.         tcma[i]=p0;
  269.         tcna[i]=p1;
  270.  
  271.         s1=(cn-cm);
  272.         cm2=((s1*p0+8)>>4)+cm;
  273.         cn2=((s1*p1+8)>>4)+cm;
  274.  
  275.         tcmb[i]=cm2;
  276.         tcnb[i]=cn2;
  277.     }
  278.  
  279.     for(i=0; i<16; i++)
  280.     {
  281.         oblk[16+(i>>1)]|=tcma[i]<<((i&1)*4);
  282.         oblk[24+(i>>1)]|=tcna[i]<<((i&1)*4);
  283.     }
  284.    
  285.     for(i=0; i<16; i++)
  286.     {
  287.         ca2=(tcmb[i]+tcnb[i])>>1;
  288.    
  289.         for(j=0; j<4; j++)
  290.         {
  291.             k=i*4+j;
  292.             tc=tcblk[k];
  293.             if(tc>=ca2)
  294.                 { oblk[8+(k>>3)]|=1<<(k&7); }
  295.             else
  296.                 { oblk[8+(k>>3)]&=~(1<<(k&7)); }
  297.         }
  298.     }  
  299. }
  300.  
  301. void BGBTAC_DecodeBlock8StereoS16(byte *iblk, s16 *oblk)
  302. {
  303. //  int tcma[16], tcna[16];
  304. //  int tcmb[16], tcnb[16];
  305.     int p0, p1, p2, p3;
  306.     int s0, s1;
  307.     int cm, cn, ca;
  308.     int lm, ln, la;
  309.     int rm, rn, ra;
  310.     int cm2, cn2, ca2;
  311.     int lm2, ln2, la2;
  312.     int rm2, rn2, ra2;
  313.     int i, j, k;
  314.    
  315.     cm=(s16)(iblk[0]+(iblk[1]<<8));
  316.     cn=(s16)(iblk[2]+(iblk[3]<<8));
  317.     ca=(cm+cn)>>1;
  318.  
  319.     i=((s16)(iblk[4]<<8));
  320.     j=((s16)(iblk[5]<<8));
  321.  
  322.     lm=cm+i; rm=cm-i;
  323.     ln=cn+j; rn=cn-j;
  324.  
  325.     lm=(lm<(-32768))?(-32768):((lm<32768)?lm:32767);
  326.     ln=(ln<(-32768))?(-32768):((ln<32768)?ln:32767);
  327.     rm=(rm<(-32768))?(-32768):((rm<32768)?rm:32767);
  328.     rn=(rn<(-32768))?(-32768):((rn<32768)?rn:32767);
  329.  
  330.     for(i=0; i<128; i++)
  331.     {
  332.         oblk[i]=ca;
  333.     }
  334.        
  335.     for(i=0; i<16; i++)
  336.     {
  337.         p0=(iblk[16+(i>>1)]>>((i&1)*4))&15;
  338.         p1=(iblk[24+(i>>1)]>>((i&1)*4))&15;
  339. //      cm2=tcmb[i];
  340. //      cn2=tcnb[i];
  341.  
  342. //      s0=(cn-cm);
  343. //      s1=(cn-cm);
  344.    
  345.         s0=(ln-lm);
  346.         s1=(rn-rm);
  347.         lm2=((s0*p0+8)>>4)+lm;
  348.         ln2=((s0*p1+8)>>4)+lm;
  349.         rm2=((s1*p0+8)>>4)+rm;
  350.         rn2=((s1*p1+8)>>4)+rm;
  351.  
  352. //      cm2=((s1*p0+8)>>4)+cm;
  353. //      cn2=((s1*p1+8)>>4)+cm;
  354.  
  355.         lm2=(lm2<lm)?lm:((lm2<ln)?lm2:ln);
  356.         ln2=(ln2<lm)?lm:((ln2<ln)?ln2:ln);
  357.         rm2=(rm2<rm)?rm:((rm2<rn)?rm2:rn);
  358.         rn2=(rn2<rm)?rm:((rn2<rn)?rn2:rn);
  359.  
  360. //      cm2=(cm2<cm)?cm:((cm2<cn)?cm2:cn);
  361. //      cn2=(cn2<cm)?cm:((cn2<cn)?cn2:cn);
  362.    
  363. //      p2=(p0+p1)>>1;
  364. //      if(p2<cm)p2=cm;
  365. //      if(p2>cn)p2=cn;
  366.        
  367.         for(j=0; j<4; j++)
  368.         {
  369.             k=i*4+j;
  370.        
  371. //          oblk[i*16+j]=p2;
  372.             p0=(iblk[8+(k>>3)]&(1<<(k&7)));
  373.             oblk[k*2+0]=p0?ln2:lm2;
  374.             oblk[k*2+1]=p0?rn2:rm2;
  375.  
  376. //          oblk[k*2+0]=p0?cn2:cm2;
  377. //          oblk[k*2+1]=p0?cn2:cm2;
  378.         }
  379.     }
  380. }
  381.  
  382. BTAC_API void BGBTAC_EncodeStream8StereoS16(s16 *iblk, byte *oblk, int len)
  383. {
  384.     int i, j, n;
  385.    
  386.     n=(len+63)/64;
  387.     for(i=0; i<n; i++)
  388.     {
  389.         BGBTAC_EncodeBlock8StereoS16(iblk+i*2*64, oblk+i*32);
  390.     }
  391. }
  392.  
  393. BTAC_API void BGBTAC_DecodeStream8StereoS16(byte *iblk, s16 *oblk, int len)
  394. {
  395.     int p0, p1, p2, p3;
  396.     int q0, q1, q2, q3;
  397.     int i, j, n;
  398.    
  399.     n=(len+63)/64;
  400.     for(i=0; i<n; i++)
  401.     {
  402.         BGBTAC_DecodeBlock8StereoS16(iblk+i*32, oblk+i*2*64);
  403.     }
  404.    
  405.     //deblocking...
  406.     for(i=1; i<(n-1); i++)
  407.         for(j=0; j<2; j++)
  408.     {
  409. #if 0
  410.         p0=oblk[i*64*2-2];
  411.         p1=oblk[i*64*2-1];
  412.         p2=oblk[i*64*2+0];
  413.         p3=oblk[i*64*2+1];
  414.  
  415.         q0=(11*p0+5*p2)>>4;
  416.         q1=(11*p1+5*p3)>>4;
  417.         q2=(11*p2+5*p0)>>4;
  418.         q3=(11*p3+5*p1)>>4;
  419.        
  420.         oblk[i*64*2-2]=q0;
  421.         oblk[i*64*2-1]=q1;
  422.         oblk[i*64*2+0]=q2;
  423.         oblk[i*64*2+1]=q3;
  424. #endif
  425.  
  426. #if 1
  427.         p0=oblk[i*64*2-4+j];
  428.         p1=oblk[i*64*2-2+j];
  429.         p2=oblk[i*64*2+0+j];
  430.         p3=oblk[i*64*2+2+j];
  431.  
  432.         q0=(128*p0+ 64*p1+ 48*p2+ 16*p3)>>8;
  433.         q1=( 48*p0+128*p1+ 48*p2+ 32*p3)>>8;
  434.         q2=( 32*p0+ 48*p1+128*p2+ 48*p3)>>8;
  435.         q3=( 16*p0+ 48*p1+ 64*p2+128*p3)>>8;
  436.        
  437.         oblk[i*64*2-4+j]=q0;
  438.         oblk[i*64*2-2+j]=q1;
  439.         oblk[i*64*2+0+j]=q2;
  440.         oblk[i*64*2+2+j]=q3;
  441. #endif
  442.     }
  443. }
Advertisement
Add Comment
Please, Sign In to add comment
Public Pastes
We use cookies for various purposes including analytics. By continuing to use Pastebin, you agree to our use of cookies as described in the Cookies Policy.  OK, I Understand
Not a member of Pastebin yet?
Sign Up, it unlocks many cool features!