libavcodec/rdft.c

   1 /*
   2  * (I)RDFT transforms
   3  * Copyright (c) 2009 Alex Converse <alex dot converse at gmail dot com>
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21 #include <stdlib.h>
  22 #include <math.h>
  23 #include "libavutil/error.h"
  24 #include "libavutil/mathematics.h"
  25 #include "rdft.h"
  26
  27 /**
  28  * @file
  29  * (Inverse) Real Discrete Fourier Transforms.
  30  */
  31
  32 /** Map one real FFT into two parallel real even and odd FFTs. Then interleave
  33  * the two real FFTs into one complex FFT. Unmangle the results.
  34  * ref: http://www.engineeringproductivitytools.com/stuff/T0001/PT10.HTM
  35  */
  36 static void rdft_calc_c(RDFTContext *s, FFTSample *data)
  37 {
  38     int i, i1, i2;
  39     FFTComplex ev, od, odsum;
  40     const int n = 1 << s->nbits;
  41     const float k1 = 0.5;
  42     const float k2 = 0.5 - s->inverse;
  43     const FFTSample *tcos = s->tcos;
  44     const FFTSample *tsin = s->tsin;
  45
  46     if (!s->inverse) {
  47         s->fft.fft_permute(&s->fft, (FFTComplex*)data);
  48         s->fft.fft_calc(&s->fft, (FFTComplex*)data);
  49     }
  50     /* i=0 is a special case because of packing, the DC term is real, so we
  51        are going to throw the N/2 term (also real) in with it. */
  52     ev.re = data[0];
  53     data[0] = ev.re+data[1];
  54     data[1] = ev.re-data[1];
  55
  56 #define RDFT_UNMANGLE(sign0, sign1)                                         \
  57     for (i = 1; i < (n>>2); i++) {                                          \
  58         i1 = 2*i;                                                           \
  59         i2 = n-i1;                                                          \
  60         /* Separate even and odd FFTs */                                    \
  61         ev.re =  k1*(data[i1  ]+data[i2  ]);                                \
  62         od.im =  k2*(data[i2  ]-data[i1  ]);                                \
  63         ev.im =  k1*(data[i1+1]-data[i2+1]);                                \
  64         od.re =  k2*(data[i1+1]+data[i2+1]);                                \
  65         /* Apply twiddle factors to the odd FFT and add to the even FFT */  \
  66         odsum.re = od.re*tcos[i] sign0 od.im*tsin[i];                       \
  67         odsum.im = od.im*tcos[i] sign1 od.re*tsin[i];                       \
  68         data[i1  ] =  ev.re + odsum.re;                                     \
  69         data[i1+1] =  ev.im + odsum.im;                                     \
  70         data[i2  ] =  ev.re - odsum.re;                                     \
  71         data[i2+1] =  odsum.im - ev.im;                                     \
  72     }
  73
  74     if (s->negative_sin) {
  75         RDFT_UNMANGLE(+,-)
  76     } else {
  77         RDFT_UNMANGLE(-,+)
  78     }
  79
  80     data[2*i+1]=s->sign_convention*data[2*i+1];
  81     if (s->inverse) {
  82         data[0] *= k1;
  83         data[1] *= k1;
  84         s->fft.fft_permute(&s->fft, (FFTComplex*)data);
  85         s->fft.fft_calc(&s->fft, (FFTComplex*)data);
  86     }
  87 }
  88
  89 av_cold int ff_rdft_init(RDFTContext *s, int nbits, enum RDFTransformType trans)
  90 {
  91     int n = 1 << nbits;
  92     int ret;
  93
  94     s->nbits           = nbits;
  95     s->inverse         = trans == IDFT_C2R || trans == DFT_C2R;
  96     s->sign_convention = trans == IDFT_R2C || trans == DFT_C2R ? 1 : -1;
  97     s->negative_sin    = trans == DFT_C2R || trans == DFT_R2C;
  98
  99     if (nbits < 4 || nbits > 16)
 100         return AVERROR(EINVAL);
 101
 102     if ((ret = ff_fft_init(&s->fft, nbits-1, trans == IDFT_C2R || trans == IDFT_R2C)) < 0)
 103         return ret;
 104
 105     ff_init_ff_cos_tabs(nbits);
 106     s->tcos = ff_cos_tabs[nbits];
 107     s->tsin = ff_cos_tabs[nbits] + (n >> 2);
 108     s->rdft_calc   = rdft_calc_c;
 109
 110 #if ARCH_ARM
 111     ff_rdft_init_arm(s);
 112 #endif
 113
 114     return 0;
 115 }
 116
 117 av_cold void ff_rdft_end(RDFTContext *s)
 118 {
 119     ff_fft_end(&s->fft);
 120 }