18045010223
2025-07-07 4d55075574ff1d55c1f56f89f5f3f95889258914
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
 
package cn.org.hentai.jtt1078.codec.g726;
 
 
import cn.org.hentai.jtt1078.codec.G711Codec;
import cn.org.hentai.jtt1078.codec.G711UCodec;
 
/** Common routines for G.721 and G.723 conversions.
  * <p>
  * This implementation is based on the ANSI-C language reference implementations
  * of the CCITT (International Telegraph and Telephone Consultative Committee)
  * G.711, G.721 and G.723 voice compressions, provided by Sun Microsystems, Inc.
  * <p>
  * Acknowledgement to Sun Microsystems, Inc. for having released the original
  * ANSI-C source code to the public domain.
  */
public abstract class G726 {
    
    // ##### C-to-Java conversion: #####
    // short becomes int
    // char becomes int
    // unsigned char becomes int
 
 
    // *************************** STATIC ***************************
 
    /** ISDN u-law */
    public static final int AUDIO_ENCODING_ULAW=1;
    
    /** ISDN A-law */
    public static final int AUDIO_ENCODING_ALAW=2;
    
    /** PCM 2's-complement (0-center) */
    public static final int AUDIO_ENCODING_LINEAR=3;
 
 
 
    /** The first 15 values, powers of 2. */
    private static final /*short*/int[] power2 = { 1, 2, 4, 8, 0x10, 0x20, 0x40, 0x80, 0x100, 0x200, 0x400, 0x800, 0x1000, 0x2000, 0x4000 };
 
 
    /** Quantizes the input val against the table of size short integers.
      * It returns i if table[i-1]<=val<table[i].
      * <p>
      * Using linear search for simple coding. */
    private static int quan(int val, /*short*/int[] table, int size) {
        
        int i;
        for (i=0; i<size; i++) if (val<table[i]) break;
        return i;
    }
 
 
    /** Given a raw sample, 'd', of the difference signal and a
      * quantization step size scale factor, 'y', this routine returns the
      * ADPCM codeword to which that sample gets quantized.  The step
      * size scale factor division operation is done in the log base 2 domain
      * as a subtraction.
      * <br>
      * @param d - Raw difference signal sample
      * @param y - Step size multiplier
      * @param table - Quantization table
      * @param size - Table size of short integers
      */
    protected static int quantize(int d, int y, /*short*/int[] table, int size) {
        
        /* LOG
         * Compute base 2 log of 'd', and store in 'dl'.
         */
        /*short*/int dqm=Math.abs(d); /* Magnitude of 'd' */
        
        /*short*/int exp=quan(dqm>>1, power2, 15); /* Integer part of base 2 log of 'd' */
        
        /*short*/int mant=((dqm<<7)>>exp)&0x7F; /* Fractional part of base 2 log */
        
        /*short*/int dl=(exp<<7)+mant; /* Log of magnitude of 'd' */
    
        /* SUBTB
         * "Divide" by step size multiplier.
         */
        /* Step size scale factor normalized log */
        /*short*/int dln=dl-(y>>2);
    
        /* QUAN
         * Obtain codword i for 'd'.
         */
        int i=quan(dln, table, size);
        if (d<0)        /* take 1's complement of i */
            return ((size<<1)+1-i);
        else if (i==0)     /* take 1's complement of 0 */
            return ((size<<1)+1); /* new in 1988 */
        else
            return (i);
    }
 
 
    /** Returns reconstructed difference signal 'dq' obtained from
      * codeword 'i' and quantization step size scale factor 'y'.
      * Multiplication is performed in log base 2 domain as addition.
      * @param sign - 0 for non-negative value
      * @param dqln - G.72x codeword
      * @param y - Step size multiplier
      */
    protected static int reconstruct(int sign, int dqln, int y) {
        
        /* Log of 'dq' magnitude */
        /*short*/int dql=dqln+(y>>2);  /* ADDA */
    
        if (dql<0) {
            return ((sign!=0)? -0x8000 : 0);
        }
        else {
            /* ANTILOG */
            /* Integer part of log */
            /*short*/int dex=(dql>>7)&15;
            /*short*/int dqt=128+(dql&127);
            /* Reconstructed difference signal sample */
            /*short*/int dq=(dqt<<7)>>(14-dex);
            return ((sign!=0)? (dq-0x8000) : dq);
        }
    }
    
    
    /** updates the state variables for each output code
      * @param code_size - distinguish 723_40 with others
      * @param y - quantizer step size
      * @param wi - scale factor multiplier
      * @param fi - for long/short term energies
      * @param dq - quantized prediction difference
      * @param sr - reconstructed signal
      * @param dqsez - difference from 2-pole predictor
      * @param state - coder state
      */
    protected static void update(int code_size, int y, int wi, int fi, int dq, int sr, int dqsez, G726State state) {
        
        int cnt;
        /*short*/int mag, exp, mant; /* Adaptive predictor, FLOAT A */
        /*short*/int a2p; /* LIMC */
        /*short*/int a1ul; /* UPA1 */
        /*short*/int ua2, pks1; /* UPA2 */
        /*short*/int uga2a, fa1;
        /*short*/int uga2b;
        /*char*/int tr; /* tone/transition detector */
        /*short*/int ylint, thr2, dqthr;
        /*short*/int ylfrac, thr1;
        /*short*/int pk0;
    
        // ##### C-to-Java conversion: #####
        // init a2p
        a2p=0; 
        
        pk0=(dqsez<0)? 1 : 0; /* needed in updating predictor poles */
    
        mag=dq&0x7FFF; /* prediction difference magnitude */
        /* TRANS */
        ylint=state.yl>>15;  /* exponent part of yl */
        ylfrac=(state.yl>>10)&0x1F; /* fractional part of yl */
        thr1=(32+ylfrac)<<ylint;      /* threshold */
        thr2=(ylint>9)? 31<<10 : thr1;  /* limit thr2 to 31<<10 */
        dqthr=(thr2+(thr2>>1))>>1;  /* dqthr=0.75 * thr2 */
        if (state.td==0) /* signal supposed voice */
            tr=0;
        else
        if (mag<=dqthr) /* supposed data, but small mag */
            tr=0; /* treated as voice */
        else /* signal is data (modem) */
            tr=1;
    
        /* Quantizer scale factor adaptation. */
    
        /* FUNCTW&FILTD&DELAY */
        /* update non-steady state step size multiplier */
        state.yu=y+((wi-y)>>5);
    
        /* LIMB */
        if (state.yu<544)   /* 544<=yu<=5120 */
            state.yu=544;
        else
        if (state.yu>5120)
            state.yu=5120;
    
        /* FILTE&DELAY */
        /* update steady state step size multiplier */
        state.yl+=state.yu+((-state.yl)>>6);
    
        /*
         * Adaptive predictor coefficients.
         */
        if (tr==1) {
            /* reset a's and b's for modem signal */
            state.a[0]=0;
            state.a[1]=0;
            state.b[0]=0;
            state.b[1]=0;
            state.b[2]=0;
            state.b[3]=0;
            state.b[4]=0;
            state.b[5]=0;
        }
        else {
            /* update a's and b's */
            pks1=pk0^state.pk[0]; /* UPA2 */
    
            /* update predictor pole a[1] */
            a2p=state.a[1]-(state.a[1]>>7);
            if (dqsez != 0) {
                fa1=(pks1!=0)? state.a[0] : -state.a[0];
                if (fa1<-8191)  /* a2p=function of fa1 */
                    a2p-=0x100;
                else
                if (fa1>8191)
                    a2p+=0xFF;
                else
                    a2p+=fa1>>5;
    
                if ((pk0^state.pk[1])!=0) {
                    /* LIMC */
                    if (a2p<=-12160)
                        a2p=-12288;
                    else
                    if (a2p>=12416)
                        a2p=12288;
                    else
                        a2p-=0x80;
                }
                else
                if (a2p<=-12416)
                    a2p=-12288;
                else
                if (a2p>=12160)
                    a2p=12288;
                else
                    a2p+=0x80;
            }
    
            /* TRIGB&DELAY */
            state.a[1]=a2p;
    
            /* UPA1 */
            /* update predictor pole a[0] */
            state.a[0] -= state.a[0]>>8;
            if (dqsez != 0)
                if (pks1==0)
                    state.a[0]+=192;
                else
                    state.a[0] -= 192;
    
            /* LIMD */
            a1ul=15360-a2p;
            if (state.a[0]<-a1ul)
                state.a[0]=-a1ul;
            else if (state.a[0]>a1ul)
                state.a[0]=a1ul;
    
            /* UPB : update predictor zeros b[6] */
            for (cnt=0; cnt<6; cnt++) {
                
                if (code_size==5) /* for 40Kbps G.723 */
                    state.b[cnt]-=state.b[cnt]>>9;
                else /* for G.721 and 24Kbps G.723 */
                    state.b[cnt]-=state.b[cnt]>>8;
                if ((dq&0x7FFF)!=0) {
                    /* XOR */
                    if ((dq^state.dq[cnt])>=0)
                        state.b[cnt]+=128;
                    else
                        state.b[cnt]-=128;
                }
            }
        }
    
        for (cnt=5; cnt>0; cnt--) state.dq[cnt]=state.dq[cnt-1];
        /* FLOAT A : convert dq[0] to 4-bit exp, 6-bit mantissa f.p. */
        if (mag==0) {
            state.dq[0]=(dq>=0)? 0x20 : 0xFC20;
        }
        else {
            exp=quan(mag, power2, 15);
            state.dq[0]=(dq>=0) ? (exp<<6)+((mag<<6)>>exp) : (exp<<6)+((mag<<6)>>exp)-0x400;
        }
    
        state.sr[1]=state.sr[0];
        /* FLOAT B : convert sr to 4-bit exp., 6-bit mantissa f.p. */
        if (sr==0) {
            state.sr[0]=0x20;
        }
        else
        if (sr>0) {
            exp=quan(sr, power2, 15);
            state.sr[0]=(exp<<6)+((sr<<6)>>exp);
        }
        else
        if (sr>-32768) {
            mag=-sr;
            exp=quan(mag, power2, 15);
            state.sr[0]=(exp<<6)+((mag<<6)>>exp)-0x400;
        }
        else
            state.sr[0]=0xFC20;
    
        /* DELAY A */
        state.pk[1]=state.pk[0];
        state.pk[0]=pk0;
    
        /* TONE */
        if (tr==1) /* this sample has been treated as data */
            state.td=0; /* next one will be treated as voice */
        else
        if (a2p<-11776) /* small sample-to-sample correlation */
            state.td=1; /* signal may be data */
        else /* signal is voice */
            state.td=0;
    
        /*
         * Adaptation speed control.
         */
        state.dms+=(fi-state.dms)>>5; /* FILTA */
        state.dml+=(((fi<<2)-state.dml)>>7); /* FILTB */
    
        if (tr==1)
            state.ap=256;
        else
        if (y<1536) /* SUBTC */
            state.ap+=(0x200-state.ap)>>4;
        else
        if (state.td==1)
            state.ap+=(0x200-state.ap)>>4;
        else
        if (Math.abs((state.dms<<2)-state.dml)>=(state.dml>>3))
            state.ap+=(0x200-state.ap)>>4;
        else
            state.ap+=(-state.ap)>>4;
    }
    
    /** At the end of ADPCM decoding, it simulates an encoder which may be receiving
      * the output of this decoder as a tandem process. If the output of the
      * simulated encoder differs from the input to this decoder, the decoder output
      * is adjusted by one level of A-law or u-law codes.
      *
      * @param sr - decoder output linear PCM sample,
      * @param se - predictor estimate sample,
      * @param y - quantizer step size,
      * @param i - decoder input code,
      * @param sign - sign bit of code i
      *
      * @return adjusted A-law or u-law compressed sample.
      */
    protected static int tandem_adjust_alaw(int sr, int se, int y, int i, int sign, /*short*/int[] qtab) {
        
        /*unsigned char*/int sp; /* A-law compressed 8-bit code */
        /*short*/int    dx;   /* prediction error */
        /*char*/int id;   /* quantized prediction error */
        int      sd;   /* adjusted A-law decoded sample value */
        int      im;   /* biased magnitude of i */
        int      imx;  /* biased magnitude of id */
    
        if (sr<=-32768) sr=-1;
        sp= G711Codec.linear2alaw((short)((sr>>1)<<3));   /* short to A-law compression */
        dx=(G711Codec.alaw2linear((byte)sp)>>2)-se;   /* 16-bit prediction error */
        id=quantize(dx, y, qtab, sign-1);
    
        if (id==i) {
            /* no adjustment on sp */
            return (sp);
        }
        else {
            /* sp adjustment needed */
            /* ADPCM codes : 8, 9, ... F, 0, 1, ... , 6, 7 */
            im=i^sign; /* 2's complement to biased unsigned */
            imx=id^sign;
    
            if (imx>im) {
                /* sp adjusted to next lower value */
                if ((sp&0x80)!=0) {
                    sd=(sp==0xD5)? 0x55 : ((sp^0x55)-1)^0x55;
                } 
                else {
                    sd=(sp==0x2A)? 0x2A : ((sp^0x55)+1)^0x55;
                }
            }
            else {
                /* sp adjusted to next higher value */
                if ((sp&0x80)!=0)
                    sd=(sp==0xAA)? 0xAA : ((sp^0x55)+1)^0x55;
                else
                    sd=(sp==0x55)? 0xD5 : ((sp^0x55)-1)^0x55;
            }
            return (sd);
        }
    }
    
    /** @param sr - decoder output linear PCM sample
      * @param se - predictor estimate sample
      * @param y - quantizer step size
      * @param i - decoder input code
      * @param sign
      * @param qtab
      */
    protected static int tandem_adjust_ulaw(int sr, int se, int y, int i, int sign, /*short*/int[] qtab) {
        
        /*unsigned char*/int sp;   /* u-law compressed 8-bit code */
        /*short*/int    dx;   /* prediction error */
        /*char*/int id;   /* quantized prediction error */
        int      sd;   /* adjusted u-law decoded sample value */
        int      im;   /* biased magnitude of i */
        int      imx;  /* biased magnitude of id */
    
        if (sr<=-32768) sr=0;
        sp= G711UCodec.linear2ulaw((short)(sr<<2)); /* short to u-law compression */
        dx=(G711UCodec.ulaw2linear((byte)sp)>>2)-se;   /* 16-bit prediction error */
        id=quantize(dx, y, qtab, sign-1);
        if (id==i) {
            return (sp);
        } 
        else {
            /* ADPCM codes : 8, 9, ... F, 0, 1, ... , 6, 7 */
            im=i^sign;    /* 2's complement to biased unsigned */
            imx=id^sign;
            if (imx>im) {
                /* sp adjusted to next lower value */
                if ((sp&0x80)!=0)
                    sd=(sp==0xFF)? 0x7E : sp+1;
                else
                    sd=(sp==0)? 0 : sp-1;
    
            }
            else {
                /* sp adjusted to next higher value */
                if ((sp&0x80)!=0)
                    sd=(sp==0x80)? 0x80 : sp-1;
                else
                    sd=(sp==0x7F)? 0xFE : sp+1;
            }
            return (sd);
        }
    }
 
 
    // ##### C-to-Java conversion: #####
    
    /** Converts a byte into an unsigned int. */
    protected static int unsignedInt(byte b) {
        return ((int)b+0x100)&0xFF;
    }
 
    // ##### 2 bytes to int conversion: #####
 
    /** Converts 2 little-endian-bytes into an unsigned int. */
    public static int unsignedIntLittleEndian(byte hi_b, byte lo_b) {
        return (unsignedInt(hi_b)<<8) + unsignedInt(lo_b);
    }
 
    /** Converts 2 little-endian-bytes into a signed int. */
    public static int signedIntLittleEndian(byte hi_b, byte lo_b) {
        int sign_bit=hi_b>>7;
        return (sign_bit==0)? (unsignedInt(hi_b)<<8) + unsignedInt(lo_b) : (-1^0x7FFF)^(((unsignedInt(hi_b)&0x7F)<<8) + unsignedInt(lo_b));
    }
 
 
    // ************************* NON-STATIC *************************
 
    /** Encoding state */
    G726State state;
 
    int type;
 
    /** Creates a new G726 processor, that can be used to encode from or decode do PCM audio data. */
    public G726(int type) {
        this.type = type;
        state=new G726State();
    }
 
    public int getType() {
        return type;
    }
 
    /** Encodes the input vale of linear PCM, A-law or u-law data sl and returns
      * the resulting code. -1 is returned for unknown input coding value. */
    public abstract int encode(int sl, int in_coding);
    
 
    /** Encodes the input chunk in_buff of linear PCM, A-law or u-law data and returns
      * the G726 encoded chuck into out_buff. <br>
      * It returns the actual size of the output data, or -1 in case of unknown
      * in_coding value. */
    public abstract int encode(byte[] in_buff, int in_offset, int in_len, int in_coding, byte[] out_buff, int out_offset);
 
 
    /** Decodes a 4-bit code of G.72x encoded data of i and
      * returns the resulting linear PCM, A-law or u-law value.
      * return -1 for unknown out_coding value. */
    public abstract int decode(int i, int out_coding);
 
 
    /** Decodes the input chunk in_buff of G726 encoded data and returns
      * the linear PCM, A-law or u-law chunk into out_buff. <br>
      * It returns the actual size of the output data, or -1 in case of unknown
      * out_coding value. */
    public abstract int decode(byte[] in_buff, int in_offset, int in_len, int out_coding, byte[] out_buff, int out_offset);
 
}