j2k: restructure bitstream decoding
[ffmpeg.git] / libavcodec / aacps.c
1 /*
2  * MPEG-4 Parametric Stereo decoding functions
3  * Copyright (c) 2010 Alex Converse <alex.converse@gmail.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
22 #include <stdint.h>
23 #include "libavutil/common.h"
24 #include "libavutil/internal.h"
25 #include "libavutil/mathematics.h"
26 #include "avcodec.h"
27 #include "get_bits.h"
28 #include "aacps.h"
29 #include "aacps_tablegen.h"
30 #include "aacpsdata.c"
31
32 #define PS_BASELINE 0  ///< Operate in Baseline PS mode
33                        ///< Baseline implies 10 or 20 stereo bands,
34                        ///< mixing mode A, and no ipd/opd
35
36 #define numQMFSlots 32 //numTimeSlots * RATE
37
38 static const int8_t num_env_tab[2][4] = {
39     { 0, 1, 2, 4, },
40     { 1, 2, 3, 4, },
41 };
42
43 static const int8_t nr_iidicc_par_tab[] = {
44     10, 20, 34, 10, 20, 34,
45 };
46
47 static const int8_t nr_iidopd_par_tab[] = {
48      5, 11, 17,  5, 11, 17,
49 };
50
51 enum {
52     huff_iid_df1,
53     huff_iid_dt1,
54     huff_iid_df0,
55     huff_iid_dt0,
56     huff_icc_df,
57     huff_icc_dt,
58     huff_ipd_df,
59     huff_ipd_dt,
60     huff_opd_df,
61     huff_opd_dt,
62 };
63
64 static const int huff_iid[] = {
65     huff_iid_df0,
66     huff_iid_df1,
67     huff_iid_dt0,
68     huff_iid_dt1,
69 };
70
71 static VLC vlc_ps[10];
72
73 #define READ_PAR_DATA(PAR, OFFSET, MASK, ERR_CONDITION) \
74 /** \
75  * Read Inter-channel Intensity Difference/Inter-Channel Coherence/ \
76  * Inter-channel Phase Difference/Overall Phase Difference parameters from the \
77  * bitstream. \
78  * \
79  * @param avctx contains the current codec context \
80  * @param gb    pointer to the input bitstream \
81  * @param ps    pointer to the Parametric Stereo context \
82  * @param PAR   pointer to the parameter to be read \
83  * @param e     envelope to decode \
84  * @param dt    1: time delta-coded, 0: frequency delta-coded \
85  */ \
86 static int read_ ## PAR ## _data(AVCodecContext *avctx, GetBitContext *gb, PSContext *ps, \
87                         int8_t (*PAR)[PS_MAX_NR_IIDICC], int table_idx, int e, int dt) \
88 { \
89     int b, num = ps->nr_ ## PAR ## _par; \
90     VLC_TYPE (*vlc_table)[2] = vlc_ps[table_idx].table; \
91     if (dt) { \
92         int e_prev = e ? e - 1 : ps->num_env_old - 1; \
93         e_prev = FFMAX(e_prev, 0); \
94         for (b = 0; b < num; b++) { \
95             int val = PAR[e_prev][b] + get_vlc2(gb, vlc_table, 9, 3) - OFFSET; \
96             if (MASK) val &= MASK; \
97             PAR[e][b] = val; \
98             if (ERR_CONDITION) \
99                 goto err; \
100         } \
101     } else { \
102         int val = 0; \
103         for (b = 0; b < num; b++) { \
104             val += get_vlc2(gb, vlc_table, 9, 3) - OFFSET; \
105             if (MASK) val &= MASK; \
106             PAR[e][b] = val; \
107             if (ERR_CONDITION) \
108                 goto err; \
109         } \
110     } \
111     return 0; \
112 err: \
113     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "illegal "#PAR"\n"); \
114     return -1; \
115 }
116
117 READ_PAR_DATA(iid,    huff_offset[table_idx],    0, FFABS(ps->iid_par[e][b]) > 7 + 8 * ps->iid_quant)
118 READ_PAR_DATA(icc,    huff_offset[table_idx],    0, ps->icc_par[e][b] > 7U)
119 READ_PAR_DATA(ipdopd,                      0, 0x07, 0)
120
121 static int ps_read_extension_data(GetBitContext *gb, PSContext *ps, int ps_extension_id)
122 {
123     int e;
124     int count = get_bits_count(gb);
125
126     if (ps_extension_id)
127         return 0;
128
129     ps->enable_ipdopd = get_bits1(gb);
130     if (ps->enable_ipdopd) {
131         for (e = 0; e < ps->num_env; e++) {
132             int dt = get_bits1(gb);
133             read_ipdopd_data(NULL, gb, ps, ps->ipd_par, dt ? huff_ipd_dt : huff_ipd_df, e, dt);
134             dt = get_bits1(gb);
135             read_ipdopd_data(NULL, gb, ps, ps->opd_par, dt ? huff_opd_dt : huff_opd_df, e, dt);
136         }
137     }
138     skip_bits1(gb);      //reserved_ps
139     return get_bits_count(gb) - count;
140 }
141
142 static void ipdopd_reset(int8_t *ipd_hist, int8_t *opd_hist)
143 {
144     int i;
145     for (i = 0; i < PS_MAX_NR_IPDOPD; i++) {
146         opd_hist[i] = 0;
147         ipd_hist[i] = 0;
148     }
149 }
150
151 int ff_ps_read_data(AVCodecContext *avctx, GetBitContext *gb_host, PSContext *ps, int bits_left)
152 {
153     int e;
154     int bit_count_start = get_bits_count(gb_host);
155     int header;
156     int bits_consumed;
157     GetBitContext gbc = *gb_host, *gb = &gbc;
158
159     header = get_bits1(gb);
160     if (header) {     //enable_ps_header
161         ps->enable_iid = get_bits1(gb);
162         if (ps->enable_iid) {
163             int iid_mode = get_bits(gb, 3);
164             if (iid_mode > 5) {
165                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "iid_mode %d is reserved.\n",
166                        iid_mode);
167                 goto err;
168             }
169             ps->nr_iid_par    = nr_iidicc_par_tab[iid_mode];
170             ps->iid_quant     = iid_mode > 2;
171             ps->nr_ipdopd_par = nr_iidopd_par_tab[iid_mode];
172         }
173         ps->enable_icc = get_bits1(gb);
174         if (ps->enable_icc) {
175             ps->icc_mode = get_bits(gb, 3);
176             if (ps->icc_mode > 5) {
177                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "icc_mode %d is reserved.\n",
178                        ps->icc_mode);
179                 goto err;
180             }
181             ps->nr_icc_par = nr_iidicc_par_tab[ps->icc_mode];
182         }
183         ps->enable_ext = get_bits1(gb);
184     }
185
186     ps->frame_class = get_bits1(gb);
187     ps->num_env_old = ps->num_env;
188     ps->num_env     = num_env_tab[ps->frame_class][get_bits(gb, 2)];
189
190     ps->border_position[0] = -1;
191     if (ps->frame_class) {
192         for (e = 1; e <= ps->num_env; e++)
193             ps->border_position[e] = get_bits(gb, 5);
194     } else
195         for (e = 1; e <= ps->num_env; e++)
196             ps->border_position[e] = (e * numQMFSlots >> ff_log2_tab[ps->num_env]) - 1;
197
198     if (ps->enable_iid) {
199         for (e = 0; e < ps->num_env; e++) {
200             int dt = get_bits1(gb);
201             if (read_iid_data(avctx, gb, ps, ps->iid_par, huff_iid[2*dt+ps->iid_quant], e, dt))
202                 goto err;
203         }
204     } else
205         memset(ps->iid_par, 0, sizeof(ps->iid_par));
206
207     if (ps->enable_icc)
208         for (e = 0; e < ps->num_env; e++) {
209             int dt = get_bits1(gb);
210             if (read_icc_data(avctx, gb, ps, ps->icc_par, dt ? huff_icc_dt : huff_icc_df, e, dt))
211                 goto err;
212         }
213     else
214         memset(ps->icc_par, 0, sizeof(ps->icc_par));
215
216     if (ps->enable_ext) {
217         int cnt = get_bits(gb, 4);
218         if (cnt == 15) {
219             cnt += get_bits(gb, 8);
220         }
221         cnt *= 8;
222         while (cnt > 7) {
223             int ps_extension_id = get_bits(gb, 2);
224             cnt -= 2 + ps_read_extension_data(gb, ps, ps_extension_id);
225         }
226         if (cnt < 0) {
227             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "ps extension overflow %d\n", cnt);
228             goto err;
229         }
230         skip_bits(gb, cnt);
231     }
232
233     ps->enable_ipdopd &= !PS_BASELINE;
234
235     //Fix up envelopes
236     if (!ps->num_env || ps->border_position[ps->num_env] < numQMFSlots - 1) {
237         //Create a fake envelope
238         int source = ps->num_env ? ps->num_env - 1 : ps->num_env_old - 1;
239         int b;
240         if (source >= 0 && source != ps->num_env) {
241             if (ps->enable_iid) {
242                 memcpy(ps->iid_par+ps->num_env, ps->iid_par+source, sizeof(ps->iid_par[0]));
243             }
244             if (ps->enable_icc) {
245                 memcpy(ps->icc_par+ps->num_env, ps->icc_par+source, sizeof(ps->icc_par[0]));
246             }
247             if (ps->enable_ipdopd) {
248                 memcpy(ps->ipd_par+ps->num_env, ps->ipd_par+source, sizeof(ps->ipd_par[0]));
249                 memcpy(ps->opd_par+ps->num_env, ps->opd_par+source, sizeof(ps->opd_par[0]));
250             }
251         }
252         if (ps->enable_iid){
253             for (b = 0; b < ps->nr_iid_par; b++) {
254                 if (FFABS(ps->iid_par[ps->num_env][b]) > 7 + 8 * ps->iid_quant) {
255                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "iid_par invalid\n");
256                     goto err;
257                 }
258             }
259         }
260         if (ps->enable_icc){
261             for (b = 0; b < ps->nr_iid_par; b++) {
262                 if (ps->icc_par[ps->num_env][b] > 7U) {
263                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "icc_par invalid\n");
264                     goto err;
265                 }
266             }
267         }
268         ps->num_env++;
269         ps->border_position[ps->num_env] = numQMFSlots - 1;
270     }
271
272
273     ps->is34bands_old = ps->is34bands;
274     if (!PS_BASELINE && (ps->enable_iid || ps->enable_icc))
275         ps->is34bands = (ps->enable_iid && ps->nr_iid_par == 34) ||
276                         (ps->enable_icc && ps->nr_icc_par == 34);
277
278     //Baseline
279     if (!ps->enable_ipdopd) {
280         memset(ps->ipd_par, 0, sizeof(ps->ipd_par));
281         memset(ps->opd_par, 0, sizeof(ps->opd_par));
282     }
283
284     if (header)
285         ps->start = 1;
286
287     bits_consumed = get_bits_count(gb) - bit_count_start;
288     if (bits_consumed <= bits_left) {
289         skip_bits_long(gb_host, bits_consumed);
290         return bits_consumed;
291     }
292     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Expected to read %d PS bits actually read %d.\n", bits_left, bits_consumed);
293 err:
294     ps->start = 0;
295     skip_bits_long(gb_host, bits_left);
296     memset(ps->iid_par, 0, sizeof(ps->iid_par));
297     memset(ps->icc_par, 0, sizeof(ps->icc_par));
298     memset(ps->ipd_par, 0, sizeof(ps->ipd_par));
299     memset(ps->opd_par, 0, sizeof(ps->opd_par));
300     return bits_left;
301 }
302
303 /** Split one subband into 2 subsubbands with a symmetric real filter.
304  * The filter must have its non-center even coefficients equal to zero. */
305 static void hybrid2_re(float (*in)[2], float (*out)[32][2], const float filter[8], int len, int reverse)
306 {
307     int i, j;
308     for (i = 0; i < len; i++, in++) {
309         float re_in = filter[6] * in[6][0];          //real inphase
310         float re_op = 0.0f;                          //real out of phase
311         float im_in = filter[6] * in[6][1];          //imag inphase
312         float im_op = 0.0f;                          //imag out of phase
313         for (j = 0; j < 6; j += 2) {
314             re_op += filter[j+1] * (in[j+1][0] + in[12-j-1][0]);
315             im_op += filter[j+1] * (in[j+1][1] + in[12-j-1][1]);
316         }
317         out[ reverse][i][0] = re_in + re_op;
318         out[ reverse][i][1] = im_in + im_op;
319         out[!reverse][i][0] = re_in - re_op;
320         out[!reverse][i][1] = im_in - im_op;
321     }
322 }
323
324 /** Split one subband into 6 subsubbands with a complex filter */
325 static void hybrid6_cx(PSDSPContext *dsp, float (*in)[2], float (*out)[32][2], const float (*filter)[8][2], int len)
326 {
327     int i;
328     int N = 8;
329     LOCAL_ALIGNED_16(float, temp, [8], [2]);
330
331     for (i = 0; i < len; i++, in++) {
332         dsp->hybrid_analysis(temp, in, filter, 1, N);
333         out[0][i][0] = temp[6][0];
334         out[0][i][1] = temp[6][1];
335         out[1][i][0] = temp[7][0];
336         out[1][i][1] = temp[7][1];
337         out[2][i][0] = temp[0][0];
338         out[2][i][1] = temp[0][1];
339         out[3][i][0] = temp[1][0];
340         out[3][i][1] = temp[1][1];
341         out[4][i][0] = temp[2][0] + temp[5][0];
342         out[4][i][1] = temp[2][1] + temp[5][1];
343         out[5][i][0] = temp[3][0] + temp[4][0];
344         out[5][i][1] = temp[3][1] + temp[4][1];
345     }
346 }
347
348 static void hybrid4_8_12_cx(PSDSPContext *dsp, float (*in)[2], float (*out)[32][2], const float (*filter)[8][2], int N, int len)
349 {
350     int i;
351
352     for (i = 0; i < len; i++, in++) {
353         dsp->hybrid_analysis(out[0] + i, in, filter, 32, N);
354     }
355 }
356
357 static void hybrid_analysis(PSDSPContext *dsp, float out[91][32][2],
358                             float in[5][44][2], float L[2][38][64],
359                             int is34, int len)
360 {
361     int i, j;
362     for (i = 0; i < 5; i++) {
363         for (j = 0; j < 38; j++) {
364             in[i][j+6][0] = L[0][j][i];
365             in[i][j+6][1] = L[1][j][i];
366         }
367     }
368     if (is34) {
369         hybrid4_8_12_cx(dsp, in[0], out,    f34_0_12, 12, len);
370         hybrid4_8_12_cx(dsp, in[1], out+12, f34_1_8,   8, len);
371         hybrid4_8_12_cx(dsp, in[2], out+20, f34_2_4,   4, len);
372         hybrid4_8_12_cx(dsp, in[3], out+24, f34_2_4,   4, len);
373         hybrid4_8_12_cx(dsp, in[4], out+28, f34_2_4,   4, len);
374         dsp->hybrid_analysis_ileave(out + 27, L, 5, len);
375     } else {
376         hybrid6_cx(dsp, in[0], out, f20_0_8, len);
377         hybrid2_re(in[1], out+6, g1_Q2, len, 1);
378         hybrid2_re(in[2], out+8, g1_Q2, len, 0);
379         dsp->hybrid_analysis_ileave(out + 7, L, 3, len);
380     }
381     //update in_buf
382     for (i = 0; i < 5; i++) {
383         memcpy(in[i], in[i]+32, 6 * sizeof(in[i][0]));
384     }
385 }
386
387 static void hybrid_synthesis(PSDSPContext *dsp, float out[2][38][64],
388                              float in[91][32][2], int is34, int len)
389 {
390     int i, n;
391     if (is34) {
392         for (n = 0; n < len; n++) {
393             memset(out[0][n], 0, 5*sizeof(out[0][n][0]));
394             memset(out[1][n], 0, 5*sizeof(out[1][n][0]));
395             for (i = 0; i < 12; i++) {
396                 out[0][n][0] += in[   i][n][0];
397                 out[1][n][0] += in[   i][n][1];
398             }
399             for (i = 0; i < 8; i++) {
400                 out[0][n][1] += in[12+i][n][0];
401                 out[1][n][1] += in[12+i][n][1];
402             }
403             for (i = 0; i < 4; i++) {
404                 out[0][n][2] += in[20+i][n][0];
405                 out[1][n][2] += in[20+i][n][1];
406                 out[0][n][3] += in[24+i][n][0];
407                 out[1][n][3] += in[24+i][n][1];
408                 out[0][n][4] += in[28+i][n][0];
409                 out[1][n][4] += in[28+i][n][1];
410             }
411         }
412         dsp->hybrid_synthesis_deint(out, in + 27, 5, len);
413     } else {
414         for (n = 0; n < len; n++) {
415             out[0][n][0] = in[0][n][0] + in[1][n][0] + in[2][n][0] +
416                            in[3][n][0] + in[4][n][0] + in[5][n][0];
417             out[1][n][0] = in[0][n][1] + in[1][n][1] + in[2][n][1] +
418                            in[3][n][1] + in[4][n][1] + in[5][n][1];
419             out[0][n][1] = in[6][n][0] + in[7][n][0];
420             out[1][n][1] = in[6][n][1] + in[7][n][1];
421             out[0][n][2] = in[8][n][0] + in[9][n][0];
422             out[1][n][2] = in[8][n][1] + in[9][n][1];
423         }
424         dsp->hybrid_synthesis_deint(out, in + 7, 3, len);
425     }
426 }
427
428 /// All-pass filter decay slope
429 #define DECAY_SLOPE      0.05f
430 /// Number of frequency bands that can be addressed by the parameter index, b(k)
431 static const int   NR_PAR_BANDS[]      = { 20, 34 };
432 /// Number of frequency bands that can be addressed by the sub subband index, k
433 static const int   NR_BANDS[]          = { 71, 91 };
434 /// Start frequency band for the all-pass filter decay slope
435 static const int   DECAY_CUTOFF[]      = { 10, 32 };
436 /// Number of all-pass filer bands
437 static const int   NR_ALLPASS_BANDS[]  = { 30, 50 };
438 /// First stereo band using the short one sample delay
439 static const int   SHORT_DELAY_BAND[]  = { 42, 62 };
440
441 /** Table 8.46 */
442 static void map_idx_10_to_20(int8_t *par_mapped, const int8_t *par, int full)
443 {
444     int b;
445     if (full)
446         b = 9;
447     else {
448         b = 4;
449         par_mapped[10] = 0;
450     }
451     for (; b >= 0; b--) {
452         par_mapped[2*b+1] = par_mapped[2*b] = par[b];
453     }
454 }
455
456 static void map_idx_34_to_20(int8_t *par_mapped, const int8_t *par, int full)
457 {
458     par_mapped[ 0] = (2*par[ 0] +   par[ 1]) / 3;
459     par_mapped[ 1] = (  par[ 1] + 2*par[ 2]) / 3;
460     par_mapped[ 2] = (2*par[ 3] +   par[ 4]) / 3;
461     par_mapped[ 3] = (  par[ 4] + 2*par[ 5]) / 3;
462     par_mapped[ 4] = (  par[ 6] +   par[ 7]) / 2;
463     par_mapped[ 5] = (  par[ 8] +   par[ 9]) / 2;
464     par_mapped[ 6] =    par[10];
465     par_mapped[ 7] =    par[11];
466     par_mapped[ 8] = (  par[12] +   par[13]) / 2;
467     par_mapped[ 9] = (  par[14] +   par[15]) / 2;
468     par_mapped[10] =    par[16];
469     if (full) {
470         par_mapped[11] =    par[17];
471         par_mapped[12] =    par[18];
472         par_mapped[13] =    par[19];
473         par_mapped[14] = (  par[20] +   par[21]) / 2;
474         par_mapped[15] = (  par[22] +   par[23]) / 2;
475         par_mapped[16] = (  par[24] +   par[25]) / 2;
476         par_mapped[17] = (  par[26] +   par[27]) / 2;
477         par_mapped[18] = (  par[28] +   par[29] +   par[30] +   par[31]) / 4;
478         par_mapped[19] = (  par[32] +   par[33]) / 2;
479     }
480 }
481
482 static void map_val_34_to_20(float par[PS_MAX_NR_IIDICC])
483 {
484     par[ 0] = (2*par[ 0] +   par[ 1]) * 0.33333333f;
485     par[ 1] = (  par[ 1] + 2*par[ 2]) * 0.33333333f;
486     par[ 2] = (2*par[ 3] +   par[ 4]) * 0.33333333f;
487     par[ 3] = (  par[ 4] + 2*par[ 5]) * 0.33333333f;
488     par[ 4] = (  par[ 6] +   par[ 7]) * 0.5f;
489     par[ 5] = (  par[ 8] +   par[ 9]) * 0.5f;
490     par[ 6] =    par[10];
491     par[ 7] =    par[11];
492     par[ 8] = (  par[12] +   par[13]) * 0.5f;
493     par[ 9] = (  par[14] +   par[15]) * 0.5f;
494     par[10] =    par[16];
495     par[11] =    par[17];
496     par[12] =    par[18];
497     par[13] =    par[19];
498     par[14] = (  par[20] +   par[21]) * 0.5f;
499     par[15] = (  par[22] +   par[23]) * 0.5f;
500     par[16] = (  par[24] +   par[25]) * 0.5f;
501     par[17] = (  par[26] +   par[27]) * 0.5f;
502     par[18] = (  par[28] +   par[29] +   par[30] +   par[31]) * 0.25f;
503     par[19] = (  par[32] +   par[33]) * 0.5f;
504 }
505
506 static void map_idx_10_to_34(int8_t *par_mapped, const int8_t *par, int full)
507 {
508     if (full) {
509         par_mapped[33] = par[9];
510         par_mapped[32] = par[9];
511         par_mapped[31] = par[9];
512         par_mapped[30] = par[9];
513         par_mapped[29] = par[9];
514         par_mapped[28] = par[9];
515         par_mapped[27] = par[8];
516         par_mapped[26] = par[8];
517         par_mapped[25] = par[8];
518         par_mapped[24] = par[8];
519         par_mapped[23] = par[7];
520         par_mapped[22] = par[7];
521         par_mapped[21] = par[7];
522         par_mapped[20] = par[7];
523         par_mapped[19] = par[6];
524         par_mapped[18] = par[6];
525         par_mapped[17] = par[5];
526         par_mapped[16] = par[5];
527     } else {
528         par_mapped[16] =      0;
529     }
530     par_mapped[15] = par[4];
531     par_mapped[14] = par[4];
532     par_mapped[13] = par[4];
533     par_mapped[12] = par[4];
534     par_mapped[11] = par[3];
535     par_mapped[10] = par[3];
536     par_mapped[ 9] = par[2];
537     par_mapped[ 8] = par[2];
538     par_mapped[ 7] = par[2];
539     par_mapped[ 6] = par[2];
540     par_mapped[ 5] = par[1];
541     par_mapped[ 4] = par[1];
542     par_mapped[ 3] = par[1];
543     par_mapped[ 2] = par[0];
544     par_mapped[ 1] = par[0];
545     par_mapped[ 0] = par[0];
546 }
547
548 static void map_idx_20_to_34(int8_t *par_mapped, const int8_t *par, int full)
549 {
550     if (full) {
551         par_mapped[33] =  par[19];
552         par_mapped[32] =  par[19];
553         par_mapped[31] =  par[18];
554         par_mapped[30] =  par[18];
555         par_mapped[29] =  par[18];
556         par_mapped[28] =  par[18];
557         par_mapped[27] =  par[17];
558         par_mapped[26] =  par[17];
559         par_mapped[25] =  par[16];
560         par_mapped[24] =  par[16];
561         par_mapped[23] =  par[15];
562         par_mapped[22] =  par[15];
563         par_mapped[21] =  par[14];
564         par_mapped[20] =  par[14];
565         par_mapped[19] =  par[13];
566         par_mapped[18] =  par[12];
567         par_mapped[17] =  par[11];
568     }
569     par_mapped[16] =  par[10];
570     par_mapped[15] =  par[ 9];
571     par_mapped[14] =  par[ 9];
572     par_mapped[13] =  par[ 8];
573     par_mapped[12] =  par[ 8];
574     par_mapped[11] =  par[ 7];
575     par_mapped[10] =  par[ 6];
576     par_mapped[ 9] =  par[ 5];
577     par_mapped[ 8] =  par[ 5];
578     par_mapped[ 7] =  par[ 4];
579     par_mapped[ 6] =  par[ 4];
580     par_mapped[ 5] =  par[ 3];
581     par_mapped[ 4] = (par[ 2] + par[ 3]) / 2;
582     par_mapped[ 3] =  par[ 2];
583     par_mapped[ 2] =  par[ 1];
584     par_mapped[ 1] = (par[ 0] + par[ 1]) / 2;
585     par_mapped[ 0] =  par[ 0];
586 }
587
588 static void map_val_20_to_34(float par[PS_MAX_NR_IIDICC])
589 {
590     par[33] =  par[19];
591     par[32] =  par[19];
592     par[31] =  par[18];
593     par[30] =  par[18];
594     par[29] =  par[18];
595     par[28] =  par[18];
596     par[27] =  par[17];
597     par[26] =  par[17];
598     par[25] =  par[16];
599     par[24] =  par[16];
600     par[23] =  par[15];
601     par[22] =  par[15];
602     par[21] =  par[14];
603     par[20] =  par[14];
604     par[19] =  par[13];
605     par[18] =  par[12];
606     par[17] =  par[11];
607     par[16] =  par[10];
608     par[15] =  par[ 9];
609     par[14] =  par[ 9];
610     par[13] =  par[ 8];
611     par[12] =  par[ 8];
612     par[11] =  par[ 7];
613     par[10] =  par[ 6];
614     par[ 9] =  par[ 5];
615     par[ 8] =  par[ 5];
616     par[ 7] =  par[ 4];
617     par[ 6] =  par[ 4];
618     par[ 5] =  par[ 3];
619     par[ 4] = (par[ 2] + par[ 3]) * 0.5f;
620     par[ 3] =  par[ 2];
621     par[ 2] =  par[ 1];
622     par[ 1] = (par[ 0] + par[ 1]) * 0.5f;
623 }
624
625 static void decorrelation(PSContext *ps, float (*out)[32][2], const float (*s)[32][2], int is34)
626 {
627     LOCAL_ALIGNED_16(float, power, [34], [PS_QMF_TIME_SLOTS]);
628     LOCAL_ALIGNED_16(float, transient_gain, [34], [PS_QMF_TIME_SLOTS]);
629     float *peak_decay_nrg = ps->peak_decay_nrg;
630     float *power_smooth = ps->power_smooth;
631     float *peak_decay_diff_smooth = ps->peak_decay_diff_smooth;
632     float (*delay)[PS_QMF_TIME_SLOTS + PS_MAX_DELAY][2] = ps->delay;
633     float (*ap_delay)[PS_AP_LINKS][PS_QMF_TIME_SLOTS + PS_MAX_AP_DELAY][2] = ps->ap_delay;
634     const int8_t *k_to_i = is34 ? k_to_i_34 : k_to_i_20;
635     const float peak_decay_factor = 0.76592833836465f;
636     const float transient_impact  = 1.5f;
637     const float a_smooth          = 0.25f; ///< Smoothing coefficient
638     int i, k, m, n;
639     int n0 = 0, nL = 32;
640
641     memset(power, 0, 34 * sizeof(*power));
642
643     if (is34 != ps->is34bands_old) {
644         memset(ps->peak_decay_nrg,         0, sizeof(ps->peak_decay_nrg));
645         memset(ps->power_smooth,           0, sizeof(ps->power_smooth));
646         memset(ps->peak_decay_diff_smooth, 0, sizeof(ps->peak_decay_diff_smooth));
647         memset(ps->delay,                  0, sizeof(ps->delay));
648         memset(ps->ap_delay,               0, sizeof(ps->ap_delay));
649     }
650
651     for (k = 0; k < NR_BANDS[is34]; k++) {
652         int i = k_to_i[k];
653         ps->dsp.add_squares(power[i], s[k], nL - n0);
654     }
655
656     //Transient detection
657     for (i = 0; i < NR_PAR_BANDS[is34]; i++) {
658         for (n = n0; n < nL; n++) {
659             float decayed_peak = peak_decay_factor * peak_decay_nrg[i];
660             float denom;
661             peak_decay_nrg[i] = FFMAX(decayed_peak, power[i][n]);
662             power_smooth[i] += a_smooth * (power[i][n] - power_smooth[i]);
663             peak_decay_diff_smooth[i] += a_smooth * (peak_decay_nrg[i] - power[i][n] - peak_decay_diff_smooth[i]);
664             denom = transient_impact * peak_decay_diff_smooth[i];
665             transient_gain[i][n]   = (denom > power_smooth[i]) ?
666                                          power_smooth[i] / denom : 1.0f;
667         }
668     }
669
670     //Decorrelation and transient reduction
671     //                         PS_AP_LINKS - 1
672     //                               -----
673     //                                | |  Q_fract_allpass[k][m]*z^-link_delay[m] - a[m]*g_decay_slope[k]
674     //H[k][z] = z^-2 * phi_fract[k] * | | ----------------------------------------------------------------
675     //                                | | 1 - a[m]*g_decay_slope[k]*Q_fract_allpass[k][m]*z^-link_delay[m]
676     //                               m = 0
677     //d[k][z] (out) = transient_gain_mapped[k][z] * H[k][z] * s[k][z]
678     for (k = 0; k < NR_ALLPASS_BANDS[is34]; k++) {
679         int b = k_to_i[k];
680         float g_decay_slope = 1.f - DECAY_SLOPE * (k - DECAY_CUTOFF[is34]);
681         g_decay_slope = av_clipf(g_decay_slope, 0.f, 1.f);
682         memcpy(delay[k], delay[k]+nL, PS_MAX_DELAY*sizeof(delay[k][0]));
683         memcpy(delay[k]+PS_MAX_DELAY, s[k], numQMFSlots*sizeof(delay[k][0]));
684         for (m = 0; m < PS_AP_LINKS; m++) {
685             memcpy(ap_delay[k][m],   ap_delay[k][m]+numQMFSlots,           5*sizeof(ap_delay[k][m][0]));
686         }
687         ps->dsp.decorrelate(out[k], delay[k] + PS_MAX_DELAY - 2, ap_delay[k],
688                             phi_fract[is34][k], Q_fract_allpass[is34][k],
689                             transient_gain[b], g_decay_slope, nL - n0);
690     }
691     for (; k < SHORT_DELAY_BAND[is34]; k++) {
692         int i = k_to_i[k];
693         memcpy(delay[k], delay[k]+nL, PS_MAX_DELAY*sizeof(delay[k][0]));
694         memcpy(delay[k]+PS_MAX_DELAY, s[k], numQMFSlots*sizeof(delay[k][0]));
695         //H = delay 14
696         ps->dsp.mul_pair_single(out[k], delay[k] + PS_MAX_DELAY - 14,
697                                 transient_gain[i], nL - n0);
698     }
699     for (; k < NR_BANDS[is34]; k++) {
700         int i = k_to_i[k];
701         memcpy(delay[k], delay[k]+nL, PS_MAX_DELAY*sizeof(delay[k][0]));
702         memcpy(delay[k]+PS_MAX_DELAY, s[k], numQMFSlots*sizeof(delay[k][0]));
703         //H = delay 1
704         ps->dsp.mul_pair_single(out[k], delay[k] + PS_MAX_DELAY - 1,
705                                 transient_gain[i], nL - n0);
706     }
707 }
708
709 static void remap34(int8_t (**p_par_mapped)[PS_MAX_NR_IIDICC],
710                     int8_t           (*par)[PS_MAX_NR_IIDICC],
711                     int num_par, int num_env, int full)
712 {
713     int8_t (*par_mapped)[PS_MAX_NR_IIDICC] = *p_par_mapped;
714     int e;
715     if (num_par == 20 || num_par == 11) {
716         for (e = 0; e < num_env; e++) {
717             map_idx_20_to_34(par_mapped[e], par[e], full);
718         }
719     } else if (num_par == 10 || num_par == 5) {
720         for (e = 0; e < num_env; e++) {
721             map_idx_10_to_34(par_mapped[e], par[e], full);
722         }
723     } else {
724         *p_par_mapped = par;
725     }
726 }
727
728 static void remap20(int8_t (**p_par_mapped)[PS_MAX_NR_IIDICC],
729                     int8_t           (*par)[PS_MAX_NR_IIDICC],
730                     int num_par, int num_env, int full)
731 {
732     int8_t (*par_mapped)[PS_MAX_NR_IIDICC] = *p_par_mapped;
733     int e;
734     if (num_par == 34 || num_par == 17) {
735         for (e = 0; e < num_env; e++) {
736             map_idx_34_to_20(par_mapped[e], par[e], full);
737         }
738     } else if (num_par == 10 || num_par == 5) {
739         for (e = 0; e < num_env; e++) {
740             map_idx_10_to_20(par_mapped[e], par[e], full);
741         }
742     } else {
743         *p_par_mapped = par;
744     }
745 }
746
747 static void stereo_processing(PSContext *ps, float (*l)[32][2], float (*r)[32][2], int is34)
748 {
749     int e, b, k;
750
751     float (*H11)[PS_MAX_NUM_ENV+1][PS_MAX_NR_IIDICC] = ps->H11;
752     float (*H12)[PS_MAX_NUM_ENV+1][PS_MAX_NR_IIDICC] = ps->H12;
753     float (*H21)[PS_MAX_NUM_ENV+1][PS_MAX_NR_IIDICC] = ps->H21;
754     float (*H22)[PS_MAX_NUM_ENV+1][PS_MAX_NR_IIDICC] = ps->H22;
755     int8_t *opd_hist = ps->opd_hist;
756     int8_t *ipd_hist = ps->ipd_hist;
757     int8_t iid_mapped_buf[PS_MAX_NUM_ENV][PS_MAX_NR_IIDICC];
758     int8_t icc_mapped_buf[PS_MAX_NUM_ENV][PS_MAX_NR_IIDICC];
759     int8_t ipd_mapped_buf[PS_MAX_NUM_ENV][PS_MAX_NR_IIDICC];
760     int8_t opd_mapped_buf[PS_MAX_NUM_ENV][PS_MAX_NR_IIDICC];
761     int8_t (*iid_mapped)[PS_MAX_NR_IIDICC] = iid_mapped_buf;
762     int8_t (*icc_mapped)[PS_MAX_NR_IIDICC] = icc_mapped_buf;
763     int8_t (*ipd_mapped)[PS_MAX_NR_IIDICC] = ipd_mapped_buf;
764     int8_t (*opd_mapped)[PS_MAX_NR_IIDICC] = opd_mapped_buf;
765     const int8_t *k_to_i = is34 ? k_to_i_34 : k_to_i_20;
766     const float (*H_LUT)[8][4] = (PS_BASELINE || ps->icc_mode < 3) ? HA : HB;
767
768     //Remapping
769     if (ps->num_env_old) {
770         memcpy(H11[0][0], H11[0][ps->num_env_old], PS_MAX_NR_IIDICC*sizeof(H11[0][0][0]));
771         memcpy(H11[1][0], H11[1][ps->num_env_old], PS_MAX_NR_IIDICC*sizeof(H11[1][0][0]));
772         memcpy(H12[0][0], H12[0][ps->num_env_old], PS_MAX_NR_IIDICC*sizeof(H12[0][0][0]));
773         memcpy(H12[1][0], H12[1][ps->num_env_old], PS_MAX_NR_IIDICC*sizeof(H12[1][0][0]));
774         memcpy(H21[0][0], H21[0][ps->num_env_old], PS_MAX_NR_IIDICC*sizeof(H21[0][0][0]));
775         memcpy(H21[1][0], H21[1][ps->num_env_old], PS_MAX_NR_IIDICC*sizeof(H21[1][0][0]));
776         memcpy(H22[0][0], H22[0][ps->num_env_old], PS_MAX_NR_IIDICC*sizeof(H22[0][0][0]));
777         memcpy(H22[1][0], H22[1][ps->num_env_old], PS_MAX_NR_IIDICC*sizeof(H22[1][0][0]));
778     }
779
780     if (is34) {
781         remap34(&iid_mapped, ps->iid_par, ps->nr_iid_par, ps->num_env, 1);
782         remap34(&icc_mapped, ps->icc_par, ps->nr_icc_par, ps->num_env, 1);
783         if (ps->enable_ipdopd) {
784             remap34(&ipd_mapped, ps->ipd_par, ps->nr_ipdopd_par, ps->num_env, 0);
785             remap34(&opd_mapped, ps->opd_par, ps->nr_ipdopd_par, ps->num_env, 0);
786         }
787         if (!ps->is34bands_old) {
788             map_val_20_to_34(H11[0][0]);
789             map_val_20_to_34(H11[1][0]);
790             map_val_20_to_34(H12[0][0]);
791             map_val_20_to_34(H12[1][0]);
792             map_val_20_to_34(H21[0][0]);
793             map_val_20_to_34(H21[1][0]);
794             map_val_20_to_34(H22[0][0]);
795             map_val_20_to_34(H22[1][0]);
796             ipdopd_reset(ipd_hist, opd_hist);
797         }
798     } else {
799         remap20(&iid_mapped, ps->iid_par, ps->nr_iid_par, ps->num_env, 1);
800         remap20(&icc_mapped, ps->icc_par, ps->nr_icc_par, ps->num_env, 1);
801         if (ps->enable_ipdopd) {
802             remap20(&ipd_mapped, ps->ipd_par, ps->nr_ipdopd_par, ps->num_env, 0);
803             remap20(&opd_mapped, ps->opd_par, ps->nr_ipdopd_par, ps->num_env, 0);
804         }
805         if (ps->is34bands_old) {
806             map_val_34_to_20(H11[0][0]);
807             map_val_34_to_20(H11[1][0]);
808             map_val_34_to_20(H12[0][0]);
809             map_val_34_to_20(H12[1][0]);
810             map_val_34_to_20(H21[0][0]);
811             map_val_34_to_20(H21[1][0]);
812             map_val_34_to_20(H22[0][0]);
813             map_val_34_to_20(H22[1][0]);
814             ipdopd_reset(ipd_hist, opd_hist);
815         }
816     }
817
818     //Mixing
819     for (e = 0; e < ps->num_env; e++) {
820         for (b = 0; b < NR_PAR_BANDS[is34]; b++) {
821             float h11, h12, h21, h22;
822             h11 = H_LUT[iid_mapped[e][b] + 7 + 23 * ps->iid_quant][icc_mapped[e][b]][0];
823             h12 = H_LUT[iid_mapped[e][b] + 7 + 23 * ps->iid_quant][icc_mapped[e][b]][1];
824             h21 = H_LUT[iid_mapped[e][b] + 7 + 23 * ps->iid_quant][icc_mapped[e][b]][2];
825             h22 = H_LUT[iid_mapped[e][b] + 7 + 23 * ps->iid_quant][icc_mapped[e][b]][3];
826
827             if (!PS_BASELINE && ps->enable_ipdopd && 2*b <= NR_PAR_BANDS[is34]) {
828                 //The spec say says to only run this smoother when enable_ipdopd
829                 //is set but the reference decoder appears to run it constantly
830                 float h11i, h12i, h21i, h22i;
831                 float ipd_adj_re, ipd_adj_im;
832                 int opd_idx = opd_hist[b] * 8 + opd_mapped[e][b];
833                 int ipd_idx = ipd_hist[b] * 8 + ipd_mapped[e][b];
834                 float opd_re = pd_re_smooth[opd_idx];
835                 float opd_im = pd_im_smooth[opd_idx];
836                 float ipd_re = pd_re_smooth[ipd_idx];
837                 float ipd_im = pd_im_smooth[ipd_idx];
838                 opd_hist[b] = opd_idx & 0x3F;
839                 ipd_hist[b] = ipd_idx & 0x3F;
840
841                 ipd_adj_re = opd_re*ipd_re + opd_im*ipd_im;
842                 ipd_adj_im = opd_im*ipd_re - opd_re*ipd_im;
843                 h11i = h11 * opd_im;
844                 h11  = h11 * opd_re;
845                 h12i = h12 * ipd_adj_im;
846                 h12  = h12 * ipd_adj_re;
847                 h21i = h21 * opd_im;
848                 h21  = h21 * opd_re;
849                 h22i = h22 * ipd_adj_im;
850                 h22  = h22 * ipd_adj_re;
851                 H11[1][e+1][b] = h11i;
852                 H12[1][e+1][b] = h12i;
853                 H21[1][e+1][b] = h21i;
854                 H22[1][e+1][b] = h22i;
855             }
856             H11[0][e+1][b] = h11;
857             H12[0][e+1][b] = h12;
858             H21[0][e+1][b] = h21;
859             H22[0][e+1][b] = h22;
860         }
861         for (k = 0; k < NR_BANDS[is34]; k++) {
862             float h[2][4];
863             float h_step[2][4];
864             int start = ps->border_position[e];
865             int stop  = ps->border_position[e+1];
866             float width = 1.f / (stop - start);
867             b = k_to_i[k];
868             h[0][0] = H11[0][e][b];
869             h[0][1] = H12[0][e][b];
870             h[0][2] = H21[0][e][b];
871             h[0][3] = H22[0][e][b];
872             if (!PS_BASELINE && ps->enable_ipdopd) {
873             //Is this necessary? ps_04_new seems unchanged
874             if ((is34 && k <= 13 && k >= 9) || (!is34 && k <= 1)) {
875                 h[1][0] = -H11[1][e][b];
876                 h[1][1] = -H12[1][e][b];
877                 h[1][2] = -H21[1][e][b];
878                 h[1][3] = -H22[1][e][b];
879             } else {
880                 h[1][0] = H11[1][e][b];
881                 h[1][1] = H12[1][e][b];
882                 h[1][2] = H21[1][e][b];
883                 h[1][3] = H22[1][e][b];
884             }
885             }
886             //Interpolation
887             h_step[0][0] = (H11[0][e+1][b] - h[0][0]) * width;
888             h_step[0][1] = (H12[0][e+1][b] - h[0][1]) * width;
889             h_step[0][2] = (H21[0][e+1][b] - h[0][2]) * width;
890             h_step[0][3] = (H22[0][e+1][b] - h[0][3]) * width;
891             if (!PS_BASELINE && ps->enable_ipdopd) {
892                 h_step[1][0] = (H11[1][e+1][b] - h[1][0]) * width;
893                 h_step[1][1] = (H12[1][e+1][b] - h[1][1]) * width;
894                 h_step[1][2] = (H21[1][e+1][b] - h[1][2]) * width;
895                 h_step[1][3] = (H22[1][e+1][b] - h[1][3]) * width;
896             }
897             ps->dsp.stereo_interpolate[!PS_BASELINE && ps->enable_ipdopd](
898                 l[k] + start + 1, r[k] + start + 1,
899                 h, h_step, stop - start);
900         }
901     }
902 }
903
904 int ff_ps_apply(AVCodecContext *avctx, PSContext *ps, float L[2][38][64], float R[2][38][64], int top)
905 {
906     LOCAL_ALIGNED_16(float, Lbuf, [91], [32][2]);
907     LOCAL_ALIGNED_16(float, Rbuf, [91], [32][2]);
908     const int len = 32;
909     int is34 = ps->is34bands;
910
911     top += NR_BANDS[is34] - 64;
912     memset(ps->delay+top, 0, (NR_BANDS[is34] - top)*sizeof(ps->delay[0]));
913     if (top < NR_ALLPASS_BANDS[is34])
914         memset(ps->ap_delay + top, 0, (NR_ALLPASS_BANDS[is34] - top)*sizeof(ps->ap_delay[0]));
915
916     hybrid_analysis(&ps->dsp, Lbuf, ps->in_buf, L, is34, len);
917     decorrelation(ps, Rbuf, Lbuf, is34);
918     stereo_processing(ps, Lbuf, Rbuf, is34);
919     hybrid_synthesis(&ps->dsp, L, Lbuf, is34, len);
920     hybrid_synthesis(&ps->dsp, R, Rbuf, is34, len);
921
922     return 0;
923 }
924
925 #define PS_INIT_VLC_STATIC(num, size) \
926     INIT_VLC_STATIC(&vlc_ps[num], 9, ps_tmp[num].table_size / ps_tmp[num].elem_size,    \
927                     ps_tmp[num].ps_bits, 1, 1,                                          \
928                     ps_tmp[num].ps_codes, ps_tmp[num].elem_size, ps_tmp[num].elem_size, \
929                     size);
930
931 #define PS_VLC_ROW(name) \
932     { name ## _codes, name ## _bits, sizeof(name ## _codes), sizeof(name ## _codes[0]) }
933
934 av_cold void ff_ps_init(void) {
935     // Syntax initialization
936     static const struct {
937         const void *ps_codes, *ps_bits;
938         const unsigned int table_size, elem_size;
939     } ps_tmp[] = {
940         PS_VLC_ROW(huff_iid_df1),
941         PS_VLC_ROW(huff_iid_dt1),
942         PS_VLC_ROW(huff_iid_df0),
943         PS_VLC_ROW(huff_iid_dt0),
944         PS_VLC_ROW(huff_icc_df),
945         PS_VLC_ROW(huff_icc_dt),
946         PS_VLC_ROW(huff_ipd_df),
947         PS_VLC_ROW(huff_ipd_dt),
948         PS_VLC_ROW(huff_opd_df),
949         PS_VLC_ROW(huff_opd_dt),
950     };
951
952     PS_INIT_VLC_STATIC(0, 1544);
953     PS_INIT_VLC_STATIC(1,  832);
954     PS_INIT_VLC_STATIC(2, 1024);
955     PS_INIT_VLC_STATIC(3, 1036);
956     PS_INIT_VLC_STATIC(4,  544);
957     PS_INIT_VLC_STATIC(5,  544);
958     PS_INIT_VLC_STATIC(6,  512);
959     PS_INIT_VLC_STATIC(7,  512);
960     PS_INIT_VLC_STATIC(8,  512);
961     PS_INIT_VLC_STATIC(9,  512);
962
963     ps_tableinit();
964 }
965
966 av_cold void ff_ps_ctx_init(PSContext *ps)
967 {
968     ff_psdsp_init(&ps->dsp);
969 }