flacdec: factor out code setting avctx->sample_fmt
[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 Libav.
6  *
7  * Libav 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  * Libav 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 Libav; 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/mathematics.h"
25 #include "avcodec.h"
26 #include "get_bits.h"
27 #include "aacps.h"
28 #include "aacps_tablegen.h"
29 #include "aacpsdata.c"
30 #include "dsputil.h"
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 *opd_hist, int8_t *ipd_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         if (source >= 0 && source != ps->num_env) {
240             if (ps->enable_iid) {
241                 memcpy(ps->iid_par+ps->num_env, ps->iid_par+source, sizeof(ps->iid_par[0]));
242             }
243             if (ps->enable_icc) {
244                 memcpy(ps->icc_par+ps->num_env, ps->icc_par+source, sizeof(ps->icc_par[0]));
245             }
246             if (ps->enable_ipdopd) {
247                 memcpy(ps->ipd_par+ps->num_env, ps->ipd_par+source, sizeof(ps->ipd_par[0]));
248                 memcpy(ps->opd_par+ps->num_env, ps->opd_par+source, sizeof(ps->opd_par[0]));
249             }
250         }
251         ps->num_env++;
252         ps->border_position[ps->num_env] = numQMFSlots - 1;
253     }
254
255
256     ps->is34bands_old = ps->is34bands;
257     if (!PS_BASELINE && (ps->enable_iid || ps->enable_icc))
258         ps->is34bands = (ps->enable_iid && ps->nr_iid_par == 34) ||
259                         (ps->enable_icc && ps->nr_icc_par == 34);
260
261     //Baseline
262     if (!ps->enable_ipdopd) {
263         memset(ps->ipd_par, 0, sizeof(ps->ipd_par));
264         memset(ps->opd_par, 0, sizeof(ps->opd_par));
265     }
266
267     if (header)
268         ps->start = 1;
269
270     bits_consumed = get_bits_count(gb) - bit_count_start;
271     if (bits_consumed <= bits_left) {
272         skip_bits_long(gb_host, bits_consumed);
273         return bits_consumed;
274     }
275     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Expected to read %d PS bits actually read %d.\n", bits_left, bits_consumed);
276 err:
277     ps->start = 0;
278     skip_bits_long(gb_host, bits_left);
279     memset(ps->iid_par, 0, sizeof(ps->iid_par));
280     memset(ps->icc_par, 0, sizeof(ps->icc_par));
281     memset(ps->ipd_par, 0, sizeof(ps->ipd_par));
282     memset(ps->opd_par, 0, sizeof(ps->opd_par));
283     return bits_left;
284 }
285
286 /** Split one subband into 2 subsubbands with a symmetric real filter.
287  * The filter must have its non-center even coefficients equal to zero. */
288 static void hybrid2_re(float (*in)[2], float (*out)[32][2], const float filter[8], int len, int reverse)
289 {
290     int i, j;
291     for (i = 0; i < len; i++, in++) {
292         float re_in = filter[6] * in[6][0];          //real inphase
293         float re_op = 0.0f;                          //real out of phase
294         float im_in = filter[6] * in[6][1];          //imag inphase
295         float im_op = 0.0f;                          //imag out of phase
296         for (j = 0; j < 6; j += 2) {
297             re_op += filter[j+1] * (in[j+1][0] + in[12-j-1][0]);
298             im_op += filter[j+1] * (in[j+1][1] + in[12-j-1][1]);
299         }
300         out[ reverse][i][0] = re_in + re_op;
301         out[ reverse][i][1] = im_in + im_op;
302         out[!reverse][i][0] = re_in - re_op;
303         out[!reverse][i][1] = im_in - im_op;
304     }
305 }
306
307 /** Split one subband into 6 subsubbands with a complex filter */
308 static void hybrid6_cx(PSDSPContext *dsp, float (*in)[2], float (*out)[32][2], const float (*filter)[8][2], int len)
309 {
310     int i;
311     int N = 8;
312     LOCAL_ALIGNED_16(float, temp, [8], [2]);
313
314     for (i = 0; i < len; i++, in++) {
315         dsp->hybrid_analysis(temp, in, filter, 1, N);
316         out[0][i][0] = temp[6][0];
317         out[0][i][1] = temp[6][1];
318         out[1][i][0] = temp[7][0];
319         out[1][i][1] = temp[7][1];
320         out[2][i][0] = temp[0][0];
321         out[2][i][1] = temp[0][1];
322         out[3][i][0] = temp[1][0];
323         out[3][i][1] = temp[1][1];
324         out[4][i][0] = temp[2][0] + temp[5][0];
325         out[4][i][1] = temp[2][1] + temp[5][1];
326         out[5][i][0] = temp[3][0] + temp[4][0];
327         out[5][i][1] = temp[3][1] + temp[4][1];
328     }
329 }
330
331 static void hybrid4_8_12_cx(PSDSPContext *dsp, float (*in)[2], float (*out)[32][2], const float (*filter)[8][2], int N, int len)
332 {
333     int i;
334
335     for (i = 0; i < len; i++, in++) {
336         dsp->hybrid_analysis(out[0] + i, in, filter, 32, N);
337     }
338 }
339
340 static void hybrid_analysis(PSDSPContext *dsp, float out[91][32][2],
341                             float in[5][44][2], float L[2][38][64],
342                             int is34, int len)
343 {
344     int i, j;
345     for (i = 0; i < 5; i++) {
346         for (j = 0; j < 38; j++) {
347             in[i][j+6][0] = L[0][j][i];
348             in[i][j+6][1] = L[1][j][i];
349         }
350     }
351     if (is34) {
352         hybrid4_8_12_cx(dsp, in[0], out,    f34_0_12, 12, len);
353         hybrid4_8_12_cx(dsp, in[1], out+12, f34_1_8,   8, len);
354         hybrid4_8_12_cx(dsp, in[2], out+20, f34_2_4,   4, len);
355         hybrid4_8_12_cx(dsp, in[3], out+24, f34_2_4,   4, len);
356         hybrid4_8_12_cx(dsp, in[4], out+28, f34_2_4,   4, len);
357         dsp->hybrid_analysis_ileave(out + 27, L, 5, len);
358     } else {
359         hybrid6_cx(dsp, in[0], out, f20_0_8, len);
360         hybrid2_re(in[1], out+6, g1_Q2, len, 1);
361         hybrid2_re(in[2], out+8, g1_Q2, len, 0);
362         dsp->hybrid_analysis_ileave(out + 7, L, 3, len);
363     }
364     //update in_buf
365     for (i = 0; i < 5; i++) {
366         memcpy(in[i], in[i]+32, 6 * sizeof(in[i][0]));
367     }
368 }
369
370 static void hybrid_synthesis(PSDSPContext *dsp, float out[2][38][64],
371                              float in[91][32][2], int is34, int len)
372 {
373     int i, n;
374     if (is34) {
375         for (n = 0; n < len; n++) {
376             memset(out[0][n], 0, 5*sizeof(out[0][n][0]));
377             memset(out[1][n], 0, 5*sizeof(out[1][n][0]));
378             for (i = 0; i < 12; i++) {
379                 out[0][n][0] += in[   i][n][0];
380                 out[1][n][0] += in[   i][n][1];
381             }
382             for (i = 0; i < 8; i++) {
383                 out[0][n][1] += in[12+i][n][0];
384                 out[1][n][1] += in[12+i][n][1];
385             }
386             for (i = 0; i < 4; i++) {
387                 out[0][n][2] += in[20+i][n][0];
388                 out[1][n][2] += in[20+i][n][1];
389                 out[0][n][3] += in[24+i][n][0];
390                 out[1][n][3] += in[24+i][n][1];
391                 out[0][n][4] += in[28+i][n][0];
392                 out[1][n][4] += in[28+i][n][1];
393             }
394         }
395         dsp->hybrid_synthesis_deint(out, in + 27, 5, len);
396     } else {
397         for (n = 0; n < len; n++) {
398             out[0][n][0] = in[0][n][0] + in[1][n][0] + in[2][n][0] +
399                            in[3][n][0] + in[4][n][0] + in[5][n][0];
400             out[1][n][0] = in[0][n][1] + in[1][n][1] + in[2][n][1] +
401                            in[3][n][1] + in[4][n][1] + in[5][n][1];
402             out[0][n][1] = in[6][n][0] + in[7][n][0];
403             out[1][n][1] = in[6][n][1] + in[7][n][1];
404             out[0][n][2] = in[8][n][0] + in[9][n][0];
405             out[1][n][2] = in[8][n][1] + in[9][n][1];
406         }
407         dsp->hybrid_synthesis_deint(out, in + 7, 3, len);
408     }
409 }
410
411 /// All-pass filter decay slope
412 #define DECAY_SLOPE      0.05f
413 /// Number of frequency bands that can be addressed by the parameter index, b(k)
414 static const int   NR_PAR_BANDS[]      = { 20, 34 };
415 /// Number of frequency bands that can be addressed by the sub subband index, k
416 static const int   NR_BANDS[]          = { 71, 91 };
417 /// Start frequency band for the all-pass filter decay slope
418 static const int   DECAY_CUTOFF[]      = { 10, 32 };
419 /// Number of all-pass filer bands
420 static const int   NR_ALLPASS_BANDS[]  = { 30, 50 };
421 /// First stereo band using the short one sample delay
422 static const int   SHORT_DELAY_BAND[]  = { 42, 62 };
423
424 /** Table 8.46 */
425 static void map_idx_10_to_20(int8_t *par_mapped, const int8_t *par, int full)
426 {
427     int b;
428     if (full)
429         b = 9;
430     else {
431         b = 4;
432         par_mapped[10] = 0;
433     }
434     for (; b >= 0; b--) {
435         par_mapped[2*b+1] = par_mapped[2*b] = par[b];
436     }
437 }
438
439 static void map_idx_34_to_20(int8_t *par_mapped, const int8_t *par, int full)
440 {
441     par_mapped[ 0] = (2*par[ 0] +   par[ 1]) / 3;
442     par_mapped[ 1] = (  par[ 1] + 2*par[ 2]) / 3;
443     par_mapped[ 2] = (2*par[ 3] +   par[ 4]) / 3;
444     par_mapped[ 3] = (  par[ 4] + 2*par[ 5]) / 3;
445     par_mapped[ 4] = (  par[ 6] +   par[ 7]) / 2;
446     par_mapped[ 5] = (  par[ 8] +   par[ 9]) / 2;
447     par_mapped[ 6] =    par[10];
448     par_mapped[ 7] =    par[11];
449     par_mapped[ 8] = (  par[12] +   par[13]) / 2;
450     par_mapped[ 9] = (  par[14] +   par[15]) / 2;
451     par_mapped[10] =    par[16];
452     if (full) {
453         par_mapped[11] =    par[17];
454         par_mapped[12] =    par[18];
455         par_mapped[13] =    par[19];
456         par_mapped[14] = (  par[20] +   par[21]) / 2;
457         par_mapped[15] = (  par[22] +   par[23]) / 2;
458         par_mapped[16] = (  par[24] +   par[25]) / 2;
459         par_mapped[17] = (  par[26] +   par[27]) / 2;
460         par_mapped[18] = (  par[28] +   par[29] +   par[30] +   par[31]) / 4;
461         par_mapped[19] = (  par[32] +   par[33]) / 2;
462     }
463 }
464
465 static void map_val_34_to_20(float par[PS_MAX_NR_IIDICC])
466 {
467     par[ 0] = (2*par[ 0] +   par[ 1]) * 0.33333333f;
468     par[ 1] = (  par[ 1] + 2*par[ 2]) * 0.33333333f;
469     par[ 2] = (2*par[ 3] +   par[ 4]) * 0.33333333f;
470     par[ 3] = (  par[ 4] + 2*par[ 5]) * 0.33333333f;
471     par[ 4] = (  par[ 6] +   par[ 7]) * 0.5f;
472     par[ 5] = (  par[ 8] +   par[ 9]) * 0.5f;
473     par[ 6] =    par[10];
474     par[ 7] =    par[11];
475     par[ 8] = (  par[12] +   par[13]) * 0.5f;
476     par[ 9] = (  par[14] +   par[15]) * 0.5f;
477     par[10] =    par[16];
478     par[11] =    par[17];
479     par[12] =    par[18];
480     par[13] =    par[19];
481     par[14] = (  par[20] +   par[21]) * 0.5f;
482     par[15] = (  par[22] +   par[23]) * 0.5f;
483     par[16] = (  par[24] +   par[25]) * 0.5f;
484     par[17] = (  par[26] +   par[27]) * 0.5f;
485     par[18] = (  par[28] +   par[29] +   par[30] +   par[31]) * 0.25f;
486     par[19] = (  par[32] +   par[33]) * 0.5f;
487 }
488
489 static void map_idx_10_to_34(int8_t *par_mapped, const int8_t *par, int full)
490 {
491     if (full) {
492         par_mapped[33] = par[9];
493         par_mapped[32] = par[9];
494         par_mapped[31] = par[9];
495         par_mapped[30] = par[9];
496         par_mapped[29] = par[9];
497         par_mapped[28] = par[9];
498         par_mapped[27] = par[8];
499         par_mapped[26] = par[8];
500         par_mapped[25] = par[8];
501         par_mapped[24] = par[8];
502         par_mapped[23] = par[7];
503         par_mapped[22] = par[7];
504         par_mapped[21] = par[7];
505         par_mapped[20] = par[7];
506         par_mapped[19] = par[6];
507         par_mapped[18] = par[6];
508         par_mapped[17] = par[5];
509         par_mapped[16] = par[5];
510     } else {
511         par_mapped[16] =      0;
512     }
513     par_mapped[15] = par[4];
514     par_mapped[14] = par[4];
515     par_mapped[13] = par[4];
516     par_mapped[12] = par[4];
517     par_mapped[11] = par[3];
518     par_mapped[10] = par[3];
519     par_mapped[ 9] = par[2];
520     par_mapped[ 8] = par[2];
521     par_mapped[ 7] = par[2];
522     par_mapped[ 6] = par[2];
523     par_mapped[ 5] = par[1];
524     par_mapped[ 4] = par[1];
525     par_mapped[ 3] = par[1];
526     par_mapped[ 2] = par[0];
527     par_mapped[ 1] = par[0];
528     par_mapped[ 0] = par[0];
529 }
530
531 static void map_idx_20_to_34(int8_t *par_mapped, const int8_t *par, int full)
532 {
533     if (full) {
534         par_mapped[33] =  par[19];
535         par_mapped[32] =  par[19];
536         par_mapped[31] =  par[18];
537         par_mapped[30] =  par[18];
538         par_mapped[29] =  par[18];
539         par_mapped[28] =  par[18];
540         par_mapped[27] =  par[17];
541         par_mapped[26] =  par[17];
542         par_mapped[25] =  par[16];
543         par_mapped[24] =  par[16];
544         par_mapped[23] =  par[15];
545         par_mapped[22] =  par[15];
546         par_mapped[21] =  par[14];
547         par_mapped[20] =  par[14];
548         par_mapped[19] =  par[13];
549         par_mapped[18] =  par[12];
550         par_mapped[17] =  par[11];
551     }
552     par_mapped[16] =  par[10];
553     par_mapped[15] =  par[ 9];
554     par_mapped[14] =  par[ 9];
555     par_mapped[13] =  par[ 8];
556     par_mapped[12] =  par[ 8];
557     par_mapped[11] =  par[ 7];
558     par_mapped[10] =  par[ 6];
559     par_mapped[ 9] =  par[ 5];
560     par_mapped[ 8] =  par[ 5];
561     par_mapped[ 7] =  par[ 4];
562     par_mapped[ 6] =  par[ 4];
563     par_mapped[ 5] =  par[ 3];
564     par_mapped[ 4] = (par[ 2] + par[ 3]) / 2;
565     par_mapped[ 3] =  par[ 2];
566     par_mapped[ 2] =  par[ 1];
567     par_mapped[ 1] = (par[ 0] + par[ 1]) / 2;
568     par_mapped[ 0] =  par[ 0];
569 }
570
571 static void map_val_20_to_34(float par[PS_MAX_NR_IIDICC])
572 {
573     par[33] =  par[19];
574     par[32] =  par[19];
575     par[31] =  par[18];
576     par[30] =  par[18];
577     par[29] =  par[18];
578     par[28] =  par[18];
579     par[27] =  par[17];
580     par[26] =  par[17];
581     par[25] =  par[16];
582     par[24] =  par[16];
583     par[23] =  par[15];
584     par[22] =  par[15];
585     par[21] =  par[14];
586     par[20] =  par[14];
587     par[19] =  par[13];
588     par[18] =  par[12];
589     par[17] =  par[11];
590     par[16] =  par[10];
591     par[15] =  par[ 9];
592     par[14] =  par[ 9];
593     par[13] =  par[ 8];
594     par[12] =  par[ 8];
595     par[11] =  par[ 7];
596     par[10] =  par[ 6];
597     par[ 9] =  par[ 5];
598     par[ 8] =  par[ 5];
599     par[ 7] =  par[ 4];
600     par[ 6] =  par[ 4];
601     par[ 5] =  par[ 3];
602     par[ 4] = (par[ 2] + par[ 3]) * 0.5f;
603     par[ 3] =  par[ 2];
604     par[ 2] =  par[ 1];
605     par[ 1] = (par[ 0] + par[ 1]) * 0.5f;
606     par[ 0] =  par[ 0];
607 }
608
609 static void decorrelation(PSContext *ps, float (*out)[32][2], const float (*s)[32][2], int is34)
610 {
611     LOCAL_ALIGNED_16(float, power, [34], [PS_QMF_TIME_SLOTS]);
612     LOCAL_ALIGNED_16(float, transient_gain, [34], [PS_QMF_TIME_SLOTS]);
613     float *peak_decay_nrg = ps->peak_decay_nrg;
614     float *power_smooth = ps->power_smooth;
615     float *peak_decay_diff_smooth = ps->peak_decay_diff_smooth;
616     float (*delay)[PS_QMF_TIME_SLOTS + PS_MAX_DELAY][2] = ps->delay;
617     float (*ap_delay)[PS_AP_LINKS][PS_QMF_TIME_SLOTS + PS_MAX_AP_DELAY][2] = ps->ap_delay;
618     const int8_t *k_to_i = is34 ? k_to_i_34 : k_to_i_20;
619     const float peak_decay_factor = 0.76592833836465f;
620     const float transient_impact  = 1.5f;
621     const float a_smooth          = 0.25f; ///< Smoothing coefficient
622     int i, k, m, n;
623     int n0 = 0, nL = 32;
624
625     memset(power, 0, 34 * sizeof(*power));
626
627     if (is34 != ps->is34bands_old) {
628         memset(ps->peak_decay_nrg,         0, sizeof(ps->peak_decay_nrg));
629         memset(ps->power_smooth,           0, sizeof(ps->power_smooth));
630         memset(ps->peak_decay_diff_smooth, 0, sizeof(ps->peak_decay_diff_smooth));
631         memset(ps->delay,                  0, sizeof(ps->delay));
632         memset(ps->ap_delay,               0, sizeof(ps->ap_delay));
633     }
634
635     for (k = 0; k < NR_BANDS[is34]; k++) {
636         int i = k_to_i[k];
637         ps->dsp.add_squares(power[i], s[k], nL - n0);
638     }
639
640     //Transient detection
641     for (i = 0; i < NR_PAR_BANDS[is34]; i++) {
642         for (n = n0; n < nL; n++) {
643             float decayed_peak = peak_decay_factor * peak_decay_nrg[i];
644             float denom;
645             peak_decay_nrg[i] = FFMAX(decayed_peak, power[i][n]);
646             power_smooth[i] += a_smooth * (power[i][n] - power_smooth[i]);
647             peak_decay_diff_smooth[i] += a_smooth * (peak_decay_nrg[i] - power[i][n] - peak_decay_diff_smooth[i]);
648             denom = transient_impact * peak_decay_diff_smooth[i];
649             transient_gain[i][n]   = (denom > power_smooth[i]) ?
650                                          power_smooth[i] / denom : 1.0f;
651         }
652     }
653
654     //Decorrelation and transient reduction
655     //                         PS_AP_LINKS - 1
656     //                               -----
657     //                                | |  Q_fract_allpass[k][m]*z^-link_delay[m] - a[m]*g_decay_slope[k]
658     //H[k][z] = z^-2 * phi_fract[k] * | | ----------------------------------------------------------------
659     //                                | | 1 - a[m]*g_decay_slope[k]*Q_fract_allpass[k][m]*z^-link_delay[m]
660     //                               m = 0
661     //d[k][z] (out) = transient_gain_mapped[k][z] * H[k][z] * s[k][z]
662     for (k = 0; k < NR_ALLPASS_BANDS[is34]; k++) {
663         int b = k_to_i[k];
664         float g_decay_slope = 1.f - DECAY_SLOPE * (k - DECAY_CUTOFF[is34]);
665         g_decay_slope = av_clipf(g_decay_slope, 0.f, 1.f);
666         memcpy(delay[k], delay[k]+nL, PS_MAX_DELAY*sizeof(delay[k][0]));
667         memcpy(delay[k]+PS_MAX_DELAY, s[k], numQMFSlots*sizeof(delay[k][0]));
668         for (m = 0; m < PS_AP_LINKS; m++) {
669             memcpy(ap_delay[k][m],   ap_delay[k][m]+numQMFSlots,           5*sizeof(ap_delay[k][m][0]));
670         }
671         ps->dsp.decorrelate(out[k], delay[k] + PS_MAX_DELAY - 2, ap_delay[k],
672                             phi_fract[is34][k], Q_fract_allpass[is34][k],
673                             transient_gain[b], g_decay_slope, nL - n0);
674     }
675     for (; k < SHORT_DELAY_BAND[is34]; k++) {
676         int i = k_to_i[k];
677         memcpy(delay[k], delay[k]+nL, PS_MAX_DELAY*sizeof(delay[k][0]));
678         memcpy(delay[k]+PS_MAX_DELAY, s[k], numQMFSlots*sizeof(delay[k][0]));
679         //H = delay 14
680         ps->dsp.mul_pair_single(out[k], delay[k] + PS_MAX_DELAY - 14,
681                                 transient_gain[i], nL - n0);
682     }
683     for (; k < NR_BANDS[is34]; k++) {
684         int i = k_to_i[k];
685         memcpy(delay[k], delay[k]+nL, PS_MAX_DELAY*sizeof(delay[k][0]));
686         memcpy(delay[k]+PS_MAX_DELAY, s[k], numQMFSlots*sizeof(delay[k][0]));
687         //H = delay 1
688         ps->dsp.mul_pair_single(out[k], delay[k] + PS_MAX_DELAY - 1,
689                                 transient_gain[i], nL - n0);
690     }
691 }
692
693 static void remap34(int8_t (**p_par_mapped)[PS_MAX_NR_IIDICC],
694                     int8_t           (*par)[PS_MAX_NR_IIDICC],
695                     int num_par, int num_env, int full)
696 {
697     int8_t (*par_mapped)[PS_MAX_NR_IIDICC] = *p_par_mapped;
698     int e;
699     if (num_par == 20 || num_par == 11) {
700         for (e = 0; e < num_env; e++) {
701             map_idx_20_to_34(par_mapped[e], par[e], full);
702         }
703     } else if (num_par == 10 || num_par == 5) {
704         for (e = 0; e < num_env; e++) {
705             map_idx_10_to_34(par_mapped[e], par[e], full);
706         }
707     } else {
708         *p_par_mapped = par;
709     }
710 }
711
712 static void remap20(int8_t (**p_par_mapped)[PS_MAX_NR_IIDICC],
713                     int8_t           (*par)[PS_MAX_NR_IIDICC],
714                     int num_par, int num_env, int full)
715 {
716     int8_t (*par_mapped)[PS_MAX_NR_IIDICC] = *p_par_mapped;
717     int e;
718     if (num_par == 34 || num_par == 17) {
719         for (e = 0; e < num_env; e++) {
720             map_idx_34_to_20(par_mapped[e], par[e], full);
721         }
722     } else if (num_par == 10 || num_par == 5) {
723         for (e = 0; e < num_env; e++) {
724             map_idx_10_to_20(par_mapped[e], par[e], full);
725         }
726     } else {
727         *p_par_mapped = par;
728     }
729 }
730
731 static void stereo_processing(PSContext *ps, float (*l)[32][2], float (*r)[32][2], int is34)
732 {
733     int e, b, k;
734
735     float (*H11)[PS_MAX_NUM_ENV+1][PS_MAX_NR_IIDICC] = ps->H11;
736     float (*H12)[PS_MAX_NUM_ENV+1][PS_MAX_NR_IIDICC] = ps->H12;
737     float (*H21)[PS_MAX_NUM_ENV+1][PS_MAX_NR_IIDICC] = ps->H21;
738     float (*H22)[PS_MAX_NUM_ENV+1][PS_MAX_NR_IIDICC] = ps->H22;
739     int8_t *opd_hist = ps->opd_hist;
740     int8_t *ipd_hist = ps->ipd_hist;
741     int8_t iid_mapped_buf[PS_MAX_NUM_ENV][PS_MAX_NR_IIDICC];
742     int8_t icc_mapped_buf[PS_MAX_NUM_ENV][PS_MAX_NR_IIDICC];
743     int8_t ipd_mapped_buf[PS_MAX_NUM_ENV][PS_MAX_NR_IIDICC];
744     int8_t opd_mapped_buf[PS_MAX_NUM_ENV][PS_MAX_NR_IIDICC];
745     int8_t (*iid_mapped)[PS_MAX_NR_IIDICC] = iid_mapped_buf;
746     int8_t (*icc_mapped)[PS_MAX_NR_IIDICC] = icc_mapped_buf;
747     int8_t (*ipd_mapped)[PS_MAX_NR_IIDICC] = ipd_mapped_buf;
748     int8_t (*opd_mapped)[PS_MAX_NR_IIDICC] = opd_mapped_buf;
749     const int8_t *k_to_i = is34 ? k_to_i_34 : k_to_i_20;
750     const float (*H_LUT)[8][4] = (PS_BASELINE || ps->icc_mode < 3) ? HA : HB;
751
752     //Remapping
753     if (ps->num_env_old) {
754         memcpy(H11[0][0], H11[0][ps->num_env_old], PS_MAX_NR_IIDICC*sizeof(H11[0][0][0]));
755         memcpy(H11[1][0], H11[1][ps->num_env_old], PS_MAX_NR_IIDICC*sizeof(H11[1][0][0]));
756         memcpy(H12[0][0], H12[0][ps->num_env_old], PS_MAX_NR_IIDICC*sizeof(H12[0][0][0]));
757         memcpy(H12[1][0], H12[1][ps->num_env_old], PS_MAX_NR_IIDICC*sizeof(H12[1][0][0]));
758         memcpy(H21[0][0], H21[0][ps->num_env_old], PS_MAX_NR_IIDICC*sizeof(H21[0][0][0]));
759         memcpy(H21[1][0], H21[1][ps->num_env_old], PS_MAX_NR_IIDICC*sizeof(H21[1][0][0]));
760         memcpy(H22[0][0], H22[0][ps->num_env_old], PS_MAX_NR_IIDICC*sizeof(H22[0][0][0]));
761         memcpy(H22[1][0], H22[1][ps->num_env_old], PS_MAX_NR_IIDICC*sizeof(H22[1][0][0]));
762     }
763
764     if (is34) {
765         remap34(&iid_mapped, ps->iid_par, ps->nr_iid_par, ps->num_env, 1);
766         remap34(&icc_mapped, ps->icc_par, ps->nr_icc_par, ps->num_env, 1);
767         if (ps->enable_ipdopd) {
768             remap34(&ipd_mapped, ps->ipd_par, ps->nr_ipdopd_par, ps->num_env, 0);
769             remap34(&opd_mapped, ps->opd_par, ps->nr_ipdopd_par, ps->num_env, 0);
770         }
771         if (!ps->is34bands_old) {
772             map_val_20_to_34(H11[0][0]);
773             map_val_20_to_34(H11[1][0]);
774             map_val_20_to_34(H12[0][0]);
775             map_val_20_to_34(H12[1][0]);
776             map_val_20_to_34(H21[0][0]);
777             map_val_20_to_34(H21[1][0]);
778             map_val_20_to_34(H22[0][0]);
779             map_val_20_to_34(H22[1][0]);
780             ipdopd_reset(ipd_hist, opd_hist);
781         }
782     } else {
783         remap20(&iid_mapped, ps->iid_par, ps->nr_iid_par, ps->num_env, 1);
784         remap20(&icc_mapped, ps->icc_par, ps->nr_icc_par, ps->num_env, 1);
785         if (ps->enable_ipdopd) {
786             remap20(&ipd_mapped, ps->ipd_par, ps->nr_ipdopd_par, ps->num_env, 0);
787             remap20(&opd_mapped, ps->opd_par, ps->nr_ipdopd_par, ps->num_env, 0);
788         }
789         if (ps->is34bands_old) {
790             map_val_34_to_20(H11[0][0]);
791             map_val_34_to_20(H11[1][0]);
792             map_val_34_to_20(H12[0][0]);
793             map_val_34_to_20(H12[1][0]);
794             map_val_34_to_20(H21[0][0]);
795             map_val_34_to_20(H21[1][0]);
796             map_val_34_to_20(H22[0][0]);
797             map_val_34_to_20(H22[1][0]);
798             ipdopd_reset(ipd_hist, opd_hist);
799         }
800     }
801
802     //Mixing
803     for (e = 0; e < ps->num_env; e++) {
804         for (b = 0; b < NR_PAR_BANDS[is34]; b++) {
805             float h11, h12, h21, h22;
806             h11 = H_LUT[iid_mapped[e][b] + 7 + 23 * ps->iid_quant][icc_mapped[e][b]][0];
807             h12 = H_LUT[iid_mapped[e][b] + 7 + 23 * ps->iid_quant][icc_mapped[e][b]][1];
808             h21 = H_LUT[iid_mapped[e][b] + 7 + 23 * ps->iid_quant][icc_mapped[e][b]][2];
809             h22 = H_LUT[iid_mapped[e][b] + 7 + 23 * ps->iid_quant][icc_mapped[e][b]][3];
810             if (!PS_BASELINE && ps->enable_ipdopd && b < ps->nr_ipdopd_par) {
811                 //The spec say says to only run this smoother when enable_ipdopd
812                 //is set but the reference decoder appears to run it constantly
813                 float h11i, h12i, h21i, h22i;
814                 float ipd_adj_re, ipd_adj_im;
815                 int opd_idx = opd_hist[b] * 8 + opd_mapped[e][b];
816                 int ipd_idx = ipd_hist[b] * 8 + ipd_mapped[e][b];
817                 float opd_re = pd_re_smooth[opd_idx];
818                 float opd_im = pd_im_smooth[opd_idx];
819                 float ipd_re = pd_re_smooth[ipd_idx];
820                 float ipd_im = pd_im_smooth[ipd_idx];
821                 opd_hist[b] = opd_idx & 0x3F;
822                 ipd_hist[b] = ipd_idx & 0x3F;
823
824                 ipd_adj_re = opd_re*ipd_re + opd_im*ipd_im;
825                 ipd_adj_im = opd_im*ipd_re - opd_re*ipd_im;
826                 h11i = h11 * opd_im;
827                 h11  = h11 * opd_re;
828                 h12i = h12 * ipd_adj_im;
829                 h12  = h12 * ipd_adj_re;
830                 h21i = h21 * opd_im;
831                 h21  = h21 * opd_re;
832                 h22i = h22 * ipd_adj_im;
833                 h22  = h22 * ipd_adj_re;
834                 H11[1][e+1][b] = h11i;
835                 H12[1][e+1][b] = h12i;
836                 H21[1][e+1][b] = h21i;
837                 H22[1][e+1][b] = h22i;
838             }
839             H11[0][e+1][b] = h11;
840             H12[0][e+1][b] = h12;
841             H21[0][e+1][b] = h21;
842             H22[0][e+1][b] = h22;
843         }
844         for (k = 0; k < NR_BANDS[is34]; k++) {
845             float h[2][4];
846             float h_step[2][4];
847             int start = ps->border_position[e];
848             int stop  = ps->border_position[e+1];
849             float width = 1.f / (stop - start);
850             b = k_to_i[k];
851             h[0][0] = H11[0][e][b];
852             h[0][1] = H12[0][e][b];
853             h[0][2] = H21[0][e][b];
854             h[0][3] = H22[0][e][b];
855             if (!PS_BASELINE && ps->enable_ipdopd) {
856             //Is this necessary? ps_04_new seems unchanged
857             if ((is34 && k <= 13 && k >= 9) || (!is34 && k <= 1)) {
858                 h[1][0] = -H11[1][e][b];
859                 h[1][1] = -H12[1][e][b];
860                 h[1][2] = -H21[1][e][b];
861                 h[1][3] = -H22[1][e][b];
862             } else {
863                 h[1][0] = H11[1][e][b];
864                 h[1][1] = H12[1][e][b];
865                 h[1][2] = H21[1][e][b];
866                 h[1][3] = H22[1][e][b];
867             }
868             }
869             //Interpolation
870             h_step[0][0] = (H11[0][e+1][b] - h[0][0]) * width;
871             h_step[0][1] = (H12[0][e+1][b] - h[0][1]) * width;
872             h_step[0][2] = (H21[0][e+1][b] - h[0][2]) * width;
873             h_step[0][3] = (H22[0][e+1][b] - h[0][3]) * width;
874             if (!PS_BASELINE && ps->enable_ipdopd) {
875                 h_step[1][0] = (H11[1][e+1][b] - h[1][0]) * width;
876                 h_step[1][1] = (H12[1][e+1][b] - h[1][1]) * width;
877                 h_step[1][2] = (H21[1][e+1][b] - h[1][2]) * width;
878                 h_step[1][3] = (H22[1][e+1][b] - h[1][3]) * width;
879             }
880             ps->dsp.stereo_interpolate[!PS_BASELINE && ps->enable_ipdopd](
881                 l[k] + start + 1, r[k] + start + 1,
882                 h, h_step, stop - start);
883         }
884     }
885 }
886
887 int ff_ps_apply(AVCodecContext *avctx, PSContext *ps, float L[2][38][64], float R[2][38][64], int top)
888 {
889     LOCAL_ALIGNED_16(float, Lbuf, [91], [32][2]);
890     LOCAL_ALIGNED_16(float, Rbuf, [91], [32][2]);
891     const int len = 32;
892     int is34 = ps->is34bands;
893
894     top += NR_BANDS[is34] - 64;
895     memset(ps->delay+top, 0, (NR_BANDS[is34] - top)*sizeof(ps->delay[0]));
896     if (top < NR_ALLPASS_BANDS[is34])
897         memset(ps->ap_delay + top, 0, (NR_ALLPASS_BANDS[is34] - top)*sizeof(ps->ap_delay[0]));
898
899     hybrid_analysis(&ps->dsp, Lbuf, ps->in_buf, L, is34, len);
900     decorrelation(ps, Rbuf, Lbuf, is34);
901     stereo_processing(ps, Lbuf, Rbuf, is34);
902     hybrid_synthesis(&ps->dsp, L, Lbuf, is34, len);
903     hybrid_synthesis(&ps->dsp, R, Rbuf, is34, len);
904
905     return 0;
906 }
907
908 #define PS_INIT_VLC_STATIC(num, size) \
909     INIT_VLC_STATIC(&vlc_ps[num], 9, ps_tmp[num].table_size / ps_tmp[num].elem_size,    \
910                     ps_tmp[num].ps_bits, 1, 1,                                          \
911                     ps_tmp[num].ps_codes, ps_tmp[num].elem_size, ps_tmp[num].elem_size, \
912                     size);
913
914 #define PS_VLC_ROW(name) \
915     { name ## _codes, name ## _bits, sizeof(name ## _codes), sizeof(name ## _codes[0]) }
916
917 av_cold void ff_ps_init(void) {
918     // Syntax initialization
919     static const struct {
920         const void *ps_codes, *ps_bits;
921         const unsigned int table_size, elem_size;
922     } ps_tmp[] = {
923         PS_VLC_ROW(huff_iid_df1),
924         PS_VLC_ROW(huff_iid_dt1),
925         PS_VLC_ROW(huff_iid_df0),
926         PS_VLC_ROW(huff_iid_dt0),
927         PS_VLC_ROW(huff_icc_df),
928         PS_VLC_ROW(huff_icc_dt),
929         PS_VLC_ROW(huff_ipd_df),
930         PS_VLC_ROW(huff_ipd_dt),
931         PS_VLC_ROW(huff_opd_df),
932         PS_VLC_ROW(huff_opd_dt),
933     };
934
935     PS_INIT_VLC_STATIC(0, 1544);
936     PS_INIT_VLC_STATIC(1,  832);
937     PS_INIT_VLC_STATIC(2, 1024);
938     PS_INIT_VLC_STATIC(3, 1036);
939     PS_INIT_VLC_STATIC(4,  544);
940     PS_INIT_VLC_STATIC(5,  544);
941     PS_INIT_VLC_STATIC(6,  512);
942     PS_INIT_VLC_STATIC(7,  512);
943     PS_INIT_VLC_STATIC(8,  512);
944     PS_INIT_VLC_STATIC(9,  512);
945
946     ps_tableinit();
947 }
948
949 av_cold void ff_ps_ctx_init(PSContext *ps)
950 {
951     ff_psdsp_init(&ps->dsp);
952 }