7a217abfda81d022f4d8306ed9e6d9d09a26eb04
[ffmpeg.git] / libavcodec / aacsbr.c
1 /*
2  * AAC Spectral Band Replication decoding functions
3  * Copyright (c) 2008-2009 Robert Swain ( rob opendot cl )
4  * Copyright (c) 2009-2010 Alex Converse <alex.converse@gmail.com>
5  *
6  * This file is part of Libav.
7  *
8  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
10  * License as published by the Free Software Foundation; either
11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
12  *
13  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
16  * Lesser General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
19  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
21  */
22
23 /**
24  * @file
25  * AAC Spectral Band Replication decoding functions
26  * @author Robert Swain ( rob opendot cl )
27  */
28
29 #include "aac.h"
30 #include "sbr.h"
31 #include "aacsbr.h"
32 #include "aacsbrdata.h"
33 #include "fft.h"
34 #include "aacps.h"
35 #include "libavutil/libm.h"
36
37 #include <stdint.h>
38 #include <float.h>
39
40 #define ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET 2
41 #define NOISE_FLOOR_OFFSET 6.0f
42
43 /**
44  * SBR VLC tables
45  */
46 enum {
47     T_HUFFMAN_ENV_1_5DB,
48     F_HUFFMAN_ENV_1_5DB,
49     T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB,
50     F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB,
51     T_HUFFMAN_ENV_3_0DB,
52     F_HUFFMAN_ENV_3_0DB,
53     T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB,
54     F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB,
55     T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB,
56     T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB,
57 };
58
59 /**
60  * bs_frame_class - frame class of current SBR frame (14496-3 sp04 p98)
61  */
62 enum {
63     FIXFIX,
64     FIXVAR,
65     VARFIX,
66     VARVAR,
67 };
68
69 enum {
70     EXTENSION_ID_PS = 2,
71 };
72
73 static VLC vlc_sbr[10];
74 static const int8_t vlc_sbr_lav[10] =
75     { 60, 60, 24, 24, 31, 31, 12, 12, 31, 12 };
76 static const DECLARE_ALIGNED(16, float, zero64)[64];
77
78 #define SBR_INIT_VLC_STATIC(num, size) \
79     INIT_VLC_STATIC(&vlc_sbr[num], 9, sbr_tmp[num].table_size / sbr_tmp[num].elem_size,     \
80                     sbr_tmp[num].sbr_bits ,                      1,                      1, \
81                     sbr_tmp[num].sbr_codes, sbr_tmp[num].elem_size, sbr_tmp[num].elem_size, \
82                     size)
83
84 #define SBR_VLC_ROW(name) \
85     { name ## _codes, name ## _bits, sizeof(name ## _codes), sizeof(name ## _codes[0]) }
86
87 av_cold void ff_aac_sbr_init(void)
88 {
89     int n;
90     static const struct {
91         const void *sbr_codes, *sbr_bits;
92         const unsigned int table_size, elem_size;
93     } sbr_tmp[] = {
94         SBR_VLC_ROW(t_huffman_env_1_5dB),
95         SBR_VLC_ROW(f_huffman_env_1_5dB),
96         SBR_VLC_ROW(t_huffman_env_bal_1_5dB),
97         SBR_VLC_ROW(f_huffman_env_bal_1_5dB),
98         SBR_VLC_ROW(t_huffman_env_3_0dB),
99         SBR_VLC_ROW(f_huffman_env_3_0dB),
100         SBR_VLC_ROW(t_huffman_env_bal_3_0dB),
101         SBR_VLC_ROW(f_huffman_env_bal_3_0dB),
102         SBR_VLC_ROW(t_huffman_noise_3_0dB),
103         SBR_VLC_ROW(t_huffman_noise_bal_3_0dB),
104     };
105
106     // SBR VLC table initialization
107     SBR_INIT_VLC_STATIC(0, 1098);
108     SBR_INIT_VLC_STATIC(1, 1092);
109     SBR_INIT_VLC_STATIC(2, 768);
110     SBR_INIT_VLC_STATIC(3, 1026);
111     SBR_INIT_VLC_STATIC(4, 1058);
112     SBR_INIT_VLC_STATIC(5, 1052);
113     SBR_INIT_VLC_STATIC(6, 544);
114     SBR_INIT_VLC_STATIC(7, 544);
115     SBR_INIT_VLC_STATIC(8, 592);
116     SBR_INIT_VLC_STATIC(9, 512);
117
118     for (n = 1; n < 320; n++)
119         sbr_qmf_window_us[320 + n] = sbr_qmf_window_us[320 - n];
120     sbr_qmf_window_us[384] = -sbr_qmf_window_us[384];
121     sbr_qmf_window_us[512] = -sbr_qmf_window_us[512];
122
123     for (n = 0; n < 320; n++)
124         sbr_qmf_window_ds[n] = sbr_qmf_window_us[2*n];
125
126     ff_ps_init();
127 }
128
129 av_cold void ff_aac_sbr_ctx_init(SpectralBandReplication *sbr)
130 {
131     sbr->kx[0] = sbr->kx[1] = 32; //Typo in spec, kx' inits to 32
132     sbr->data[0].e_a[1] = sbr->data[1].e_a[1] = -1;
133     sbr->data[0].synthesis_filterbank_samples_offset = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - (1280 - 128);
134     sbr->data[1].synthesis_filterbank_samples_offset = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - (1280 - 128);
135     ff_mdct_init(&sbr->mdct, 7, 1, 1.0/64);
136     ff_mdct_init(&sbr->mdct_ana, 7, 1, -2.0);
137     ff_ps_ctx_init(&sbr->ps);
138 }
139
140 av_cold void ff_aac_sbr_ctx_close(SpectralBandReplication *sbr)
141 {
142     ff_mdct_end(&sbr->mdct);
143     ff_mdct_end(&sbr->mdct_ana);
144 }
145
146 static int qsort_comparison_function_int16(const void *a, const void *b)
147 {
148     return *(const int16_t *)a - *(const int16_t *)b;
149 }
150
151 static inline int in_table_int16(const int16_t *table, int last_el, int16_t needle)
152 {
153     int i;
154     for (i = 0; i <= last_el; i++)
155         if (table[i] == needle)
156             return 1;
157     return 0;
158 }
159
160 /// Limiter Frequency Band Table (14496-3 sp04 p198)
161 static void sbr_make_f_tablelim(SpectralBandReplication *sbr)
162 {
163     int k;
164     if (sbr->bs_limiter_bands > 0) {
165         static const float bands_warped[3] = { 1.32715174233856803909f,   //2^(0.49/1.2)
166                                                1.18509277094158210129f,   //2^(0.49/2)
167                                                1.11987160404675912501f }; //2^(0.49/3)
168         const float lim_bands_per_octave_warped = bands_warped[sbr->bs_limiter_bands - 1];
169         int16_t patch_borders[7];
170         uint16_t *in = sbr->f_tablelim + 1, *out = sbr->f_tablelim;
171
172         patch_borders[0] = sbr->kx[1];
173         for (k = 1; k <= sbr->num_patches; k++)
174             patch_borders[k] = patch_borders[k-1] + sbr->patch_num_subbands[k-1];
175
176         memcpy(sbr->f_tablelim, sbr->f_tablelow,
177                (sbr->n[0] + 1) * sizeof(sbr->f_tablelow[0]));
178         if (sbr->num_patches > 1)
179             memcpy(sbr->f_tablelim + sbr->n[0] + 1, patch_borders + 1,
180                    (sbr->num_patches - 1) * sizeof(patch_borders[0]));
181
182         qsort(sbr->f_tablelim, sbr->num_patches + sbr->n[0],
183               sizeof(sbr->f_tablelim[0]),
184               qsort_comparison_function_int16);
185
186         sbr->n_lim = sbr->n[0] + sbr->num_patches - 1;
187         while (out < sbr->f_tablelim + sbr->n_lim) {
188             if (*in >= *out * lim_bands_per_octave_warped) {
189                 *++out = *in++;
190             } else if (*in == *out ||
191                 !in_table_int16(patch_borders, sbr->num_patches, *in)) {
192                 in++;
193                 sbr->n_lim--;
194             } else if (!in_table_int16(patch_borders, sbr->num_patches, *out)) {
195                 *out = *in++;
196                 sbr->n_lim--;
197             } else {
198                 *++out = *in++;
199             }
200         }
201     } else {
202         sbr->f_tablelim[0] = sbr->f_tablelow[0];
203         sbr->f_tablelim[1] = sbr->f_tablelow[sbr->n[0]];
204         sbr->n_lim = 1;
205     }
206 }
207
208 static unsigned int read_sbr_header(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb)
209 {
210     unsigned int cnt = get_bits_count(gb);
211     uint8_t bs_header_extra_1;
212     uint8_t bs_header_extra_2;
213     int old_bs_limiter_bands = sbr->bs_limiter_bands;
214     SpectrumParameters old_spectrum_params;
215
216     sbr->start = 1;
217
218     // Save last spectrum parameters variables to compare to new ones
219     memcpy(&old_spectrum_params, &sbr->spectrum_params, sizeof(SpectrumParameters));
220
221     sbr->bs_amp_res_header              = get_bits1(gb);
222     sbr->spectrum_params.bs_start_freq  = get_bits(gb, 4);
223     sbr->spectrum_params.bs_stop_freq   = get_bits(gb, 4);
224     sbr->spectrum_params.bs_xover_band  = get_bits(gb, 3);
225                                           skip_bits(gb, 2); // bs_reserved
226
227     bs_header_extra_1 = get_bits1(gb);
228     bs_header_extra_2 = get_bits1(gb);
229
230     if (bs_header_extra_1) {
231         sbr->spectrum_params.bs_freq_scale  = get_bits(gb, 2);
232         sbr->spectrum_params.bs_alter_scale = get_bits1(gb);
233         sbr->spectrum_params.bs_noise_bands = get_bits(gb, 2);
234     } else {
235         sbr->spectrum_params.bs_freq_scale  = 2;
236         sbr->spectrum_params.bs_alter_scale = 1;
237         sbr->spectrum_params.bs_noise_bands = 2;
238     }
239
240     // Check if spectrum parameters changed
241     if (memcmp(&old_spectrum_params, &sbr->spectrum_params, sizeof(SpectrumParameters)))
242         sbr->reset = 1;
243
244     if (bs_header_extra_2) {
245         sbr->bs_limiter_bands  = get_bits(gb, 2);
246         sbr->bs_limiter_gains  = get_bits(gb, 2);
247         sbr->bs_interpol_freq  = get_bits1(gb);
248         sbr->bs_smoothing_mode = get_bits1(gb);
249     } else {
250         sbr->bs_limiter_bands  = 2;
251         sbr->bs_limiter_gains  = 2;
252         sbr->bs_interpol_freq  = 1;
253         sbr->bs_smoothing_mode = 1;
254     }
255
256     if (sbr->bs_limiter_bands != old_bs_limiter_bands && !sbr->reset)
257         sbr_make_f_tablelim(sbr);
258
259     return get_bits_count(gb) - cnt;
260 }
261
262 static int array_min_int16(const int16_t *array, int nel)
263 {
264     int i, min = array[0];
265     for (i = 1; i < nel; i++)
266         min = FFMIN(array[i], min);
267     return min;
268 }
269
270 static void make_bands(int16_t* bands, int start, int stop, int num_bands)
271 {
272     int k, previous, present;
273     float base, prod;
274
275     base = powf((float)stop / start, 1.0f / num_bands);
276     prod = start;
277     previous = start;
278
279     for (k = 0; k < num_bands-1; k++) {
280         prod *= base;
281         present  = lrintf(prod);
282         bands[k] = present - previous;
283         previous = present;
284     }
285     bands[num_bands-1] = stop - previous;
286 }
287
288 static int check_n_master(AVCodecContext *avctx, int n_master, int bs_xover_band)
289 {
290     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
291     if (n_master <= 0) {
292         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid n_master: %d\n", n_master);
293         return -1;
294     }
295     if (bs_xover_band >= n_master) {
296         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
297                "Invalid bitstream, crossover band index beyond array bounds: %d\n",
298                bs_xover_band);
299         return -1;
300     }
301     return 0;
302 }
303
304 /// Master Frequency Band Table (14496-3 sp04 p194)
305 static int sbr_make_f_master(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
306                              SpectrumParameters *spectrum)
307 {
308     unsigned int temp, max_qmf_subbands;
309     unsigned int start_min, stop_min;
310     int k;
311     const int8_t *sbr_offset_ptr;
312     int16_t stop_dk[13];
313
314     if (sbr->sample_rate < 32000) {
315         temp = 3000;
316     } else if (sbr->sample_rate < 64000) {
317         temp = 4000;
318     } else
319         temp = 5000;
320
321     start_min = ((temp << 7) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
322     stop_min  = ((temp << 8) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
323
324     switch (sbr->sample_rate) {
325     case 16000:
326         sbr_offset_ptr = sbr_offset[0];
327         break;
328     case 22050:
329         sbr_offset_ptr = sbr_offset[1];
330         break;
331     case 24000:
332         sbr_offset_ptr = sbr_offset[2];
333         break;
334     case 32000:
335         sbr_offset_ptr = sbr_offset[3];
336         break;
337     case 44100: case 48000: case 64000:
338         sbr_offset_ptr = sbr_offset[4];
339         break;
340     case 88200: case 96000: case 128000: case 176400: case 192000:
341         sbr_offset_ptr = sbr_offset[5];
342         break;
343     default:
344         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
345                "Unsupported sample rate for SBR: %d\n", sbr->sample_rate);
346         return -1;
347     }
348
349     sbr->k[0] = start_min + sbr_offset_ptr[spectrum->bs_start_freq];
350
351     if (spectrum->bs_stop_freq < 14) {
352         sbr->k[2] = stop_min;
353         make_bands(stop_dk, stop_min, 64, 13);
354         qsort(stop_dk, 13, sizeof(stop_dk[0]), qsort_comparison_function_int16);
355         for (k = 0; k < spectrum->bs_stop_freq; k++)
356             sbr->k[2] += stop_dk[k];
357     } else if (spectrum->bs_stop_freq == 14) {
358         sbr->k[2] = 2*sbr->k[0];
359     } else if (spectrum->bs_stop_freq == 15) {
360         sbr->k[2] = 3*sbr->k[0];
361     } else {
362         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
363                "Invalid bs_stop_freq: %d\n", spectrum->bs_stop_freq);
364         return -1;
365     }
366     sbr->k[2] = FFMIN(64, sbr->k[2]);
367
368     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
369     if (sbr->sample_rate <= 32000) {
370         max_qmf_subbands = 48;
371     } else if (sbr->sample_rate == 44100) {
372         max_qmf_subbands = 35;
373     } else if (sbr->sample_rate >= 48000)
374         max_qmf_subbands = 32;
375
376     if (sbr->k[2] - sbr->k[0] > max_qmf_subbands) {
377         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
378                "Invalid bitstream, too many QMF subbands: %d\n", sbr->k[2] - sbr->k[0]);
379         return -1;
380     }
381
382     if (!spectrum->bs_freq_scale) {
383         int dk, k2diff;
384
385         dk = spectrum->bs_alter_scale + 1;
386         sbr->n_master = ((sbr->k[2] - sbr->k[0] + (dk&2)) >> dk) << 1;
387         if (check_n_master(ac->avctx, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
388             return -1;
389
390         for (k = 1; k <= sbr->n_master; k++)
391             sbr->f_master[k] = dk;
392
393         k2diff = sbr->k[2] - sbr->k[0] - sbr->n_master * dk;
394         if (k2diff < 0) {
395             sbr->f_master[1]--;
396             sbr->f_master[2]-= (k2diff < -1);
397         } else if (k2diff) {
398             sbr->f_master[sbr->n_master]++;
399         }
400
401         sbr->f_master[0] = sbr->k[0];
402         for (k = 1; k <= sbr->n_master; k++)
403             sbr->f_master[k] += sbr->f_master[k - 1];
404
405     } else {
406         int half_bands = 7 - spectrum->bs_freq_scale;      // bs_freq_scale  = {1,2,3}
407         int two_regions, num_bands_0;
408         int vdk0_max, vdk1_min;
409         int16_t vk0[49];
410
411         if (49 * sbr->k[2] > 110 * sbr->k[0]) {
412             two_regions = 1;
413             sbr->k[1] = 2 * sbr->k[0];
414         } else {
415             two_regions = 0;
416             sbr->k[1] = sbr->k[2];
417         }
418
419         num_bands_0 = lrintf(half_bands * log2f(sbr->k[1] / (float)sbr->k[0])) * 2;
420
421         if (num_bands_0 <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
422             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid num_bands_0: %d\n", num_bands_0);
423             return -1;
424         }
425
426         vk0[0] = 0;
427
428         make_bands(vk0+1, sbr->k[0], sbr->k[1], num_bands_0);
429
430         qsort(vk0 + 1, num_bands_0, sizeof(vk0[1]), qsort_comparison_function_int16);
431         vdk0_max = vk0[num_bands_0];
432
433         vk0[0] = sbr->k[0];
434         for (k = 1; k <= num_bands_0; k++) {
435             if (vk0[k] <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
436                 av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid vDk0[%d]: %d\n", k, vk0[k]);
437                 return -1;
438             }
439             vk0[k] += vk0[k-1];
440         }
441
442         if (two_regions) {
443             int16_t vk1[49];
444             float invwarp = spectrum->bs_alter_scale ? 0.76923076923076923077f
445                                                      : 1.0f; // bs_alter_scale = {0,1}
446             int num_bands_1 = lrintf(half_bands * invwarp *
447                                      log2f(sbr->k[2] / (float)sbr->k[1])) * 2;
448
449             make_bands(vk1+1, sbr->k[1], sbr->k[2], num_bands_1);
450
451             vdk1_min = array_min_int16(vk1 + 1, num_bands_1);
452
453             if (vdk1_min < vdk0_max) {
454                 int change;
455                 qsort(vk1 + 1, num_bands_1, sizeof(vk1[1]), qsort_comparison_function_int16);
456                 change = FFMIN(vdk0_max - vk1[1], (vk1[num_bands_1] - vk1[1]) >> 1);
457                 vk1[1]           += change;
458                 vk1[num_bands_1] -= change;
459             }
460
461             qsort(vk1 + 1, num_bands_1, sizeof(vk1[1]), qsort_comparison_function_int16);
462
463             vk1[0] = sbr->k[1];
464             for (k = 1; k <= num_bands_1; k++) {
465                 if (vk1[k] <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
466                     av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid vDk1[%d]: %d\n", k, vk1[k]);
467                     return -1;
468                 }
469                 vk1[k] += vk1[k-1];
470             }
471
472             sbr->n_master = num_bands_0 + num_bands_1;
473             if (check_n_master(ac->avctx, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
474                 return -1;
475             memcpy(&sbr->f_master[0],               vk0,
476                    (num_bands_0 + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
477             memcpy(&sbr->f_master[num_bands_0 + 1], vk1 + 1,
478                     num_bands_1      * sizeof(sbr->f_master[0]));
479
480         } else {
481             sbr->n_master = num_bands_0;
482             if (check_n_master(ac->avctx, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
483                 return -1;
484             memcpy(sbr->f_master, vk0, (num_bands_0 + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
485         }
486     }
487
488     return 0;
489 }
490
491 /// High Frequency Generation - Patch Construction (14496-3 sp04 p216 fig. 4.46)
492 static int sbr_hf_calc_npatches(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
493 {
494     int i, k, sb = 0;
495     int msb = sbr->k[0];
496     int usb = sbr->kx[1];
497     int goal_sb = ((1000 << 11) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
498
499     sbr->num_patches = 0;
500
501     if (goal_sb < sbr->kx[1] + sbr->m[1]) {
502         for (k = 0; sbr->f_master[k] < goal_sb; k++) ;
503     } else
504         k = sbr->n_master;
505
506     do {
507         int odd = 0;
508         for (i = k; i == k || sb > (sbr->k[0] - 1 + msb - odd); i--) {
509             sb = sbr->f_master[i];
510             odd = (sb + sbr->k[0]) & 1;
511         }
512
513         // Requirements (14496-3 sp04 p205) sets the maximum number of patches to 5.
514         // After this check the final number of patches can still be six which is
515         // illegal however the Coding Technologies decoder check stream has a final
516         // count of 6 patches
517         if (sbr->num_patches > 5) {
518             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many patches: %d\n", sbr->num_patches);
519             return -1;
520         }
521
522         sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches]  = FFMAX(sb - usb, 0);
523         sbr->patch_start_subband[sbr->num_patches] = sbr->k[0] - odd - sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches];
524
525         if (sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches] > 0) {
526             usb = sb;
527             msb = sb;
528             sbr->num_patches++;
529         } else
530             msb = sbr->kx[1];
531
532         if (sbr->f_master[k] - sb < 3)
533             k = sbr->n_master;
534     } while (sb != sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
535
536     if (sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches-1] < 3 && sbr->num_patches > 1)
537         sbr->num_patches--;
538
539     return 0;
540 }
541
542 /// Derived Frequency Band Tables (14496-3 sp04 p197)
543 static int sbr_make_f_derived(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
544 {
545     int k, temp;
546
547     sbr->n[1] = sbr->n_master - sbr->spectrum_params.bs_xover_band;
548     sbr->n[0] = (sbr->n[1] + 1) >> 1;
549
550     memcpy(sbr->f_tablehigh, &sbr->f_master[sbr->spectrum_params.bs_xover_band],
551            (sbr->n[1] + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
552     sbr->m[1] = sbr->f_tablehigh[sbr->n[1]] - sbr->f_tablehigh[0];
553     sbr->kx[1] = sbr->f_tablehigh[0];
554
555     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
556     if (sbr->kx[1] + sbr->m[1] > 64) {
557         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
558                "Stop frequency border too high: %d\n", sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
559         return -1;
560     }
561     if (sbr->kx[1] > 32) {
562         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Start frequency border too high: %d\n", sbr->kx[1]);
563         return -1;
564     }
565
566     sbr->f_tablelow[0] = sbr->f_tablehigh[0];
567     temp = sbr->n[1] & 1;
568     for (k = 1; k <= sbr->n[0]; k++)
569         sbr->f_tablelow[k] = sbr->f_tablehigh[2 * k - temp];
570
571     sbr->n_q = FFMAX(1, lrintf(sbr->spectrum_params.bs_noise_bands *
572                                log2f(sbr->k[2] / (float)sbr->kx[1]))); // 0 <= bs_noise_bands <= 3
573     if (sbr->n_q > 5) {
574         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many noise floor scale factors: %d\n", sbr->n_q);
575         return -1;
576     }
577
578     sbr->f_tablenoise[0] = sbr->f_tablelow[0];
579     temp = 0;
580     for (k = 1; k <= sbr->n_q; k++) {
581         temp += (sbr->n[0] - temp) / (sbr->n_q + 1 - k);
582         sbr->f_tablenoise[k] = sbr->f_tablelow[temp];
583     }
584
585     if (sbr_hf_calc_npatches(ac, sbr) < 0)
586         return -1;
587
588     sbr_make_f_tablelim(sbr);
589
590     sbr->data[0].f_indexnoise = 0;
591     sbr->data[1].f_indexnoise = 0;
592
593     return 0;
594 }
595
596 static av_always_inline void get_bits1_vector(GetBitContext *gb, uint8_t *vec,
597                                               int elements)
598 {
599     int i;
600     for (i = 0; i < elements; i++) {
601         vec[i] = get_bits1(gb);
602     }
603 }
604
605 /** ceil(log2(index+1)) */
606 static const int8_t ceil_log2[] = {
607     0, 1, 2, 2, 3, 3,
608 };
609
610 static int read_sbr_grid(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
611                          GetBitContext *gb, SBRData *ch_data)
612 {
613     int i;
614     unsigned bs_pointer = 0;
615     // frameLengthFlag ? 15 : 16; 960 sample length frames unsupported; this value is numTimeSlots
616     int abs_bord_trail = 16;
617     int num_rel_lead, num_rel_trail;
618     unsigned bs_num_env_old = ch_data->bs_num_env;
619
620     ch_data->bs_freq_res[0] = ch_data->bs_freq_res[ch_data->bs_num_env];
621     ch_data->bs_amp_res = sbr->bs_amp_res_header;
622     ch_data->t_env_num_env_old = ch_data->t_env[bs_num_env_old];
623
624     switch (ch_data->bs_frame_class = get_bits(gb, 2)) {
625     case FIXFIX:
626         ch_data->bs_num_env                 = 1 << get_bits(gb, 2);
627         num_rel_lead                        = ch_data->bs_num_env - 1;
628         if (ch_data->bs_num_env == 1)
629             ch_data->bs_amp_res = 0;
630
631         if (ch_data->bs_num_env > 4) {
632             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
633                    "Invalid bitstream, too many SBR envelopes in FIXFIX type SBR frame: %d\n",
634                    ch_data->bs_num_env);
635             return -1;
636         }
637
638         ch_data->t_env[0]                   = 0;
639         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
640
641         abs_bord_trail = (abs_bord_trail + (ch_data->bs_num_env >> 1)) /
642                    ch_data->bs_num_env;
643         for (i = 0; i < num_rel_lead; i++)
644             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + abs_bord_trail;
645
646         ch_data->bs_freq_res[1] = get_bits1(gb);
647         for (i = 1; i < ch_data->bs_num_env; i++)
648             ch_data->bs_freq_res[i + 1] = ch_data->bs_freq_res[1];
649         break;
650     case FIXVAR:
651         abs_bord_trail                     += get_bits(gb, 2);
652         num_rel_trail                       = get_bits(gb, 2);
653         ch_data->bs_num_env                 = num_rel_trail + 1;
654         ch_data->t_env[0]                   = 0;
655         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
656
657         for (i = 0; i < num_rel_trail; i++)
658             ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - 1 - i] =
659                 ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - i] - 2 * get_bits(gb, 2) - 2;
660
661         bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env]);
662
663         for (i = 0; i < ch_data->bs_num_env; i++)
664             ch_data->bs_freq_res[ch_data->bs_num_env - i] = get_bits1(gb);
665         break;
666     case VARFIX:
667         ch_data->t_env[0]                   = get_bits(gb, 2);
668         num_rel_lead                        = get_bits(gb, 2);
669         ch_data->bs_num_env                 = num_rel_lead + 1;
670         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
671
672         for (i = 0; i < num_rel_lead; i++)
673             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + 2 * get_bits(gb, 2) + 2;
674
675         bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env]);
676
677         get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_freq_res + 1, ch_data->bs_num_env);
678         break;
679     case VARVAR:
680         ch_data->t_env[0]                   = get_bits(gb, 2);
681         abs_bord_trail                     += get_bits(gb, 2);
682         num_rel_lead                        = get_bits(gb, 2);
683         num_rel_trail                       = get_bits(gb, 2);
684         ch_data->bs_num_env                 = num_rel_lead + num_rel_trail + 1;
685
686         if (ch_data->bs_num_env > 5) {
687             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
688                    "Invalid bitstream, too many SBR envelopes in VARVAR type SBR frame: %d\n",
689                    ch_data->bs_num_env);
690             return -1;
691         }
692
693         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
694
695         for (i = 0; i < num_rel_lead; i++)
696             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + 2 * get_bits(gb, 2) + 2;
697         for (i = 0; i < num_rel_trail; i++)
698             ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - 1 - i] =
699                 ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - i] - 2 * get_bits(gb, 2) - 2;
700
701         bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env]);
702
703         get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_freq_res + 1, ch_data->bs_num_env);
704         break;
705     }
706
707     if (bs_pointer > ch_data->bs_num_env + 1) {
708         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
709                "Invalid bitstream, bs_pointer points to a middle noise border outside the time borders table: %d\n",
710                bs_pointer);
711         return -1;
712     }
713
714     for (i = 1; i <= ch_data->bs_num_env; i++) {
715         if (ch_data->t_env[i-1] > ch_data->t_env[i]) {
716             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Non monotone time borders\n");
717             return -1;
718         }
719     }
720
721     ch_data->bs_num_noise = (ch_data->bs_num_env > 1) + 1;
722
723     ch_data->t_q[0]                     = ch_data->t_env[0];
724     ch_data->t_q[ch_data->bs_num_noise] = ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env];
725     if (ch_data->bs_num_noise > 1) {
726         unsigned int idx;
727         if (ch_data->bs_frame_class == FIXFIX) {
728             idx = ch_data->bs_num_env >> 1;
729         } else if (ch_data->bs_frame_class & 1) { // FIXVAR or VARVAR
730             idx = ch_data->bs_num_env - FFMAX(bs_pointer - 1, 1);
731         } else { // VARFIX
732             if (!bs_pointer)
733                 idx = 1;
734             else if (bs_pointer == 1)
735                 idx = ch_data->bs_num_env - 1;
736             else // bs_pointer > 1
737                 idx = bs_pointer - 1;
738         }
739         ch_data->t_q[1] = ch_data->t_env[idx];
740     }
741
742     ch_data->e_a[0] = -(ch_data->e_a[1] != bs_num_env_old); // l_APrev
743     ch_data->e_a[1] = -1;
744     if ((ch_data->bs_frame_class & 1) && bs_pointer) { // FIXVAR or VARVAR and bs_pointer != 0
745         ch_data->e_a[1] = ch_data->bs_num_env + 1 - bs_pointer;
746     } else if ((ch_data->bs_frame_class == 2) && (bs_pointer > 1)) // VARFIX and bs_pointer > 1
747         ch_data->e_a[1] = bs_pointer - 1;
748
749     return 0;
750 }
751
752 static void copy_sbr_grid(SBRData *dst, const SBRData *src) {
753     //These variables are saved from the previous frame rather than copied
754     dst->bs_freq_res[0]    = dst->bs_freq_res[dst->bs_num_env];
755     dst->t_env_num_env_old = dst->t_env[dst->bs_num_env];
756     dst->e_a[0]            = -(dst->e_a[1] != dst->bs_num_env);
757
758     //These variables are read from the bitstream and therefore copied
759     memcpy(dst->bs_freq_res+1, src->bs_freq_res+1, sizeof(dst->bs_freq_res)-sizeof(*dst->bs_freq_res));
760     memcpy(dst->t_env,         src->t_env,         sizeof(dst->t_env));
761     memcpy(dst->t_q,           src->t_q,           sizeof(dst->t_q));
762     dst->bs_num_env        = src->bs_num_env;
763     dst->bs_amp_res        = src->bs_amp_res;
764     dst->bs_num_noise      = src->bs_num_noise;
765     dst->bs_frame_class    = src->bs_frame_class;
766     dst->e_a[1]            = src->e_a[1];
767 }
768
769 /// Read how the envelope and noise floor data is delta coded
770 static void read_sbr_dtdf(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
771                           SBRData *ch_data)
772 {
773     get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_df_env,   ch_data->bs_num_env);
774     get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_df_noise, ch_data->bs_num_noise);
775 }
776
777 /// Read inverse filtering data
778 static void read_sbr_invf(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
779                           SBRData *ch_data)
780 {
781     int i;
782
783     memcpy(ch_data->bs_invf_mode[1], ch_data->bs_invf_mode[0], 5 * sizeof(uint8_t));
784     for (i = 0; i < sbr->n_q; i++)
785         ch_data->bs_invf_mode[0][i] = get_bits(gb, 2);
786 }
787
788 static void read_sbr_envelope(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
789                               SBRData *ch_data, int ch)
790 {
791     int bits;
792     int i, j, k;
793     VLC_TYPE (*t_huff)[2], (*f_huff)[2];
794     int t_lav, f_lav;
795     const int delta = (ch == 1 && sbr->bs_coupling == 1) + 1;
796     const int odd = sbr->n[1] & 1;
797
798     if (sbr->bs_coupling && ch) {
799         if (ch_data->bs_amp_res) {
800             bits   = 5;
801             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
802             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
803             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
804             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
805         } else {
806             bits   = 6;
807             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB].table;
808             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB];
809             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB].table;
810             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB];
811         }
812     } else {
813         if (ch_data->bs_amp_res) {
814             bits   = 6;
815             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
816             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
817             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
818             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
819         } else {
820             bits   = 7;
821             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_1_5DB].table;
822             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_1_5DB];
823             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_1_5DB].table;
824             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_1_5DB];
825         }
826     }
827
828     for (i = 0; i < ch_data->bs_num_env; i++) {
829         if (ch_data->bs_df_env[i]) {
830             // bs_freq_res[0] == bs_freq_res[bs_num_env] from prev frame
831             if (ch_data->bs_freq_res[i + 1] == ch_data->bs_freq_res[i]) {
832                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++)
833                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][j] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
834             } else if (ch_data->bs_freq_res[i + 1]) {
835                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++) {
836                     k = (j + odd) >> 1; // find k such that f_tablelow[k] <= f_tablehigh[j] < f_tablelow[k + 1]
837                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][k] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
838                 }
839             } else {
840                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++) {
841                     k = j ? 2*j - odd : 0; // find k such that f_tablehigh[k] == f_tablelow[j]
842                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][k] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
843                 }
844             }
845         } else {
846             ch_data->env_facs[i + 1][0] = delta * get_bits(gb, bits); // bs_env_start_value_balance
847             for (j = 1; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++)
848                 ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i + 1][j - 1] + delta * (get_vlc2(gb, f_huff, 9, 3) - f_lav);
849         }
850     }
851
852     //assign 0th elements of env_facs from last elements
853     memcpy(ch_data->env_facs[0], ch_data->env_facs[ch_data->bs_num_env],
854            sizeof(ch_data->env_facs[0]));
855 }
856
857 static void read_sbr_noise(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
858                            SBRData *ch_data, int ch)
859 {
860     int i, j;
861     VLC_TYPE (*t_huff)[2], (*f_huff)[2];
862     int t_lav, f_lav;
863     int delta = (ch == 1 && sbr->bs_coupling == 1) + 1;
864
865     if (sbr->bs_coupling && ch) {
866         t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB].table;
867         t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB];
868         f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
869         f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
870     } else {
871         t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB].table;
872         t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB];
873         f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
874         f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
875     }
876
877     for (i = 0; i < ch_data->bs_num_noise; i++) {
878         if (ch_data->bs_df_noise[i]) {
879             for (j = 0; j < sbr->n_q; j++)
880                 ch_data->noise_facs[i + 1][j] = ch_data->noise_facs[i][j] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 2) - t_lav);
881         } else {
882             ch_data->noise_facs[i + 1][0] = delta * get_bits(gb, 5); // bs_noise_start_value_balance or bs_noise_start_value_level
883             for (j = 1; j < sbr->n_q; j++)
884                 ch_data->noise_facs[i + 1][j] = ch_data->noise_facs[i + 1][j - 1] + delta * (get_vlc2(gb, f_huff, 9, 3) - f_lav);
885         }
886     }
887
888     //assign 0th elements of noise_facs from last elements
889     memcpy(ch_data->noise_facs[0], ch_data->noise_facs[ch_data->bs_num_noise],
890            sizeof(ch_data->noise_facs[0]));
891 }
892
893 static void read_sbr_extension(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
894                                GetBitContext *gb,
895                                int bs_extension_id, int *num_bits_left)
896 {
897     switch (bs_extension_id) {
898     case EXTENSION_ID_PS:
899         if (!ac->m4ac.ps) {
900             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Parametric Stereo signaled to be not-present but was found in the bitstream.\n");
901             skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
902             *num_bits_left = 0;
903         } else {
904 #if 1
905             *num_bits_left -= ff_ps_read_data(ac->avctx, gb, &sbr->ps, *num_bits_left);
906 #else
907             av_log_missing_feature(ac->avctx, "Parametric Stereo is", 0);
908             skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
909             *num_bits_left = 0;
910 #endif
911         }
912         break;
913     default:
914         av_log_missing_feature(ac->avctx, "Reserved SBR extensions are", 1);
915         skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
916         *num_bits_left = 0;
917         break;
918     }
919 }
920
921 static int read_sbr_single_channel_element(AACContext *ac,
922                                             SpectralBandReplication *sbr,
923                                             GetBitContext *gb)
924 {
925     if (get_bits1(gb)) // bs_data_extra
926         skip_bits(gb, 4); // bs_reserved
927
928     if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]))
929         return -1;
930     read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
931     read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
932     read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
933     read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
934
935     if ((sbr->data[0].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
936         get_bits1_vector(gb, sbr->data[0].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
937
938     return 0;
939 }
940
941 static int read_sbr_channel_pair_element(AACContext *ac,
942                                           SpectralBandReplication *sbr,
943                                           GetBitContext *gb)
944 {
945     if (get_bits1(gb))    // bs_data_extra
946         skip_bits(gb, 8); // bs_reserved
947
948     if ((sbr->bs_coupling = get_bits1(gb))) {
949         if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]))
950             return -1;
951         copy_sbr_grid(&sbr->data[1], &sbr->data[0]);
952         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
953         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
954         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
955         memcpy(sbr->data[1].bs_invf_mode[1], sbr->data[1].bs_invf_mode[0], sizeof(sbr->data[1].bs_invf_mode[0]));
956         memcpy(sbr->data[1].bs_invf_mode[0], sbr->data[0].bs_invf_mode[0], sizeof(sbr->data[1].bs_invf_mode[0]));
957         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
958         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
959         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
960         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
961     } else {
962         if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]) ||
963             read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[1]))
964             return -1;
965         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
966         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
967         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
968         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
969         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
970         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
971         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
972         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
973     }
974
975     if ((sbr->data[0].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
976         get_bits1_vector(gb, sbr->data[0].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
977     if ((sbr->data[1].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
978         get_bits1_vector(gb, sbr->data[1].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
979
980     return 0;
981 }
982
983 static unsigned int read_sbr_data(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
984                                   GetBitContext *gb, int id_aac)
985 {
986     unsigned int cnt = get_bits_count(gb);
987
988     if (id_aac == TYPE_SCE || id_aac == TYPE_CCE) {
989         if (read_sbr_single_channel_element(ac, sbr, gb)) {
990             sbr->start = 0;
991             return get_bits_count(gb) - cnt;
992         }
993     } else if (id_aac == TYPE_CPE) {
994         if (read_sbr_channel_pair_element(ac, sbr, gb)) {
995             sbr->start = 0;
996             return get_bits_count(gb) - cnt;
997         }
998     } else {
999         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1000             "Invalid bitstream - cannot apply SBR to element type %d\n", id_aac);
1001         sbr->start = 0;
1002         return get_bits_count(gb) - cnt;
1003     }
1004     if (get_bits1(gb)) { // bs_extended_data
1005         int num_bits_left = get_bits(gb, 4); // bs_extension_size
1006         if (num_bits_left == 15)
1007             num_bits_left += get_bits(gb, 8); // bs_esc_count
1008
1009         num_bits_left <<= 3;
1010         while (num_bits_left > 7) {
1011             num_bits_left -= 2;
1012             read_sbr_extension(ac, sbr, gb, get_bits(gb, 2), &num_bits_left); // bs_extension_id
1013         }
1014         if (num_bits_left < 0) {
1015             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "SBR Extension over read.\n");
1016         }
1017         if (num_bits_left > 0)
1018             skip_bits(gb, num_bits_left);
1019     }
1020
1021     return get_bits_count(gb) - cnt;
1022 }
1023
1024 static void sbr_reset(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
1025 {
1026     int err;
1027     err = sbr_make_f_master(ac, sbr, &sbr->spectrum_params);
1028     if (err >= 0)
1029         err = sbr_make_f_derived(ac, sbr);
1030     if (err < 0) {
1031         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1032                "SBR reset failed. Switching SBR to pure upsampling mode.\n");
1033         sbr->start = 0;
1034     }
1035 }
1036
1037 /**
1038  * Decode Spectral Band Replication extension data; reference: table 4.55.
1039  *
1040  * @param   crc flag indicating the presence of CRC checksum
1041  * @param   cnt length of TYPE_FIL syntactic element in bytes
1042  *
1043  * @return  Returns number of bytes consumed from the TYPE_FIL element.
1044  */
1045 int ff_decode_sbr_extension(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1046                             GetBitContext *gb_host, int crc, int cnt, int id_aac)
1047 {
1048     unsigned int num_sbr_bits = 0, num_align_bits;
1049     unsigned bytes_read;
1050     GetBitContext gbc = *gb_host, *gb = &gbc;
1051     skip_bits_long(gb_host, cnt*8 - 4);
1052
1053     sbr->reset = 0;
1054
1055     if (!sbr->sample_rate)
1056         sbr->sample_rate = 2 * ac->m4ac.sample_rate; //TODO use the nominal sample rate for arbitrary sample rate support
1057     if (!ac->m4ac.ext_sample_rate)
1058         ac->m4ac.ext_sample_rate = 2 * ac->m4ac.sample_rate;
1059
1060     if (crc) {
1061         skip_bits(gb, 10); // bs_sbr_crc_bits; TODO - implement CRC check
1062         num_sbr_bits += 10;
1063     }
1064
1065     //Save some state from the previous frame.
1066     sbr->kx[0] = sbr->kx[1];
1067     sbr->m[0] = sbr->m[1];
1068
1069     num_sbr_bits++;
1070     if (get_bits1(gb)) // bs_header_flag
1071         num_sbr_bits += read_sbr_header(sbr, gb);
1072
1073     if (sbr->reset)
1074         sbr_reset(ac, sbr);
1075
1076     if (sbr->start)
1077         num_sbr_bits  += read_sbr_data(ac, sbr, gb, id_aac);
1078
1079     num_align_bits = ((cnt << 3) - 4 - num_sbr_bits) & 7;
1080     bytes_read = ((num_sbr_bits + num_align_bits + 4) >> 3);
1081
1082     if (bytes_read > cnt) {
1083         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1084                "Expected to read %d SBR bytes actually read %d.\n", cnt, bytes_read);
1085     }
1086     return cnt;
1087 }
1088
1089 /// Dequantization and stereo decoding (14496-3 sp04 p203)
1090 static void sbr_dequant(SpectralBandReplication *sbr, int id_aac)
1091 {
1092     int k, e;
1093     int ch;
1094
1095     if (id_aac == TYPE_CPE && sbr->bs_coupling) {
1096         float alpha      = sbr->data[0].bs_amp_res ?  1.0f :  0.5f;
1097         float pan_offset = sbr->data[0].bs_amp_res ? 12.0f : 24.0f;
1098         for (e = 1; e <= sbr->data[0].bs_num_env; e++) {
1099             for (k = 0; k < sbr->n[sbr->data[0].bs_freq_res[e]]; k++) {
1100                 float temp1 = exp2f(sbr->data[0].env_facs[e][k] * alpha + 7.0f);
1101                 float temp2 = exp2f((pan_offset - sbr->data[1].env_facs[e][k]) * alpha);
1102                 float fac   = temp1 / (1.0f + temp2);
1103                 sbr->data[0].env_facs[e][k] = fac;
1104                 sbr->data[1].env_facs[e][k] = fac * temp2;
1105             }
1106         }
1107         for (e = 1; e <= sbr->data[0].bs_num_noise; e++) {
1108             for (k = 0; k < sbr->n_q; k++) {
1109                 float temp1 = exp2f(NOISE_FLOOR_OFFSET - sbr->data[0].noise_facs[e][k] + 1);
1110                 float temp2 = exp2f(12 - sbr->data[1].noise_facs[e][k]);
1111                 float fac   = temp1 / (1.0f + temp2);
1112                 sbr->data[0].noise_facs[e][k] = fac;
1113                 sbr->data[1].noise_facs[e][k] = fac * temp2;
1114             }
1115         }
1116     } else { // SCE or one non-coupled CPE
1117         for (ch = 0; ch < (id_aac == TYPE_CPE) + 1; ch++) {
1118             float alpha = sbr->data[ch].bs_amp_res ? 1.0f : 0.5f;
1119             for (e = 1; e <= sbr->data[ch].bs_num_env; e++)
1120                 for (k = 0; k < sbr->n[sbr->data[ch].bs_freq_res[e]]; k++)
1121                     sbr->data[ch].env_facs[e][k] =
1122                         exp2f(alpha * sbr->data[ch].env_facs[e][k] + 6.0f);
1123             for (e = 1; e <= sbr->data[ch].bs_num_noise; e++)
1124                 for (k = 0; k < sbr->n_q; k++)
1125                     sbr->data[ch].noise_facs[e][k] =
1126                         exp2f(NOISE_FLOOR_OFFSET - sbr->data[ch].noise_facs[e][k]);
1127         }
1128     }
1129 }
1130
1131 /**
1132  * Analysis QMF Bank (14496-3 sp04 p206)
1133  *
1134  * @param   x       pointer to the beginning of the first sample window
1135  * @param   W       array of complex-valued samples split into subbands
1136  */
1137 static void sbr_qmf_analysis(DSPContext *dsp, FFTContext *mdct, const float *in, float *x,
1138                              float z[320], float W[2][32][32][2])
1139 {
1140     int i, k;
1141     memcpy(W[0], W[1], sizeof(W[0]));
1142     memcpy(x    , x+1024, (320-32)*sizeof(x[0]));
1143     memcpy(x+288, in,         1024*sizeof(x[0]));
1144     for (i = 0; i < 32; i++) { // numTimeSlots*RATE = 16*2 as 960 sample frames
1145                                // are not supported
1146         dsp->vector_fmul_reverse(z, sbr_qmf_window_ds, x, 320);
1147         for (k = 0; k < 64; k++) {
1148             float f = z[k] + z[k + 64] + z[k + 128] + z[k + 192] + z[k + 256];
1149             z[k] = f;
1150         }
1151         //Shuffle to IMDCT
1152         z[64] = z[0];
1153         for (k = 1; k < 32; k++) {
1154             z[64+2*k-1] =  z[   k];
1155             z[64+2*k  ] = -z[64-k];
1156         }
1157         z[64+63] = z[32];
1158
1159         mdct->imdct_half(mdct, z, z+64);
1160         for (k = 0; k < 32; k++) {
1161             W[1][i][k][0] = -z[63-k];
1162             W[1][i][k][1] = z[k];
1163         }
1164         x += 32;
1165     }
1166 }
1167
1168 /**
1169  * Synthesis QMF Bank (14496-3 sp04 p206) and Downsampled Synthesis QMF Bank
1170  * (14496-3 sp04 p206)
1171  */
1172 static void sbr_qmf_synthesis(DSPContext *dsp, FFTContext *mdct,
1173                               float *out, float X[2][38][64],
1174                               float mdct_buf[2][64],
1175                               float *v0, int *v_off, const unsigned int div)
1176 {
1177     int i, n;
1178     const float *sbr_qmf_window = div ? sbr_qmf_window_ds : sbr_qmf_window_us;
1179     float *v;
1180     for (i = 0; i < 32; i++) {
1181         if (*v_off == 0) {
1182             int saved_samples = (1280 - 128) >> div;
1183             memcpy(&v0[SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - saved_samples], v0, saved_samples * sizeof(float));
1184             *v_off = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - saved_samples - (128 >> div);
1185         } else {
1186             *v_off -= 128 >> div;
1187         }
1188         v = v0 + *v_off;
1189         if (div) {
1190             for (n = 0; n < 32; n++) {
1191                 X[0][i][   n] = -X[0][i][n];
1192                 X[0][i][32+n] =  X[1][i][31-n];
1193             }
1194             mdct->imdct_half(mdct, mdct_buf[0], X[0][i]);
1195             for (n = 0; n < 32; n++) {
1196                 v[     n] =  mdct_buf[0][63 - 2*n];
1197                 v[63 - n] = -mdct_buf[0][62 - 2*n];
1198             }
1199         } else {
1200             for (n = 1; n < 64; n+=2) {
1201                 X[1][i][n] = -X[1][i][n];
1202             }
1203             mdct->imdct_half(mdct, mdct_buf[0], X[0][i]);
1204             mdct->imdct_half(mdct, mdct_buf[1], X[1][i]);
1205             for (n = 0; n < 64; n++) {
1206                 v[      n] = -mdct_buf[0][63 -   n] + mdct_buf[1][  n    ];
1207                 v[127 - n] =  mdct_buf[0][63 -   n] + mdct_buf[1][  n    ];
1208             }
1209         }
1210         dsp->vector_fmul_add(out, v                , sbr_qmf_window               , zero64, 64 >> div);
1211         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 192 >> div), sbr_qmf_window + ( 64 >> div), out   , 64 >> div);
1212         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 256 >> div), sbr_qmf_window + (128 >> div), out   , 64 >> div);
1213         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 448 >> div), sbr_qmf_window + (192 >> div), out   , 64 >> div);
1214         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 512 >> div), sbr_qmf_window + (256 >> div), out   , 64 >> div);
1215         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 704 >> div), sbr_qmf_window + (320 >> div), out   , 64 >> div);
1216         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 768 >> div), sbr_qmf_window + (384 >> div), out   , 64 >> div);
1217         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 960 >> div), sbr_qmf_window + (448 >> div), out   , 64 >> div);
1218         dsp->vector_fmul_add(out, v + (1024 >> div), sbr_qmf_window + (512 >> div), out   , 64 >> div);
1219         dsp->vector_fmul_add(out, v + (1216 >> div), sbr_qmf_window + (576 >> div), out   , 64 >> div);
1220         out += 64 >> div;
1221     }
1222 }
1223
1224 static void autocorrelate(const float x[40][2], float phi[3][2][2], int lag)
1225 {
1226     int i;
1227     float real_sum = 0.0f;
1228     float imag_sum = 0.0f;
1229     if (lag) {
1230         for (i = 1; i < 38; i++) {
1231             real_sum += x[i][0] * x[i+lag][0] + x[i][1] * x[i+lag][1];
1232             imag_sum += x[i][0] * x[i+lag][1] - x[i][1] * x[i+lag][0];
1233         }
1234         phi[2-lag][1][0] = real_sum + x[ 0][0] * x[lag][0] + x[ 0][1] * x[lag][1];
1235         phi[2-lag][1][1] = imag_sum + x[ 0][0] * x[lag][1] - x[ 0][1] * x[lag][0];
1236         if (lag == 1) {
1237             phi[0][0][0] = real_sum + x[38][0] * x[39][0] + x[38][1] * x[39][1];
1238             phi[0][0][1] = imag_sum + x[38][0] * x[39][1] - x[38][1] * x[39][0];
1239         }
1240     } else {
1241         for (i = 1; i < 38; i++) {
1242             real_sum += x[i][0] * x[i][0] + x[i][1] * x[i][1];
1243         }
1244         phi[2][1][0] = real_sum + x[ 0][0] * x[ 0][0] + x[ 0][1] * x[ 0][1];
1245         phi[1][0][0] = real_sum + x[38][0] * x[38][0] + x[38][1] * x[38][1];
1246     }
1247 }
1248
1249 /** High Frequency Generation (14496-3 sp04 p214+) and Inverse Filtering
1250  * (14496-3 sp04 p214)
1251  * Warning: This routine does not seem numerically stable.
1252  */
1253 static void sbr_hf_inverse_filter(float (*alpha0)[2], float (*alpha1)[2],
1254                                   const float X_low[32][40][2], int k0)
1255 {
1256     int k;
1257     for (k = 0; k < k0; k++) {
1258         float phi[3][2][2], dk;
1259
1260         autocorrelate(X_low[k], phi, 0);
1261         autocorrelate(X_low[k], phi, 1);
1262         autocorrelate(X_low[k], phi, 2);
1263
1264         dk =  phi[2][1][0] * phi[1][0][0] -
1265              (phi[1][1][0] * phi[1][1][0] + phi[1][1][1] * phi[1][1][1]) / 1.000001f;
1266
1267         if (!dk) {
1268             alpha1[k][0] = 0;
1269             alpha1[k][1] = 0;
1270         } else {
1271             float temp_real, temp_im;
1272             temp_real = phi[0][0][0] * phi[1][1][0] -
1273                         phi[0][0][1] * phi[1][1][1] -
1274                         phi[0][1][0] * phi[1][0][0];
1275             temp_im   = phi[0][0][0] * phi[1][1][1] +
1276                         phi[0][0][1] * phi[1][1][0] -
1277                         phi[0][1][1] * phi[1][0][0];
1278
1279             alpha1[k][0] = temp_real / dk;
1280             alpha1[k][1] = temp_im   / dk;
1281         }
1282
1283         if (!phi[1][0][0]) {
1284             alpha0[k][0] = 0;
1285             alpha0[k][1] = 0;
1286         } else {
1287             float temp_real, temp_im;
1288             temp_real = phi[0][0][0] + alpha1[k][0] * phi[1][1][0] +
1289                                        alpha1[k][1] * phi[1][1][1];
1290             temp_im   = phi[0][0][1] + alpha1[k][1] * phi[1][1][0] -
1291                                        alpha1[k][0] * phi[1][1][1];
1292
1293             alpha0[k][0] = -temp_real / phi[1][0][0];
1294             alpha0[k][1] = -temp_im   / phi[1][0][0];
1295         }
1296
1297         if (alpha1[k][0] * alpha1[k][0] + alpha1[k][1] * alpha1[k][1] >= 16.0f ||
1298            alpha0[k][0] * alpha0[k][0] + alpha0[k][1] * alpha0[k][1] >= 16.0f) {
1299             alpha1[k][0] = 0;
1300             alpha1[k][1] = 0;
1301             alpha0[k][0] = 0;
1302             alpha0[k][1] = 0;
1303         }
1304     }
1305 }
1306
1307 /// Chirp Factors (14496-3 sp04 p214)
1308 static void sbr_chirp(SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data)
1309 {
1310     int i;
1311     float new_bw;
1312     static const float bw_tab[] = { 0.0f, 0.75f, 0.9f, 0.98f };
1313
1314     for (i = 0; i < sbr->n_q; i++) {
1315         if (ch_data->bs_invf_mode[0][i] + ch_data->bs_invf_mode[1][i] == 1) {
1316             new_bw = 0.6f;
1317         } else
1318             new_bw = bw_tab[ch_data->bs_invf_mode[0][i]];
1319
1320         if (new_bw < ch_data->bw_array[i]) {
1321             new_bw = 0.75f    * new_bw + 0.25f    * ch_data->bw_array[i];
1322         } else
1323             new_bw = 0.90625f * new_bw + 0.09375f * ch_data->bw_array[i];
1324         ch_data->bw_array[i] = new_bw < 0.015625f ? 0.0f : new_bw;
1325     }
1326 }
1327
1328 /// Generate the subband filtered lowband
1329 static int sbr_lf_gen(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1330                       float X_low[32][40][2], const float W[2][32][32][2])
1331 {
1332     int i, k;
1333     const int t_HFGen = 8;
1334     const int i_f = 32;
1335     memset(X_low, 0, 32*sizeof(*X_low));
1336     for (k = 0; k < sbr->kx[1]; k++) {
1337         for (i = t_HFGen; i < i_f + t_HFGen; i++) {
1338             X_low[k][i][0] = W[1][i - t_HFGen][k][0];
1339             X_low[k][i][1] = W[1][i - t_HFGen][k][1];
1340         }
1341     }
1342     for (k = 0; k < sbr->kx[0]; k++) {
1343         for (i = 0; i < t_HFGen; i++) {
1344             X_low[k][i][0] = W[0][i + i_f - t_HFGen][k][0];
1345             X_low[k][i][1] = W[0][i + i_f - t_HFGen][k][1];
1346         }
1347     }
1348     return 0;
1349 }
1350
1351 /// High Frequency Generator (14496-3 sp04 p215)
1352 static int sbr_hf_gen(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1353                       float X_high[64][40][2], const float X_low[32][40][2],
1354                       const float (*alpha0)[2], const float (*alpha1)[2],
1355                       const float bw_array[5], const uint8_t *t_env,
1356                       int bs_num_env)
1357 {
1358     int i, j, x;
1359     int g = 0;
1360     int k = sbr->kx[1];
1361     for (j = 0; j < sbr->num_patches; j++) {
1362         for (x = 0; x < sbr->patch_num_subbands[j]; x++, k++) {
1363             float alpha[4];
1364             const int p = sbr->patch_start_subband[j] + x;
1365             while (g <= sbr->n_q && k >= sbr->f_tablenoise[g])
1366                 g++;
1367             g--;
1368
1369             if (g < 0) {
1370                 av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1371                        "ERROR : no subband found for frequency %d\n", k);
1372                 return -1;
1373             }
1374
1375             alpha[0] = alpha1[p][0] * bw_array[g] * bw_array[g];
1376             alpha[1] = alpha1[p][1] * bw_array[g] * bw_array[g];
1377             alpha[2] = alpha0[p][0] * bw_array[g];
1378             alpha[3] = alpha0[p][1] * bw_array[g];
1379
1380             for (i = 2 * t_env[0]; i < 2 * t_env[bs_num_env]; i++) {
1381                 const int idx = i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1382                 X_high[k][idx][0] =
1383                     X_low[p][idx - 2][0] * alpha[0] -
1384                     X_low[p][idx - 2][1] * alpha[1] +
1385                     X_low[p][idx - 1][0] * alpha[2] -
1386                     X_low[p][idx - 1][1] * alpha[3] +
1387                     X_low[p][idx][0];
1388                 X_high[k][idx][1] =
1389                     X_low[p][idx - 2][1] * alpha[0] +
1390                     X_low[p][idx - 2][0] * alpha[1] +
1391                     X_low[p][idx - 1][1] * alpha[2] +
1392                     X_low[p][idx - 1][0] * alpha[3] +
1393                     X_low[p][idx][1];
1394             }
1395         }
1396     }
1397     if (k < sbr->m[1] + sbr->kx[1])
1398         memset(X_high + k, 0, (sbr->m[1] + sbr->kx[1] - k) * sizeof(*X_high));
1399
1400     return 0;
1401 }
1402
1403 /// Generate the subband filtered lowband
1404 static int sbr_x_gen(SpectralBandReplication *sbr, float X[2][38][64],
1405                      const float X_low[32][40][2], const float Y[2][38][64][2],
1406                      int ch)
1407 {
1408     int k, i;
1409     const int i_f = 32;
1410     const int i_Temp = FFMAX(2*sbr->data[ch].t_env_num_env_old - i_f, 0);
1411     memset(X, 0, 2*sizeof(*X));
1412     for (k = 0; k < sbr->kx[0]; k++) {
1413         for (i = 0; i < i_Temp; i++) {
1414             X[0][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][0];
1415             X[1][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][1];
1416         }
1417     }
1418     for (; k < sbr->kx[0] + sbr->m[0]; k++) {
1419         for (i = 0; i < i_Temp; i++) {
1420             X[0][i][k] = Y[0][i + i_f][k][0];
1421             X[1][i][k] = Y[0][i + i_f][k][1];
1422         }
1423     }
1424
1425     for (k = 0; k < sbr->kx[1]; k++) {
1426         for (i = i_Temp; i < 38; i++) {
1427             X[0][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][0];
1428             X[1][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][1];
1429         }
1430     }
1431     for (; k < sbr->kx[1] + sbr->m[1]; k++) {
1432         for (i = i_Temp; i < i_f; i++) {
1433             X[0][i][k] = Y[1][i][k][0];
1434             X[1][i][k] = Y[1][i][k][1];
1435         }
1436     }
1437     return 0;
1438 }
1439
1440 /** High Frequency Adjustment (14496-3 sp04 p217) and Mapping
1441  * (14496-3 sp04 p217)
1442  */
1443 static void sbr_mapping(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1444                         SBRData *ch_data, int e_a[2])
1445 {
1446     int e, i, m;
1447
1448     memset(ch_data->s_indexmapped[1], 0, 7*sizeof(ch_data->s_indexmapped[1]));
1449     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1450         const unsigned int ilim = sbr->n[ch_data->bs_freq_res[e + 1]];
1451         uint16_t *table = ch_data->bs_freq_res[e + 1] ? sbr->f_tablehigh : sbr->f_tablelow;
1452         int k;
1453
1454         for (i = 0; i < ilim; i++)
1455             for (m = table[i]; m < table[i + 1]; m++)
1456                 sbr->e_origmapped[e][m - sbr->kx[1]] = ch_data->env_facs[e+1][i];
1457
1458         // ch_data->bs_num_noise > 1 => 2 noise floors
1459         k = (ch_data->bs_num_noise > 1) && (ch_data->t_env[e] >= ch_data->t_q[1]);
1460         for (i = 0; i < sbr->n_q; i++)
1461             for (m = sbr->f_tablenoise[i]; m < sbr->f_tablenoise[i + 1]; m++)
1462                 sbr->q_mapped[e][m - sbr->kx[1]] = ch_data->noise_facs[k+1][i];
1463
1464         for (i = 0; i < sbr->n[1]; i++) {
1465             if (ch_data->bs_add_harmonic_flag) {
1466                 const unsigned int m_midpoint =
1467                     (sbr->f_tablehigh[i] + sbr->f_tablehigh[i + 1]) >> 1;
1468
1469                 ch_data->s_indexmapped[e + 1][m_midpoint - sbr->kx[1]] = ch_data->bs_add_harmonic[i] *
1470                     (e >= e_a[1] || (ch_data->s_indexmapped[0][m_midpoint - sbr->kx[1]] == 1));
1471             }
1472         }
1473
1474         for (i = 0; i < ilim; i++) {
1475             int additional_sinusoid_present = 0;
1476             for (m = table[i]; m < table[i + 1]; m++) {
1477                 if (ch_data->s_indexmapped[e + 1][m - sbr->kx[1]]) {
1478                     additional_sinusoid_present = 1;
1479                     break;
1480                 }
1481             }
1482             memset(&sbr->s_mapped[e][table[i] - sbr->kx[1]], additional_sinusoid_present,
1483                    (table[i + 1] - table[i]) * sizeof(sbr->s_mapped[e][0]));
1484         }
1485     }
1486
1487     memcpy(ch_data->s_indexmapped[0], ch_data->s_indexmapped[ch_data->bs_num_env], sizeof(ch_data->s_indexmapped[0]));
1488 }
1489
1490 /// Estimation of current envelope (14496-3 sp04 p218)
1491 static void sbr_env_estimate(float (*e_curr)[48], float X_high[64][40][2],
1492                              SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data)
1493 {
1494     int e, i, m;
1495
1496     if (sbr->bs_interpol_freq) {
1497         for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1498             const float recip_env_size = 0.5f / (ch_data->t_env[e + 1] - ch_data->t_env[e]);
1499             int ilb = ch_data->t_env[e]     * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1500             int iub = ch_data->t_env[e + 1] * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1501
1502             for (m = 0; m < sbr->m[1]; m++) {
1503                 float sum = 0.0f;
1504
1505                 for (i = ilb; i < iub; i++) {
1506                     sum += X_high[m + sbr->kx[1]][i][0] * X_high[m + sbr->kx[1]][i][0] +
1507                            X_high[m + sbr->kx[1]][i][1] * X_high[m + sbr->kx[1]][i][1];
1508                 }
1509                 e_curr[e][m] = sum * recip_env_size;
1510             }
1511         }
1512     } else {
1513         int k, p;
1514
1515         for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1516             const int env_size = 2 * (ch_data->t_env[e + 1] - ch_data->t_env[e]);
1517             int ilb = ch_data->t_env[e]     * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1518             int iub = ch_data->t_env[e + 1] * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1519             const uint16_t *table = ch_data->bs_freq_res[e + 1] ? sbr->f_tablehigh : sbr->f_tablelow;
1520
1521             for (p = 0; p < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[e + 1]]; p++) {
1522                 float sum = 0.0f;
1523                 const int den = env_size * (table[p + 1] - table[p]);
1524
1525                 for (k = table[p]; k < table[p + 1]; k++) {
1526                     for (i = ilb; i < iub; i++) {
1527                         sum += X_high[k][i][0] * X_high[k][i][0] +
1528                                X_high[k][i][1] * X_high[k][i][1];
1529                     }
1530                 }
1531                 sum /= den;
1532                 for (k = table[p]; k < table[p + 1]; k++) {
1533                     e_curr[e][k - sbr->kx[1]] = sum;
1534                 }
1535             }
1536         }
1537     }
1538 }
1539
1540 /**
1541  * Calculation of levels of additional HF signal components (14496-3 sp04 p219)
1542  * and Calculation of gain (14496-3 sp04 p219)
1543  */
1544 static void sbr_gain_calc(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1545                           SBRData *ch_data, const int e_a[2])
1546 {
1547     int e, k, m;
1548     // max gain limits : -3dB, 0dB, 3dB, inf dB (limiter off)
1549     static const float limgain[4] = { 0.70795, 1.0, 1.41254, 10000000000 };
1550
1551     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1552         int delta = !((e == e_a[1]) || (e == e_a[0]));
1553         for (k = 0; k < sbr->n_lim; k++) {
1554             float gain_boost, gain_max;
1555             float sum[2] = { 0.0f, 0.0f };
1556             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1557                 const float temp = sbr->e_origmapped[e][m] / (1.0f + sbr->q_mapped[e][m]);
1558                 sbr->q_m[e][m] = sqrtf(temp * sbr->q_mapped[e][m]);
1559                 sbr->s_m[e][m] = sqrtf(temp * ch_data->s_indexmapped[e + 1][m]);
1560                 if (!sbr->s_mapped[e][m]) {
1561                     sbr->gain[e][m] = sqrtf(sbr->e_origmapped[e][m] /
1562                                             ((1.0f + sbr->e_curr[e][m]) *
1563                                              (1.0f + sbr->q_mapped[e][m] * delta)));
1564                 } else {
1565                     sbr->gain[e][m] = sqrtf(sbr->e_origmapped[e][m] * sbr->q_mapped[e][m] /
1566                                             ((1.0f + sbr->e_curr[e][m]) *
1567                                              (1.0f + sbr->q_mapped[e][m])));
1568                 }
1569             }
1570             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1571                 sum[0] += sbr->e_origmapped[e][m];
1572                 sum[1] += sbr->e_curr[e][m];
1573             }
1574             gain_max = limgain[sbr->bs_limiter_gains] * sqrtf((FLT_EPSILON + sum[0]) / (FLT_EPSILON + sum[1]));
1575             gain_max = FFMIN(100000.f, gain_max);
1576             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1577                 float q_m_max   = sbr->q_m[e][m] * gain_max / sbr->gain[e][m];
1578                 sbr->q_m[e][m]  = FFMIN(sbr->q_m[e][m], q_m_max);
1579                 sbr->gain[e][m] = FFMIN(sbr->gain[e][m], gain_max);
1580             }
1581             sum[0] = sum[1] = 0.0f;
1582             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1583                 sum[0] += sbr->e_origmapped[e][m];
1584                 sum[1] += sbr->e_curr[e][m] * sbr->gain[e][m] * sbr->gain[e][m]
1585                           + sbr->s_m[e][m] * sbr->s_m[e][m]
1586                           + (delta && !sbr->s_m[e][m]) * sbr->q_m[e][m] * sbr->q_m[e][m];
1587             }
1588             gain_boost = sqrtf((FLT_EPSILON + sum[0]) / (FLT_EPSILON + sum[1]));
1589             gain_boost = FFMIN(1.584893192f, gain_boost);
1590             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1591                 sbr->gain[e][m] *= gain_boost;
1592                 sbr->q_m[e][m]  *= gain_boost;
1593                 sbr->s_m[e][m]  *= gain_boost;
1594             }
1595         }
1596     }
1597 }
1598
1599 /// Assembling HF Signals (14496-3 sp04 p220)
1600 static void sbr_hf_assemble(float Y[2][38][64][2], const float X_high[64][40][2],
1601                             SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data,
1602                             const int e_a[2])
1603 {
1604     int e, i, j, m;
1605     const int h_SL = 4 * !sbr->bs_smoothing_mode;
1606     const int kx = sbr->kx[1];
1607     const int m_max = sbr->m[1];
1608     static const float h_smooth[5] = {
1609         0.33333333333333,
1610         0.30150283239582,
1611         0.21816949906249,
1612         0.11516383427084,
1613         0.03183050093751,
1614     };
1615     static const int8_t phi[2][4] = {
1616         {  1,  0, -1,  0}, // real
1617         {  0,  1,  0, -1}, // imaginary
1618     };
1619     float (*g_temp)[48] = ch_data->g_temp, (*q_temp)[48] = ch_data->q_temp;
1620     int indexnoise = ch_data->f_indexnoise;
1621     int indexsine  = ch_data->f_indexsine;
1622     memcpy(Y[0], Y[1], sizeof(Y[0]));
1623
1624     if (sbr->reset) {
1625         for (i = 0; i < h_SL; i++) {
1626             memcpy(g_temp[i + 2*ch_data->t_env[0]], sbr->gain[0], m_max * sizeof(sbr->gain[0][0]));
1627             memcpy(q_temp[i + 2*ch_data->t_env[0]], sbr->q_m[0],  m_max * sizeof(sbr->q_m[0][0]));
1628         }
1629     } else if (h_SL) {
1630         memcpy(g_temp[2*ch_data->t_env[0]], g_temp[2*ch_data->t_env_num_env_old], 4*sizeof(g_temp[0]));
1631         memcpy(q_temp[2*ch_data->t_env[0]], q_temp[2*ch_data->t_env_num_env_old], 4*sizeof(q_temp[0]));
1632     }
1633
1634     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1635         for (i = 2 * ch_data->t_env[e]; i < 2 * ch_data->t_env[e + 1]; i++) {
1636             memcpy(g_temp[h_SL + i], sbr->gain[e], m_max * sizeof(sbr->gain[0][0]));
1637             memcpy(q_temp[h_SL + i], sbr->q_m[e],  m_max * sizeof(sbr->q_m[0][0]));
1638         }
1639     }
1640
1641     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1642         for (i = 2 * ch_data->t_env[e]; i < 2 * ch_data->t_env[e + 1]; i++) {
1643             int phi_sign = (1 - 2*(kx & 1));
1644
1645             if (h_SL && e != e_a[0] && e != e_a[1]) {
1646                 for (m = 0; m < m_max; m++) {
1647                     const int idx1 = i + h_SL;
1648                     float g_filt = 0.0f;
1649                     for (j = 0; j <= h_SL; j++)
1650                         g_filt += g_temp[idx1 - j][m] * h_smooth[j];
1651                     Y[1][i][m + kx][0] =
1652                         X_high[m + kx][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][0] * g_filt;
1653                     Y[1][i][m + kx][1] =
1654                         X_high[m + kx][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][1] * g_filt;
1655                 }
1656             } else {
1657                 for (m = 0; m < m_max; m++) {
1658                     const float g_filt = g_temp[i + h_SL][m];
1659                     Y[1][i][m + kx][0] =
1660                         X_high[m + kx][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][0] * g_filt;
1661                     Y[1][i][m + kx][1] =
1662                         X_high[m + kx][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][1] * g_filt;
1663                 }
1664             }
1665
1666             if (e != e_a[0] && e != e_a[1]) {
1667                 for (m = 0; m < m_max; m++) {
1668                     indexnoise = (indexnoise + 1) & 0x1ff;
1669                     if (sbr->s_m[e][m]) {
1670                         Y[1][i][m + kx][0] +=
1671                             sbr->s_m[e][m] * phi[0][indexsine];
1672                         Y[1][i][m + kx][1] +=
1673                             sbr->s_m[e][m] * (phi[1][indexsine] * phi_sign);
1674                     } else {
1675                         float q_filt;
1676                         if (h_SL) {
1677                             const int idx1 = i + h_SL;
1678                             q_filt = 0.0f;
1679                             for (j = 0; j <= h_SL; j++)
1680                                 q_filt += q_temp[idx1 - j][m] * h_smooth[j];
1681                         } else {
1682                             q_filt = q_temp[i][m];
1683                         }
1684                         Y[1][i][m + kx][0] +=
1685                             q_filt * sbr_noise_table[indexnoise][0];
1686                         Y[1][i][m + kx][1] +=
1687                             q_filt * sbr_noise_table[indexnoise][1];
1688                     }
1689                     phi_sign = -phi_sign;
1690                 }
1691             } else {
1692                 indexnoise = (indexnoise + m_max) & 0x1ff;
1693                 for (m = 0; m < m_max; m++) {
1694                     Y[1][i][m + kx][0] +=
1695                         sbr->s_m[e][m] * phi[0][indexsine];
1696                     Y[1][i][m + kx][1] +=
1697                         sbr->s_m[e][m] * (phi[1][indexsine] * phi_sign);
1698                     phi_sign = -phi_sign;
1699                 }
1700             }
1701             indexsine = (indexsine + 1) & 3;
1702         }
1703     }
1704     ch_data->f_indexnoise = indexnoise;
1705     ch_data->f_indexsine  = indexsine;
1706 }
1707
1708 void ff_sbr_apply(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr, int id_aac,
1709                   float* L, float* R)
1710 {
1711     int downsampled = ac->m4ac.ext_sample_rate < sbr->sample_rate;
1712     int ch;
1713     int nch = (id_aac == TYPE_CPE) ? 2 : 1;
1714
1715     if (sbr->start) {
1716         sbr_dequant(sbr, id_aac);
1717     }
1718     for (ch = 0; ch < nch; ch++) {
1719         /* decode channel */
1720         sbr_qmf_analysis(&ac->dsp, &sbr->mdct_ana, ch ? R : L, sbr->data[ch].analysis_filterbank_samples,
1721                          (float*)sbr->qmf_filter_scratch,
1722                          sbr->data[ch].W);
1723         sbr_lf_gen(ac, sbr, sbr->X_low, sbr->data[ch].W);
1724         if (sbr->start) {
1725             sbr_hf_inverse_filter(sbr->alpha0, sbr->alpha1, sbr->X_low, sbr->k[0]);
1726             sbr_chirp(sbr, &sbr->data[ch]);
1727             sbr_hf_gen(ac, sbr, sbr->X_high, sbr->X_low, sbr->alpha0, sbr->alpha1,
1728                        sbr->data[ch].bw_array, sbr->data[ch].t_env,
1729                        sbr->data[ch].bs_num_env);
1730
1731             // hf_adj
1732             sbr_mapping(ac, sbr, &sbr->data[ch], sbr->data[ch].e_a);
1733             sbr_env_estimate(sbr->e_curr, sbr->X_high, sbr, &sbr->data[ch]);
1734             sbr_gain_calc(ac, sbr, &sbr->data[ch], sbr->data[ch].e_a);
1735             sbr_hf_assemble(sbr->data[ch].Y, sbr->X_high, sbr, &sbr->data[ch],
1736                             sbr->data[ch].e_a);
1737         }
1738
1739         /* synthesis */
1740         sbr_x_gen(sbr, sbr->X[ch], sbr->X_low, sbr->data[ch].Y, ch);
1741     }
1742
1743     if (ac->m4ac.ps == 1) {
1744         if (sbr->ps.start) {
1745             ff_ps_apply(ac->avctx, &sbr->ps, sbr->X[0], sbr->X[1], sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
1746         } else {
1747             memcpy(sbr->X[1], sbr->X[0], sizeof(sbr->X[0]));
1748         }
1749         nch = 2;
1750     }
1751
1752     sbr_qmf_synthesis(&ac->dsp, &sbr->mdct, L, sbr->X[0], sbr->qmf_filter_scratch,
1753                       sbr->data[0].synthesis_filterbank_samples,
1754                       &sbr->data[0].synthesis_filterbank_samples_offset,
1755                       downsampled);
1756     if (nch == 2)
1757         sbr_qmf_synthesis(&ac->dsp, &sbr->mdct, R, sbr->X[1], sbr->qmf_filter_scratch,
1758                           sbr->data[1].synthesis_filterbank_samples,
1759                           &sbr->data[1].synthesis_filterbank_samples_offset,
1760                           downsampled);
1761 }