e317a5c72f6e61f18937222bee8ac92b54de17d9
[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 FFmpeg.
7  *
8  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; 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 libavcodec/aacsbr.c
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
34 #include <stdint.h>
35 #include <float.h>
36
37 #define ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET 2
38 #define NOISE_FLOOR_OFFSET 6.0f
39
40 /**
41  * SBR VLC tables
42  */
43 enum {
44     T_HUFFMAN_ENV_1_5DB,
45     F_HUFFMAN_ENV_1_5DB,
46     T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB,
47     F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB,
48     T_HUFFMAN_ENV_3_0DB,
49     F_HUFFMAN_ENV_3_0DB,
50     T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB,
51     F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB,
52     T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB,
53     T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB,
54 };
55
56 /**
57  * bs_frame_class - frame class of current SBR frame (14496-3 sp04 p98)
58  */
59 enum {
60     FIXFIX,
61     FIXVAR,
62     VARFIX,
63     VARVAR,
64 };
65
66 enum {
67     EXTENSION_ID_PS = 2,
68 };
69
70 static VLC vlc_sbr[10];
71 static const int8_t vlc_sbr_lav[10] =
72     { 60, 60, 24, 24, 31, 31, 12, 12, 31, 12 };
73 static DECLARE_ALIGNED(16, float, analysis_cos_pre)[64];
74 static DECLARE_ALIGNED(16, float, analysis_sin_pre)[64];
75 static DECLARE_ALIGNED(16, float, analysis_cossin_post)[32][2];
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, k;
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 = 0; n < 64; n++) {
119         float pre = M_PI * n / 64;
120         analysis_cos_pre[n] = cosf(pre);
121         analysis_sin_pre[n] = sinf(pre);
122     }
123     for (k = 0; k < 32; k++) {
124         float post = M_PI * (k + 0.5) / 128;
125         analysis_cossin_post[k][0] =  4.0 * cosf(post);
126         analysis_cossin_post[k][1] = -4.0 * sinf(post);
127     }
128     for (n = 1; n < 320; n++)
129         sbr_qmf_window_us[320 + n] = sbr_qmf_window_us[320 - n];
130     sbr_qmf_window_us[384] = -sbr_qmf_window_us[384];
131     sbr_qmf_window_us[512] = -sbr_qmf_window_us[512];
132
133     for (n = 0; n < 320; n++)
134         sbr_qmf_window_ds[n] = sbr_qmf_window_us[2*n];
135 }
136
137 av_cold void ff_aac_sbr_ctx_init(SpectralBandReplication *sbr)
138 {
139     sbr->kx[0] = sbr->kx[1] = 32; //Typo in spec, kx' inits to 32
140     sbr->data[0].synthesis_filterbank_samples_offset = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - (1280 - 128);
141     sbr->data[1].synthesis_filterbank_samples_offset = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - (1280 - 128);
142     ff_mdct_init(&sbr->mdct, 7, 1, 1.0/64);
143     ff_rdft_init(&sbr->rdft, 6, IDFT_R2C);
144 }
145
146 av_cold void ff_aac_sbr_ctx_close(SpectralBandReplication *sbr)
147 {
148     ff_mdct_end(&sbr->mdct);
149     ff_rdft_end(&sbr->rdft);
150 }
151
152 static int qsort_comparison_function_int16(const void *a, const void *b)
153 {
154     return *(const int16_t *)a - *(const int16_t *)b;
155 }
156
157 static inline int in_table_int16(const int16_t *table, int last_el, int16_t needle)
158 {
159     int i;
160     for (i = 0; i <= last_el; i++)
161         if (table[i] == needle)
162             return 1;
163     return 0;
164 }
165
166 /// Limiter Frequency Band Table (14496-3 sp04 p198)
167 static void sbr_make_f_tablelim(SpectralBandReplication *sbr)
168 {
169     int k;
170     if (sbr->bs_limiter_bands > 0) {
171         static const float bands_warped[3] = { 1.32715174233856803909f,   //2^(0.49/1.2)
172                                                1.18509277094158210129f,   //2^(0.49/2)
173                                                1.11987160404675912501f }; //2^(0.49/3)
174         const float lim_bands_per_octave_warped = bands_warped[sbr->bs_limiter_bands - 1];
175         int16_t patch_borders[5];
176         uint16_t *in = sbr->f_tablelim + 1, *out = sbr->f_tablelim;
177
178         patch_borders[0] = sbr->kx[1];
179         for (k = 1; k <= sbr->num_patches; k++)
180             patch_borders[k] = patch_borders[k-1] + sbr->patch_num_subbands[k-1];
181
182         memcpy(sbr->f_tablelim, sbr->f_tablelow,
183                (sbr->n[0] + 1) * sizeof(sbr->f_tablelow[0]));
184         if (sbr->num_patches > 1)
185             memcpy(sbr->f_tablelim + sbr->n[0] + 1, patch_borders + 1,
186                    (sbr->num_patches - 1) * sizeof(patch_borders[0]));
187
188         qsort(sbr->f_tablelim, sbr->num_patches + sbr->n[0],
189               sizeof(sbr->f_tablelim[0]),
190               qsort_comparison_function_int16);
191
192         sbr->n_lim = sbr->n[0] + sbr->num_patches - 1;
193         while (out < sbr->f_tablelim + sbr->n_lim) {
194             if (*in >= *out * lim_bands_per_octave_warped) {
195                 *++out = *in++;
196             } else if (*in == *out ||
197                 !in_table_int16(patch_borders, sbr->num_patches, *in)) {
198                 in++;
199                 sbr->n_lim--;
200             } else if (!in_table_int16(patch_borders, sbr->num_patches, *out)) {
201                 *out = *in++;
202                 sbr->n_lim--;
203             } else {
204                 *++out = *in++;
205             }
206         }
207     } else {
208         sbr->f_tablelim[0] = sbr->f_tablelow[0];
209         sbr->f_tablelim[1] = sbr->f_tablelow[sbr->n[0]];
210         sbr->n_lim = 1;
211     }
212 }
213
214 static unsigned int read_sbr_header(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb)
215 {
216     unsigned int cnt = get_bits_count(gb);
217     uint8_t bs_header_extra_1;
218     uint8_t bs_header_extra_2;
219     int old_bs_limiter_bands = sbr->bs_limiter_bands;
220     SpectrumParameters old_spectrum_params;
221
222     sbr->start = 1;
223
224     // Save last spectrum parameters variables to compare to new ones
225     memcpy(&old_spectrum_params, &sbr->spectrum_params, sizeof(SpectrumParameters));
226
227     sbr->bs_amp_res_header              = get_bits1(gb);
228     sbr->spectrum_params.bs_start_freq  = get_bits(gb, 4);
229     sbr->spectrum_params.bs_stop_freq   = get_bits(gb, 4);
230     sbr->spectrum_params.bs_xover_band  = get_bits(gb, 3);
231                                           skip_bits(gb, 2); // bs_reserved
232
233     bs_header_extra_1 = get_bits1(gb);
234     bs_header_extra_2 = get_bits1(gb);
235
236     if (bs_header_extra_1) {
237         sbr->spectrum_params.bs_freq_scale  = get_bits(gb, 2);
238         sbr->spectrum_params.bs_alter_scale = get_bits1(gb);
239         sbr->spectrum_params.bs_noise_bands = get_bits(gb, 2);
240     } else {
241         sbr->spectrum_params.bs_freq_scale  = 2;
242         sbr->spectrum_params.bs_alter_scale = 1;
243         sbr->spectrum_params.bs_noise_bands = 2;
244     }
245
246     // Check if spectrum parameters changed
247     if (memcmp(&old_spectrum_params, &sbr->spectrum_params, sizeof(SpectrumParameters)))
248         sbr->reset = 1;
249
250     if (bs_header_extra_2) {
251         sbr->bs_limiter_bands  = get_bits(gb, 2);
252         sbr->bs_limiter_gains  = get_bits(gb, 2);
253         sbr->bs_interpol_freq  = get_bits1(gb);
254         sbr->bs_smoothing_mode = get_bits1(gb);
255     } else {
256         sbr->bs_limiter_bands  = 2;
257         sbr->bs_limiter_gains  = 2;
258         sbr->bs_interpol_freq  = 1;
259         sbr->bs_smoothing_mode = 1;
260     }
261
262     if (sbr->bs_limiter_bands != old_bs_limiter_bands && !sbr->reset)
263         sbr_make_f_tablelim(sbr);
264
265     return get_bits_count(gb) - cnt;
266 }
267
268 static int array_min_int16(const int16_t *array, int nel)
269 {
270     int i, min = array[0];
271     for (i = 1; i < nel; i++)
272         min = FFMIN(array[i], min);
273     return min;
274 }
275
276 static void make_bands(int16_t* bands, int start, int stop, int num_bands)
277 {
278     int k, previous, present;
279     float base, prod;
280
281     base = powf((float)stop / start, 1.0f / num_bands);
282     prod = start;
283     previous = start;
284
285     for (k = 0; k < num_bands-1; k++) {
286         prod *= base;
287         present  = lrintf(prod);
288         bands[k] = present - previous;
289         previous = present;
290     }
291     bands[num_bands-1] = stop - previous;
292 }
293
294 static int check_n_master(AVCodecContext *avccontext, int n_master, int bs_xover_band)
295 {
296     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
297     if (n_master <= 0) {
298         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "Invalid n_master: %d\n", n_master);
299         return -1;
300     }
301     if (bs_xover_band >= n_master) {
302         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR,
303                "Invalid bitstream, crossover band index beyond array bounds: %d\n",
304                bs_xover_band);
305         return -1;
306     }
307     return 0;
308 }
309
310 /// Master Frequency Band Table (14496-3 sp04 p194)
311 static int sbr_make_f_master(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
312                              SpectrumParameters *spectrum)
313 {
314     unsigned int temp, max_qmf_subbands;
315     unsigned int start_min, stop_min;
316     int k;
317     const int8_t *sbr_offset_ptr;
318     int16_t stop_dk[13];
319
320     if (sbr->sample_rate < 32000) {
321         temp = 3000;
322     } else if (sbr->sample_rate < 64000) {
323         temp = 4000;
324     } else
325         temp = 5000;
326
327     start_min = ((temp << 7) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
328     stop_min  = ((temp << 8) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
329
330     switch (sbr->sample_rate) {
331     case 16000:
332         sbr_offset_ptr = sbr_offset[0];
333         break;
334     case 22050:
335         sbr_offset_ptr = sbr_offset[1];
336         break;
337     case 24000:
338         sbr_offset_ptr = sbr_offset[2];
339         break;
340     case 32000:
341         sbr_offset_ptr = sbr_offset[3];
342         break;
343     case 44100: case 48000: case 64000:
344         sbr_offset_ptr = sbr_offset[4];
345         break;
346     case 88200: case 96000: case 128000: case 176400: case 192000:
347         sbr_offset_ptr = sbr_offset[5];
348         break;
349     default:
350         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
351                "Unsupported sample rate for SBR: %d\n", sbr->sample_rate);
352         return -1;
353     }
354
355     sbr->k[0] = start_min + sbr_offset_ptr[spectrum->bs_start_freq];
356
357     if (spectrum->bs_stop_freq < 14) {
358         sbr->k[2] = stop_min;
359         make_bands(stop_dk, stop_min, 64, 13);
360         qsort(stop_dk, 13, sizeof(stop_dk[0]), qsort_comparison_function_int16);
361         for (k = 0; k < spectrum->bs_stop_freq; k++)
362             sbr->k[2] += stop_dk[k];
363     } else if (spectrum->bs_stop_freq == 14) {
364         sbr->k[2] = 2*sbr->k[0];
365     } else if (spectrum->bs_stop_freq == 15) {
366         sbr->k[2] = 3*sbr->k[0];
367     } else {
368         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
369                "Invalid bs_stop_freq: %d\n", spectrum->bs_stop_freq);
370         return -1;
371     }
372     sbr->k[2] = FFMIN(64, sbr->k[2]);
373
374     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
375     if (sbr->sample_rate <= 32000) {
376         max_qmf_subbands = 48;
377     } else if (sbr->sample_rate == 44100) {
378         max_qmf_subbands = 35;
379     } else if (sbr->sample_rate >= 48000)
380         max_qmf_subbands = 32;
381
382     if (sbr->k[2] - sbr->k[0] > max_qmf_subbands) {
383         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
384                "Invalid bitstream, too many QMF subbands: %d\n", sbr->k[2] - sbr->k[0]);
385         return -1;
386     }
387
388     if (!spectrum->bs_freq_scale) {
389         unsigned int dk;
390         int k2diff;
391
392         dk = spectrum->bs_alter_scale + 1;
393         sbr->n_master = ((sbr->k[2] - sbr->k[0] + (dk&2)) >> dk) << 1;
394         if (check_n_master(ac->avccontext, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
395             return -1;
396
397         for (k = 1; k <= sbr->n_master; k++)
398             sbr->f_master[k] = dk;
399
400         k2diff = sbr->k[2] - sbr->k[0] - sbr->n_master * dk;
401         if (k2diff < 0) {
402             sbr->f_master[1]--;
403             sbr->f_master[2]-= (k2diff < 1);
404         } else if (k2diff) {
405             sbr->f_master[sbr->n_master]++;
406         }
407
408         sbr->f_master[0] = sbr->k[0];
409         for (k = 1; k <= sbr->n_master; k++)
410             sbr->f_master[k] += sbr->f_master[k - 1];
411
412     } else {
413         int half_bands = 7 - spectrum->bs_freq_scale;      // bs_freq_scale  = {1,2,3}
414         int two_regions, num_bands_0;
415         int vdk0_max, vdk1_min;
416         int16_t vk0[49];
417
418         if (49 * sbr->k[2] > 110 * sbr->k[0]) {
419             two_regions = 1;
420             sbr->k[1] = 2 * sbr->k[0];
421         } else {
422             two_regions = 0;
423             sbr->k[1] = sbr->k[2];
424         }
425
426         num_bands_0 = lrintf(half_bands * log2f(sbr->k[1] / (float)sbr->k[0])) * 2;
427
428         if (num_bands_0 <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
429             av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Invalid num_bands_0: %d\n", num_bands_0);
430             return -1;
431         }
432
433         vk0[0] = 0;
434
435         make_bands(vk0+1, sbr->k[0], sbr->k[1], num_bands_0);
436
437         qsort(vk0 + 1, num_bands_0, sizeof(vk0[1]), qsort_comparison_function_int16);
438         vdk0_max = vk0[num_bands_0];
439
440         vk0[0] = sbr->k[0];
441         for (k = 1; k <= num_bands_0; k++) {
442             if (vk0[k] <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
443                 av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Invalid vDk0[%d]: %d\n", k, vk0[k]);
444                 return -1;
445             }
446             vk0[k] += vk0[k-1];
447         }
448
449         if (two_regions) {
450             int16_t vk1[49];
451             float invwarp = spectrum->bs_alter_scale ? 0.76923076923076923077f
452                                                      : 1.0f; // bs_alter_scale = {0,1}
453             int num_bands_1 = lrintf(half_bands * invwarp *
454                                      log2f(sbr->k[2] / (float)sbr->k[1])) * 2;
455
456             make_bands(vk1+1, sbr->k[1], sbr->k[2], num_bands_1);
457
458             vdk1_min = array_min_int16(vk1 + 1, num_bands_1);
459
460             if (vdk1_min < vdk0_max) {
461                 int change;
462                 qsort(vk1 + 1, num_bands_1, sizeof(vk1[1]), qsort_comparison_function_int16);
463                 change = FFMIN(vdk0_max - vk1[1], (vk1[num_bands_1] - vk1[1]) >> 1);
464                 vk1[1]           += change;
465                 vk1[num_bands_1] -= change;
466             }
467
468             qsort(vk1 + 1, num_bands_1, sizeof(vk1[1]), qsort_comparison_function_int16);
469
470             vk1[0] = sbr->k[1];
471             for (k = 1; k <= num_bands_1; k++) {
472                 if (vk1[k] <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
473                     av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Invalid vDk1[%d]: %d\n", k, vk1[k]);
474                     return -1;
475                 }
476                 vk1[k] += vk1[k-1];
477             }
478
479             sbr->n_master = num_bands_0 + num_bands_1;
480             if (check_n_master(ac->avccontext, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
481                 return -1;
482             memcpy(&sbr->f_master[0],               vk0,
483                    (num_bands_0 + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
484             memcpy(&sbr->f_master[num_bands_0 + 1], vk1 + 1,
485                     num_bands_1      * sizeof(sbr->f_master[0]));
486
487         } else {
488             sbr->n_master = num_bands_0;
489             if (check_n_master(ac->avccontext, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
490                 return -1;
491             memcpy(sbr->f_master, vk0, (num_bands_0 + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
492         }
493     }
494
495     return 0;
496 }
497
498 /// High Frequency Generation - Patch Construction (14496-3 sp04 p216 fig. 4.46)
499 static int sbr_hf_calc_npatches(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
500 {
501     int i, k, sb = 0;
502     int msb = sbr->k[0];
503     int usb = sbr->kx[1];
504     int goal_sb = ((1000 << 11) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
505
506     sbr->num_patches = 0;
507
508     if (goal_sb < sbr->kx[1] + sbr->m[1]) {
509         for (k = 0; sbr->f_master[k] < goal_sb; k++) ;
510     } else
511         k = sbr->n_master;
512
513     do {
514         int odd = 0;
515         for (i = k; i == k || sb > (sbr->k[0] - 1 + msb - odd); i--) {
516             sb = sbr->f_master[i];
517             odd = (sb + sbr->k[0]) & 1;
518         }
519
520         sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches]  = FFMAX(sb - usb, 0);
521         sbr->patch_start_subband[sbr->num_patches] = sbr->k[0] - odd - sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches];
522
523         if (sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches] > 0) {
524             usb = sb;
525             msb = sb;
526             sbr->num_patches++;
527         } else
528             msb = sbr->kx[1];
529
530         if (sbr->f_master[k] - sb < 3)
531             k = sbr->n_master;
532     } while (sb != sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
533
534     if (sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches-1] < 3 && sbr->num_patches > 1)
535         sbr->num_patches--;
536
537     // Requirements (14496-3 sp04 p205) sets the maximum number of patches to 5
538     // However the Coding Technologies decoder check uses 6 patches
539     if (sbr->num_patches > 6) {
540         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Too many patches: %d\n", sbr->num_patches);
541         return -1;
542     }
543
544     return 0;
545 }
546
547 /// Derived Frequency Band Tables (14496-3 sp04 p197)
548 static int sbr_make_f_derived(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
549 {
550     int k, temp;
551
552     sbr->n[1] = sbr->n_master - sbr->spectrum_params.bs_xover_band;
553     sbr->n[0] = (sbr->n[1] + 1) >> 1;
554
555     memcpy(sbr->f_tablehigh, &sbr->f_master[sbr->spectrum_params.bs_xover_band],
556            (sbr->n[1] + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
557     sbr->m[1] = sbr->f_tablehigh[sbr->n[1]] - sbr->f_tablehigh[0];
558     sbr->kx[1] = sbr->f_tablehigh[0];
559
560     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
561     if (sbr->kx[1] + sbr->m[1] > 64) {
562         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
563                "Stop frequency border too high: %d\n", sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
564         return -1;
565     }
566     if (sbr->kx[1] > 32) {
567         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Start frequency border too high: %d\n", sbr->kx[1]);
568         return -1;
569     }
570
571     sbr->f_tablelow[0] = sbr->f_tablehigh[0];
572     temp = sbr->n[1] & 1;
573     for (k = 1; k <= sbr->n[0]; k++)
574         sbr->f_tablelow[k] = sbr->f_tablehigh[2 * k - temp];
575
576     sbr->n_q = FFMAX(1, lrintf(sbr->spectrum_params.bs_noise_bands *
577                                log2f(sbr->k[2] / (float)sbr->kx[1]))); // 0 <= bs_noise_bands <= 3
578     if (sbr->n_q > 5) {
579         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Too many noise floor scale factors: %d\n", sbr->n_q);
580         return -1;
581     }
582
583     sbr->f_tablenoise[0] = sbr->f_tablelow[0];
584     temp = 0;
585     for (k = 1; k <= sbr->n_q; k++) {
586         temp += (sbr->n[0] - temp) / (sbr->n_q + 1 - k);
587         sbr->f_tablenoise[k] = sbr->f_tablelow[temp];
588     }
589
590     if (sbr_hf_calc_npatches(ac, sbr) < 0)
591         return -1;
592
593     sbr_make_f_tablelim(sbr);
594
595     sbr->data[0].f_indexnoise = 0;
596     sbr->data[1].f_indexnoise = 0;
597
598     return 0;
599 }
600
601 static av_always_inline void get_bits1_vector(GetBitContext *gb, uint8_t *vec,
602                                               int elements)
603 {
604     int i;
605     for (i = 0; i < elements; i++) {
606         vec[i] = get_bits1(gb);
607     }
608 }
609
610 /** ceil(log2(index+1)) */
611 static const int8_t ceil_log2[] = {
612     0, 1, 2, 2, 3, 3,
613 };
614
615 static int read_sbr_grid(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
616                          GetBitContext *gb, SBRData *ch_data)
617 {
618     int i;
619
620     ch_data->bs_freq_res[0] = ch_data->bs_freq_res[ch_data->bs_num_env[1]];
621     ch_data->bs_num_env[0] = ch_data->bs_num_env[1];
622     ch_data->bs_amp_res = sbr->bs_amp_res_header;
623
624     switch (ch_data->bs_frame_class = get_bits(gb, 2)) {
625     case FIXFIX:
626         ch_data->bs_num_env[1] = 1 << get_bits(gb, 2);
627         if (ch_data->bs_num_env[1] == 1)
628             ch_data->bs_amp_res = 0;
629
630         ch_data->bs_freq_res[1] = get_bits1(gb);
631         for (i = 1; i < ch_data->bs_num_env[1]; i++)
632             ch_data->bs_freq_res[i + 1] = ch_data->bs_freq_res[1];
633         break;
634     case FIXVAR:
635         ch_data->bs_var_bord[1] = get_bits(gb, 2);
636         ch_data->bs_num_rel[1]  = get_bits(gb, 2);
637         ch_data->bs_num_env[1]  = ch_data->bs_num_rel[1] + 1;
638
639         for (i = 0; i < ch_data->bs_num_rel[1]; i++)
640             ch_data->bs_rel_bord[1][i] = 2 * get_bits(gb, 2) + 2;
641
642         ch_data->bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env[1]]);
643
644         for (i = 0; i < ch_data->bs_num_env[1]; i++)
645             ch_data->bs_freq_res[ch_data->bs_num_env[1] - i] = get_bits1(gb);
646         break;
647     case VARFIX:
648         ch_data->bs_var_bord[0] = get_bits(gb, 2);
649         ch_data->bs_num_rel[0]  = get_bits(gb, 2);
650         ch_data->bs_num_env[1]  = ch_data->bs_num_rel[0] + 1;
651
652         for (i = 0; i < ch_data->bs_num_rel[0]; i++)
653             ch_data->bs_rel_bord[0][i] = 2 * get_bits(gb, 2) + 2;
654
655         ch_data->bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env[1]]);
656
657         get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_freq_res + 1, ch_data->bs_num_env[1]);
658         break;
659     case VARVAR:
660         ch_data->bs_var_bord[0] = get_bits(gb, 2);
661         ch_data->bs_var_bord[1] = get_bits(gb, 2);
662         ch_data->bs_num_rel[0]  = get_bits(gb, 2);
663         ch_data->bs_num_rel[1]  = get_bits(gb, 2);
664         ch_data->bs_num_env[1]  = ch_data->bs_num_rel[0] + ch_data->bs_num_rel[1] + 1;
665
666         for (i = 0; i < ch_data->bs_num_rel[0]; i++)
667             ch_data->bs_rel_bord[0][i] = 2 * get_bits(gb, 2) + 2;
668         for (i = 0; i < ch_data->bs_num_rel[1]; i++)
669             ch_data->bs_rel_bord[1][i] = 2 * get_bits(gb, 2) + 2;
670
671         ch_data->bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env[1]]);
672
673         get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_freq_res + 1, ch_data->bs_num_env[1]);
674         break;
675     }
676
677     if (ch_data->bs_frame_class == FIXFIX && ch_data->bs_num_env[1] > 4) {
678         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
679                "Invalid bitstream, too many SBR envelopes in FIXFIX type SBR frame: %d\n",
680                ch_data->bs_num_env[1]);
681         return -1;
682     }
683     if (ch_data->bs_frame_class == VARVAR && ch_data->bs_num_env[1] > 5) {
684         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
685                "Invalid bitstream, too many SBR envelopes in VARVAR type SBR frame: %d\n",
686                ch_data->bs_num_env[1]);
687         return -1;
688     }
689
690     ch_data->bs_num_noise = (ch_data->bs_num_env[1] > 1) + 1;
691
692     return 0;
693 }
694
695 static void copy_sbr_grid(SBRData *dst, const SBRData *src) {
696     //These variables are saved from the previous frame rather than copied
697     dst->bs_freq_res[0] = dst->bs_freq_res[dst->bs_num_env[1]];
698     dst->bs_num_env[0]  = dst->bs_num_env[1];
699
700     //These variables are read from the bitstream and therefore copied
701     memcpy(dst->bs_freq_res+1, src->bs_freq_res+1, sizeof(dst->bs_freq_res)-sizeof(*dst->bs_freq_res));
702     memcpy(dst->bs_num_env+1,  src->bs_num_env+1,  sizeof(dst->bs_num_env)- sizeof(*dst->bs_num_env));
703     memcpy(dst->bs_var_bord,   src->bs_var_bord,   sizeof(dst->bs_var_bord));
704     memcpy(dst->bs_rel_bord,   src->bs_rel_bord,   sizeof(dst->bs_rel_bord));
705     memcpy(dst->bs_num_rel,    src->bs_num_rel,    sizeof(dst->bs_rel_bord));
706     dst->bs_amp_res     = src->bs_amp_res;
707     dst->bs_num_noise   = src->bs_num_noise;
708     dst->bs_pointer     = src->bs_pointer;
709     dst->bs_frame_class = src->bs_frame_class;
710 }
711
712 /// Read how the envelope and noise floor data is delta coded
713 static void read_sbr_dtdf(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
714                           SBRData *ch_data)
715 {
716     get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_df_env,   ch_data->bs_num_env[1]);
717     get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_df_noise, ch_data->bs_num_noise);
718 }
719
720 /// Read inverse filtering data
721 static void read_sbr_invf(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
722                           SBRData *ch_data)
723 {
724     int i;
725
726     memcpy(ch_data->bs_invf_mode[1], ch_data->bs_invf_mode[0], 5 * sizeof(uint8_t));
727     for (i = 0; i < sbr->n_q; i++)
728         ch_data->bs_invf_mode[0][i] = get_bits(gb, 2);
729 }
730
731 static void read_sbr_envelope(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
732                               SBRData *ch_data, int ch)
733 {
734     int bits;
735     int i, j, k;
736     VLC_TYPE (*t_huff)[2], (*f_huff)[2];
737     int t_lav, f_lav;
738     const int delta = (ch == 1 && sbr->bs_coupling == 1) + 1;
739     const int odd = sbr->n[1] & 1;
740
741     if (sbr->bs_coupling && ch) {
742         if (ch_data->bs_amp_res) {
743             bits   = 5;
744             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
745             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
746             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
747             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
748         } else {
749             bits   = 6;
750             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB].table;
751             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB];
752             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB].table;
753             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB];
754         }
755     } else {
756         if (ch_data->bs_amp_res) {
757             bits   = 6;
758             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
759             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
760             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
761             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
762         } else {
763             bits   = 7;
764             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_1_5DB].table;
765             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_1_5DB];
766             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_1_5DB].table;
767             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_1_5DB];
768         }
769     }
770
771     for (i = 0; i < ch_data->bs_num_env[1]; i++) {
772         if (ch_data->bs_df_env[i]) {
773             // bs_freq_res[0] == bs_freq_res[bs_num_env[1]] from prev frame
774             if (ch_data->bs_freq_res[i + 1] == ch_data->bs_freq_res[i]) {
775                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++)
776                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][j] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
777             } else if (ch_data->bs_freq_res[i + 1]) {
778                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++) {
779                     k = (j + odd) >> 1; // find k such that f_tablelow[k] <= f_tablehigh[j] < f_tablelow[k + 1]
780                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][k] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
781                 }
782             } else {
783                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++) {
784                     k = j ? 2*j - odd : 0; // find k such that f_tablehigh[k] == f_tablelow[j]
785                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][k] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
786                 }
787             }
788         } else {
789             ch_data->env_facs[i + 1][0] = delta * get_bits(gb, bits); // bs_env_start_value_balance
790             for (j = 1; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++)
791                 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);
792         }
793     }
794
795     //assign 0th elements of env_facs from last elements
796     memcpy(ch_data->env_facs[0], ch_data->env_facs[ch_data->bs_num_env[1]],
797            sizeof(ch_data->env_facs[0]));
798 }
799
800 static void read_sbr_noise(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
801                            SBRData *ch_data, int ch)
802 {
803     int i, j;
804     VLC_TYPE (*t_huff)[2], (*f_huff)[2];
805     int t_lav, f_lav;
806     int delta = (ch == 1 && sbr->bs_coupling == 1) + 1;
807
808     if (sbr->bs_coupling && ch) {
809         t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB].table;
810         t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB];
811         f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
812         f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
813     } else {
814         t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB].table;
815         t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB];
816         f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
817         f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
818     }
819
820     for (i = 0; i < ch_data->bs_num_noise; i++) {
821         if (ch_data->bs_df_noise[i]) {
822             for (j = 0; j < sbr->n_q; j++)
823                 ch_data->noise_facs[i + 1][j] = ch_data->noise_facs[i][j] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 2) - t_lav);
824         } else {
825             ch_data->noise_facs[i + 1][0] = delta * get_bits(gb, 5); // bs_noise_start_value_balance or bs_noise_start_value_level
826             for (j = 1; j < sbr->n_q; j++)
827                 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);
828         }
829     }
830
831     //assign 0th elements of noise_facs from last elements
832     memcpy(ch_data->noise_facs[0], ch_data->noise_facs[ch_data->bs_num_noise],
833            sizeof(ch_data->noise_facs[0]));
834 }
835
836 static void read_sbr_extension(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
837                                GetBitContext *gb,
838                           int bs_extension_id, int *num_bits_left)
839 {
840 //TODO - implement ps_data for parametric stereo parsing
841     switch (bs_extension_id) {
842     case EXTENSION_ID_PS:
843 #if 0
844         *num_bits_left -= ff_ps_data(gb, ps);
845 #else
846         av_log_missing_feature(ac->avccontext, "Parametric Stereo is", 0);
847         skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
848         *num_bits_left = 0;
849 #endif
850         break;
851     default:
852         av_log_missing_feature(ac->avccontext, "Reserved SBR extensions are", 1);
853         skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
854         *num_bits_left = 0;
855         break;
856     }
857 }
858
859 static void read_sbr_single_channel_element(AACContext *ac,
860                                             SpectralBandReplication *sbr,
861                                             GetBitContext *gb)
862 {
863     if (get_bits1(gb)) // bs_data_extra
864         skip_bits(gb, 4); // bs_reserved
865
866     read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]);
867     read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
868     read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
869     read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
870     read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
871
872     if ((sbr->data[0].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
873         get_bits1_vector(gb, sbr->data[0].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
874 }
875
876 static void read_sbr_channel_pair_element(AACContext *ac,
877                                           SpectralBandReplication *sbr,
878                                           GetBitContext *gb)
879 {
880     if (get_bits1(gb))    // bs_data_extra
881         skip_bits(gb, 8); // bs_reserved
882
883     if ((sbr->bs_coupling = get_bits1(gb))) {
884         read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]);
885         copy_sbr_grid(&sbr->data[1], &sbr->data[0]);
886         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
887         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
888         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
889         memcpy(sbr->data[1].bs_invf_mode[1], sbr->data[1].bs_invf_mode[0], sizeof(sbr->data[1].bs_invf_mode[0]));
890         memcpy(sbr->data[1].bs_invf_mode[0], sbr->data[0].bs_invf_mode[0], sizeof(sbr->data[1].bs_invf_mode[0]));
891         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
892         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
893         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
894         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
895     } else {
896         read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]);
897         read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[1]);
898         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
899         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
900         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
901         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
902         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
903         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
904         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
905         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
906     }
907
908     if ((sbr->data[0].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
909         get_bits1_vector(gb, sbr->data[0].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
910     if ((sbr->data[1].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
911         get_bits1_vector(gb, sbr->data[1].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
912 }
913
914 static unsigned int read_sbr_data(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
915                                   GetBitContext *gb, int id_aac)
916 {
917     unsigned int cnt = get_bits_count(gb);
918
919     if (id_aac == TYPE_SCE || id_aac == TYPE_CCE) {
920         read_sbr_single_channel_element(ac, sbr, gb);
921     } else if (id_aac == TYPE_CPE) {
922         read_sbr_channel_pair_element(ac, sbr, gb);
923     } else {
924         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
925             "Invalid bitstream - cannot apply SBR to element type %d\n", id_aac);
926         sbr->start = 0;
927         return get_bits_count(gb) - cnt;
928     }
929     if (get_bits1(gb)) { // bs_extended_data
930         int num_bits_left = get_bits(gb, 4); // bs_extension_size
931         if (num_bits_left == 15)
932             num_bits_left += get_bits(gb, 8); // bs_esc_count
933
934         num_bits_left <<= 3;
935         while (num_bits_left > 7) {
936             num_bits_left -= 2;
937             read_sbr_extension(ac, sbr, gb, get_bits(gb, 2), &num_bits_left); // bs_extension_id
938         }
939     }
940
941     return get_bits_count(gb) - cnt;
942 }
943
944 static void sbr_reset(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
945 {
946     int err;
947     err = sbr_make_f_master(ac, sbr, &sbr->spectrum_params);
948     if (err >= 0)
949         err = sbr_make_f_derived(ac, sbr);
950     if (err < 0) {
951         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
952                "SBR reset failed. Switching SBR to pure upsampling mode.\n");
953         sbr->start = 0;
954     }
955 }
956
957 /**
958  * Decode Spectral Band Replication extension data; reference: table 4.55.
959  *
960  * @param   crc flag indicating the presence of CRC checksum
961  * @param   cnt length of TYPE_FIL syntactic element in bytes
962  *
963  * @return  Returns number of bytes consumed from the TYPE_FIL element.
964  */
965 int ff_decode_sbr_extension(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
966                             GetBitContext *gb_host, int crc, int cnt, int id_aac)
967 {
968     unsigned int num_sbr_bits = 0, num_align_bits;
969     unsigned bytes_read;
970     GetBitContext gbc = *gb_host, *gb = &gbc;
971     skip_bits_long(gb_host, cnt*8 - 4);
972
973     sbr->reset = 0;
974
975     if (!sbr->sample_rate)
976         sbr->sample_rate = 2 * ac->m4ac.sample_rate; //TODO use the nominal sample rate for arbitrary sample rate support
977     if (!ac->m4ac.ext_sample_rate)
978         ac->m4ac.ext_sample_rate = 2 * ac->m4ac.sample_rate;
979
980     if (crc) {
981         skip_bits(gb, 10); // bs_sbr_crc_bits; TODO - implement CRC check
982         num_sbr_bits += 10;
983     }
984
985     //Save some state from the previous frame.
986     sbr->kx[0] = sbr->kx[1];
987     sbr->m[0] = sbr->m[1];
988
989     num_sbr_bits++;
990     if (get_bits1(gb)) // bs_header_flag
991         num_sbr_bits += read_sbr_header(sbr, gb);
992
993     if (sbr->reset)
994         sbr_reset(ac, sbr);
995
996     if (sbr->start)
997         num_sbr_bits  += read_sbr_data(ac, sbr, gb, id_aac);
998
999     num_align_bits = ((cnt << 3) - 4 - num_sbr_bits) & 7;
1000     bytes_read = ((num_sbr_bits + num_align_bits + 4) >> 3);
1001
1002     if (bytes_read > cnt) {
1003         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
1004                "Expected to read %d SBR bytes actually read %d.\n", cnt, bytes_read);
1005     }
1006     return cnt;
1007 }
1008
1009 /// Time/frequency Grid (14496-3 sp04 p200)
1010 static int sbr_time_freq_grid(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1011                               SBRData *ch_data, int ch)
1012 {
1013     int abs_bord_lead  =  ch_data->bs_frame_class >= 2 ? ch_data->bs_var_bord[0] : 0;
1014     // frameLengthFlag ? 15 : 16; 960 sample length frames unsupported; this value is numTimeSlots
1015     int abs_bord_trail = (ch_data->bs_frame_class & 1 ? ch_data->bs_var_bord[1] : 0) + 16;
1016     int n_rel_lead;
1017     int i;
1018
1019     if (ch_data->bs_frame_class == FIXFIX) {
1020         n_rel_lead = ch_data->bs_num_env[1] - 1;
1021     } else if (ch_data->bs_frame_class == FIXVAR) {
1022         n_rel_lead = 0;
1023     } else if (ch_data->bs_frame_class < 4) { // VARFIX or VARVAR
1024         n_rel_lead = ch_data->bs_num_rel[0];
1025     } else {
1026         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
1027                "Invalid bs_frame_class for SBR: %d\n", ch_data->bs_frame_class);
1028         return -1;
1029     }
1030
1031     ch_data->t_env_num_env_old = ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env[0]];
1032     ch_data->t_env[0]                      = abs_bord_lead;
1033     ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env[1]] = abs_bord_trail;
1034
1035     if (ch_data->bs_frame_class == FIXFIX) {
1036         int temp = (abs_bord_trail + (ch_data->bs_num_env[1] >> 1)) /
1037                    ch_data->bs_num_env[1];
1038         for (i = 0; i < n_rel_lead; i++)
1039             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + temp;
1040     } else if (ch_data->bs_frame_class > 1) { // VARFIX or VARVAR
1041         for (i = 0; i < n_rel_lead; i++)
1042             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + ch_data->bs_rel_bord[0][i];
1043     } else { // FIXVAR
1044         for (i = 0; i < n_rel_lead; i++)
1045             ch_data->t_env[i + 1] = abs_bord_lead;
1046     }
1047
1048     if (ch_data->bs_frame_class & 1) { // FIXVAR or VARVAR
1049         for (i = ch_data->bs_num_env[1] - 1; i > n_rel_lead; i--)
1050             ch_data->t_env[i] = ch_data->t_env[i + 1] -
1051                                 ch_data->bs_rel_bord[1][ch_data->bs_num_env[1] - 1 - i];
1052     } else { // FIXFIX or VARFIX
1053         for (i = n_rel_lead; i < ch_data->bs_num_env[1]; i++)
1054             ch_data->t_env[i + 1] = abs_bord_trail;
1055     }
1056
1057     ch_data->t_q[0] = ch_data->t_env[0];
1058     if (ch_data->bs_num_noise > 1) { // typo in spec bases this on bs_num_env...
1059         unsigned int idx;
1060         if (ch_data->bs_frame_class == FIXFIX) {
1061             idx = ch_data->bs_num_env[1] >> 1;
1062         } else if (ch_data->bs_frame_class & 1) { // FIXVAR or VARVAR
1063             idx = ch_data->bs_num_env[1] - FFMAX(ch_data->bs_pointer - 1, 1);
1064         } else { // VARFIX
1065             if (!ch_data->bs_pointer)
1066                 idx = 1;
1067             else if (ch_data->bs_pointer == 1)
1068                 idx = ch_data->bs_num_env[1] - 1;
1069             else // bs_pointer > 1
1070                 idx = ch_data->bs_pointer - 1;
1071         }
1072         ch_data->t_q[1] = ch_data->t_env[idx];
1073         ch_data->t_q[2] = ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env[1]];
1074     } else
1075         ch_data->t_q[1] = ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env[1]];
1076
1077     return 0;
1078 }
1079
1080 /// Dequantization and stereo decoding (14496-3 sp04 p203)
1081 static void sbr_dequant(SpectralBandReplication *sbr, int id_aac)
1082 {
1083     int k, e;
1084     int ch;
1085
1086     if (id_aac == TYPE_CPE && sbr->bs_coupling) {
1087         float alpha      = sbr->data[0].bs_amp_res ?  1.0f :  0.5f;
1088         float pan_offset = sbr->data[0].bs_amp_res ? 12.0f : 24.0f;
1089         for (e = 1; e <= sbr->data[0].bs_num_env[1]; e++) {
1090             for (k = 0; k < sbr->n[sbr->data[0].bs_freq_res[e]]; k++) {
1091                 float temp1 = exp2f(sbr->data[0].env_facs[e][k] * alpha + 7.0f);
1092                 float temp2 = exp2f((pan_offset - sbr->data[1].env_facs[e][k]) * alpha);
1093                 float fac   = temp1 / (1.0f + temp2);
1094                 sbr->data[0].env_facs[e][k] = fac;
1095                 sbr->data[1].env_facs[e][k] = fac * temp2;
1096             }
1097         }
1098         for (e = 1; e <= sbr->data[0].bs_num_noise; e++) {
1099             for (k = 0; k < sbr->n_q; k++) {
1100                 float temp1 = exp2f(NOISE_FLOOR_OFFSET - sbr->data[0].noise_facs[e][k] + 1);
1101                 float temp2 = exp2f(12 - sbr->data[1].noise_facs[e][k]);
1102                 float fac   = temp1 / (1.0f + temp2);
1103                 sbr->data[0].noise_facs[e][k] = fac;
1104                 sbr->data[1].noise_facs[e][k] = fac * temp2;
1105             }
1106         }
1107     } else { // SCE or one non-coupled CPE
1108         for (ch = 0; ch < (id_aac == TYPE_CPE) + 1; ch++) {
1109             float alpha = sbr->data[ch].bs_amp_res ? 1.0f : 0.5f;
1110             for (e = 1; e <= sbr->data[ch].bs_num_env[1]; e++)
1111                 for (k = 0; k < sbr->n[sbr->data[ch].bs_freq_res[e]]; k++)
1112                     sbr->data[ch].env_facs[e][k] =
1113                         exp2f(alpha * sbr->data[ch].env_facs[e][k] + 6.0f);
1114             for (e = 1; e <= sbr->data[ch].bs_num_noise; e++)
1115                 for (k = 0; k < sbr->n_q; k++)
1116                     sbr->data[ch].noise_facs[e][k] =
1117                         exp2f(NOISE_FLOOR_OFFSET - sbr->data[ch].noise_facs[e][k]);
1118         }
1119     }
1120 }
1121
1122 /**
1123  * Analysis QMF Bank (14496-3 sp04 p206)
1124  *
1125  * @param   x       pointer to the beginning of the first sample window
1126  * @param   W       array of complex-valued samples split into subbands
1127  */
1128 static void sbr_qmf_analysis(DSPContext *dsp, RDFTContext *rdft, const float *in, float *x,
1129                              float z[320], float W[2][32][32][2],
1130                              float bias, float scale)
1131 {
1132     int i, k;
1133     memcpy(W[0], W[1], sizeof(W[0]));
1134     memcpy(x    , x+1024, (320-32)*sizeof(x[0]));
1135     if (scale != 1.0f || bias != 0.0f)
1136         for (i = 0; i < 1024; i++)
1137             x[288 + i] = (in[i] - bias) * scale;
1138     else
1139         memcpy(x+288, in, 1024*sizeof(*x));
1140     for (i = 0; i < 32; i++) { // numTimeSlots*RATE = 16*2 as 960 sample frames
1141                                // are not supported
1142         float re, im;
1143         dsp->vector_fmul_reverse(z, sbr_qmf_window_ds, x, 320);
1144         for (k = 0; k < 64; k++) {
1145             float f = z[k] + z[k + 64] + z[k + 128] + z[k + 192] + z[k + 256];
1146             z[k] = f * analysis_cos_pre[k];
1147             z[k+64] = f;
1148         }
1149         ff_rdft_calc(rdft, z);
1150         re = z[0] * 0.5f;
1151         im = 0.5f * dsp->scalarproduct_float(z+64, analysis_sin_pre, 64);
1152         W[1][i][0][0] = re * analysis_cossin_post[0][0] - im * analysis_cossin_post[0][1];
1153         W[1][i][0][1] = re * analysis_cossin_post[0][1] + im * analysis_cossin_post[0][0];
1154         for (k = 1; k < 32; k++) {
1155             re = z[2*k  ] - re;
1156             im = z[2*k+1] - im;
1157             W[1][i][k][0] = re * analysis_cossin_post[k][0] - im * analysis_cossin_post[k][1];
1158             W[1][i][k][1] = re * analysis_cossin_post[k][1] + im * analysis_cossin_post[k][0];
1159         }
1160         x += 32;
1161     }
1162 }
1163
1164 /**
1165  * Synthesis QMF Bank (14496-3 sp04 p206) and Downsampled Synthesis QMF Bank
1166  * (14496-3 sp04 p206)
1167  */
1168 static void sbr_qmf_synthesis(DSPContext *dsp, FFTContext *mdct,
1169                               float *out, float X[2][32][64],
1170                               float mdct_buf[2][64],
1171                               float *v0, int *v_off, const unsigned int div,
1172                               float bias, float scale)
1173 {
1174     int i, n;
1175     const float *sbr_qmf_window = div ? sbr_qmf_window_ds : sbr_qmf_window_us;
1176     int scale_and_bias = scale != 1.0f || bias != 0.0f;
1177     float *v;
1178     for (i = 0; i < 32; i++) {
1179         if (*v_off == 0) {
1180             int saved_samples = (1280 - 128) >> div;
1181             memcpy(&v0[SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - saved_samples], v0, saved_samples * sizeof(float));
1182             *v_off = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - saved_samples - (128 >> div);
1183         } else {
1184             *v_off -= 128 >> div;
1185         }
1186         v = v0 + *v_off;
1187         for (n = 1; n < 64 >> div; n+=2) {
1188             X[1][i][n] = -X[1][i][n];
1189         }
1190         if (div) {
1191             memset(X[0][i]+32, 0, 32*sizeof(float));
1192             memset(X[1][i]+32, 0, 32*sizeof(float));
1193         }
1194         ff_imdct_half(mdct, mdct_buf[0], X[0][i]);
1195         ff_imdct_half(mdct, mdct_buf[1], X[1][i]);
1196         if (div) {
1197             for (n = 0; n < 32; n++) {
1198                 v[      n] = -mdct_buf[0][63 - 2*n] + mdct_buf[1][2*n    ];
1199                 v[ 63 - n] =  mdct_buf[0][62 - 2*n] + mdct_buf[1][2*n + 1];
1200             }
1201         } else {
1202             for (n = 0; n < 64; n++) {
1203                 v[      n] = -mdct_buf[0][63 -   n] + mdct_buf[1][  n    ];
1204                 v[127 - n] =  mdct_buf[0][63 -   n] + mdct_buf[1][  n    ];
1205             }
1206         }
1207         dsp->vector_fmul_add(out, v                , sbr_qmf_window               , zero64, 64 >> div);
1208         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 192 >> div), sbr_qmf_window + ( 64 >> div), out   , 64 >> div);
1209         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 256 >> div), sbr_qmf_window + (128 >> div), out   , 64 >> div);
1210         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 448 >> div), sbr_qmf_window + (192 >> div), out   , 64 >> div);
1211         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 512 >> div), sbr_qmf_window + (256 >> div), out   , 64 >> div);
1212         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 704 >> div), sbr_qmf_window + (320 >> div), out   , 64 >> div);
1213         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 768 >> div), sbr_qmf_window + (384 >> div), out   , 64 >> div);
1214         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 960 >> div), sbr_qmf_window + (448 >> div), out   , 64 >> div);
1215         dsp->vector_fmul_add(out, v + (1024 >> div), sbr_qmf_window + (512 >> div), out   , 64 >> div);
1216         dsp->vector_fmul_add(out, v + (1216 >> div), sbr_qmf_window + (576 >> div), out   , 64 >> div);
1217         if (scale_and_bias)
1218             for (n = 0; n < 64 >> div; n++)
1219                 out[n] = out[n] * scale + bias;
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->avccontext, 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][32][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 < i_f; 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     e_a[0] = -(e_a[1] != ch_data->bs_num_env[0]); // l_APrev
1449     e_a[1] = -1;
1450     if ((ch_data->bs_frame_class & 1) && ch_data->bs_pointer) { // FIXVAR or VARVAR and bs_pointer != 0
1451         e_a[1] = ch_data->bs_num_env[1] + 1 - ch_data->bs_pointer;
1452     } else if ((ch_data->bs_frame_class == 2) && (ch_data->bs_pointer > 1)) // VARFIX and bs_pointer > 1
1453         e_a[1] = ch_data->bs_pointer - 1;
1454
1455     memset(ch_data->s_indexmapped[1], 0, 7*sizeof(ch_data->s_indexmapped[1]));
1456     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env[1]; e++) {
1457         const unsigned int ilim = sbr->n[ch_data->bs_freq_res[e + 1]];
1458         uint16_t *table = ch_data->bs_freq_res[e + 1] ? sbr->f_tablehigh : sbr->f_tablelow;
1459         int k;
1460
1461         for (i = 0; i < ilim; i++)
1462             for (m = table[i]; m < table[i + 1]; m++)
1463                 sbr->e_origmapped[e][m - sbr->kx[1]] = ch_data->env_facs[e+1][i];
1464
1465         // ch_data->bs_num_noise > 1 => 2 noise floors
1466         k = (ch_data->bs_num_noise > 1) && (ch_data->t_env[e] >= ch_data->t_q[1]);
1467         for (i = 0; i < sbr->n_q; i++)
1468             for (m = sbr->f_tablenoise[i]; m < sbr->f_tablenoise[i + 1]; m++)
1469                 sbr->q_mapped[e][m - sbr->kx[1]] = ch_data->noise_facs[k+1][i];
1470
1471         for (i = 0; i < sbr->n[1]; i++) {
1472             if (ch_data->bs_add_harmonic_flag) {
1473                 const unsigned int m_midpoint =
1474                     (sbr->f_tablehigh[i] + sbr->f_tablehigh[i + 1]) >> 1;
1475
1476                 ch_data->s_indexmapped[e + 1][m_midpoint - sbr->kx[1]] = ch_data->bs_add_harmonic[i] *
1477                     (e >= e_a[1] || (ch_data->s_indexmapped[0][m_midpoint - sbr->kx[1]] == 1));
1478             }
1479         }
1480
1481         for (i = 0; i < ilim; i++) {
1482             int additional_sinusoid_present = 0;
1483             for (m = table[i]; m < table[i + 1]; m++) {
1484                 if (ch_data->s_indexmapped[e + 1][m - sbr->kx[1]]) {
1485                     additional_sinusoid_present = 1;
1486                     break;
1487                 }
1488             }
1489             memset(&sbr->s_mapped[e][table[i] - sbr->kx[1]], additional_sinusoid_present,
1490                    (table[i + 1] - table[i]) * sizeof(sbr->s_mapped[e][0]));
1491         }
1492     }
1493
1494     memcpy(ch_data->s_indexmapped[0], ch_data->s_indexmapped[ch_data->bs_num_env[1]], sizeof(ch_data->s_indexmapped[0]));
1495 }
1496
1497 /// Estimation of current envelope (14496-3 sp04 p218)
1498 static void sbr_env_estimate(float (*e_curr)[48], float X_high[64][40][2],
1499                              SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data)
1500 {
1501     int e, i, m;
1502
1503     if (sbr->bs_interpol_freq) {
1504         for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env[1]; e++) {
1505             const float recip_env_size = 0.5f / (ch_data->t_env[e + 1] - ch_data->t_env[e]);
1506             int ilb = ch_data->t_env[e]     * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1507             int iub = ch_data->t_env[e + 1] * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1508
1509             for (m = 0; m < sbr->m[1]; m++) {
1510                 float sum = 0.0f;
1511
1512                 for (i = ilb; i < iub; i++) {
1513                     sum += X_high[m + sbr->kx[1]][i][0] * X_high[m + sbr->kx[1]][i][0] +
1514                            X_high[m + sbr->kx[1]][i][1] * X_high[m + sbr->kx[1]][i][1];
1515                 }
1516                 e_curr[e][m] = sum * recip_env_size;
1517             }
1518         }
1519     } else {
1520         int k, p;
1521
1522         for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env[1]; e++) {
1523             const int env_size = 2 * (ch_data->t_env[e + 1] - ch_data->t_env[e]);
1524             int ilb = ch_data->t_env[e]     * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1525             int iub = ch_data->t_env[e + 1] * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1526             const uint16_t *table = ch_data->bs_freq_res[e + 1] ? sbr->f_tablehigh : sbr->f_tablelow;
1527
1528             for (p = 0; p < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[e + 1]]; p++) {
1529                 float sum = 0.0f;
1530                 const int den = env_size * (table[p + 1] - table[p]);
1531
1532                 for (k = table[p]; k < table[p + 1]; k++) {
1533                     for (i = ilb; i < iub; i++) {
1534                         sum += X_high[k][i][0] * X_high[k][i][0] +
1535                                X_high[k][i][1] * X_high[k][i][1];
1536                     }
1537                 }
1538                 sum /= den;
1539                 for (k = table[p]; k < table[p + 1]; k++) {
1540                     e_curr[e][k - sbr->kx[1]] = sum;
1541                 }
1542             }
1543         }
1544     }
1545 }
1546
1547 /**
1548  * Calculation of levels of additional HF signal components (14496-3 sp04 p219)
1549  * and Calculation of gain (14496-3 sp04 p219)
1550  */
1551 static void sbr_gain_calc(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1552                           SBRData *ch_data, const int e_a[2])
1553 {
1554     int e, k, m;
1555     // max gain limits : -3dB, 0dB, 3dB, inf dB (limiter off)
1556     static const float limgain[4] = { 0.70795, 1.0, 1.41254, 10000000000 };
1557
1558     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env[1]; e++) {
1559         int delta = !((e == e_a[1]) || (e == e_a[0]));
1560         for (k = 0; k < sbr->n_lim; k++) {
1561             float gain_boost, gain_max;
1562             float sum[2] = { 0.0f, 0.0f };
1563             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1564                 const float temp = sbr->e_origmapped[e][m] / (1.0f + sbr->q_mapped[e][m]);
1565                 sbr->q_m[e][m] = sqrtf(temp * sbr->q_mapped[e][m]);
1566                 sbr->s_m[e][m] = sqrtf(temp * ch_data->s_indexmapped[e + 1][m]);
1567                 if (!sbr->s_mapped[e][m]) {
1568                     sbr->gain[e][m] = sqrtf(sbr->e_origmapped[e][m] /
1569                                             ((1.0f + sbr->e_curr[e][m]) *
1570                                              (1.0f + sbr->q_mapped[e][m] * delta)));
1571                 } else {
1572                     sbr->gain[e][m] = sqrtf(sbr->e_origmapped[e][m] * sbr->q_mapped[e][m] /
1573                                             ((1.0f + sbr->e_curr[e][m]) *
1574                                              (1.0f + sbr->q_mapped[e][m])));
1575                 }
1576             }
1577             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1578                 sum[0] += sbr->e_origmapped[e][m];
1579                 sum[1] += sbr->e_curr[e][m];
1580             }
1581             gain_max = limgain[sbr->bs_limiter_gains] * sqrtf((FLT_EPSILON + sum[0]) / (FLT_EPSILON + sum[1]));
1582             gain_max = FFMIN(100000, gain_max);
1583             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1584                 float q_m_max   = sbr->q_m[e][m] * gain_max / sbr->gain[e][m];
1585                 sbr->q_m[e][m]  = FFMIN(sbr->q_m[e][m], q_m_max);
1586                 sbr->gain[e][m] = FFMIN(sbr->gain[e][m], gain_max);
1587             }
1588             sum[0] = sum[1] = 0.0f;
1589             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1590                 sum[0] += sbr->e_origmapped[e][m];
1591                 sum[1] += sbr->e_curr[e][m] * sbr->gain[e][m] * sbr->gain[e][m]
1592                           + sbr->s_m[e][m] * sbr->s_m[e][m]
1593                           + (delta && !sbr->s_m[e][m]) * sbr->q_m[e][m] * sbr->q_m[e][m];
1594             }
1595             gain_boost = sqrtf((FLT_EPSILON + sum[0]) / (FLT_EPSILON + sum[1]));
1596             gain_boost = FFMIN(1.584893192, gain_boost);
1597             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1598                 sbr->gain[e][m] *= gain_boost;
1599                 sbr->q_m[e][m]  *= gain_boost;
1600                 sbr->s_m[e][m]  *= gain_boost;
1601             }
1602         }
1603     }
1604 }
1605
1606 /// Assembling HF Signals (14496-3 sp04 p220)
1607 static void sbr_hf_assemble(float Y[2][38][64][2], const float X_high[64][40][2],
1608                             SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data,
1609                             const int e_a[2])
1610 {
1611     int e, i, j, m;
1612     const int h_SL = 4 * !sbr->bs_smoothing_mode;
1613     const int kx = sbr->kx[1];
1614     const int m_max = sbr->m[1];
1615     static const float h_smooth[5] = {
1616         0.33333333333333,
1617         0.30150283239582,
1618         0.21816949906249,
1619         0.11516383427084,
1620         0.03183050093751,
1621     };
1622     static const int8_t phi[2][4] = {
1623         {  1,  0, -1,  0}, // real
1624         {  0,  1,  0, -1}, // imaginary
1625     };
1626     float (*g_temp)[48] = ch_data->g_temp, (*q_temp)[48] = ch_data->q_temp;
1627     int indexnoise = ch_data->f_indexnoise;
1628     int indexsine  = ch_data->f_indexsine;
1629     memcpy(Y[0], Y[1], sizeof(Y[0]));
1630
1631     if (sbr->reset) {
1632         for (i = 0; i < h_SL; i++) {
1633             memcpy(g_temp[i + 2*ch_data->t_env[0]], sbr->gain[0], m_max * sizeof(sbr->gain[0][0]));
1634             memcpy(q_temp[i + 2*ch_data->t_env[0]], sbr->q_m[0],  m_max * sizeof(sbr->q_m[0][0]));
1635         }
1636     } else if (h_SL) {
1637         memcpy(g_temp[2*ch_data->t_env[0]], g_temp[2*ch_data->t_env_num_env_old], 4*sizeof(g_temp[0]));
1638         memcpy(q_temp[2*ch_data->t_env[0]], q_temp[2*ch_data->t_env_num_env_old], 4*sizeof(q_temp[0]));
1639     }
1640
1641     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env[1]; e++) {
1642         for (i = 2 * ch_data->t_env[e]; i < 2 * ch_data->t_env[e + 1]; i++) {
1643             memcpy(g_temp[h_SL + i], sbr->gain[e], m_max * sizeof(sbr->gain[0][0]));
1644             memcpy(q_temp[h_SL + i], sbr->q_m[e],  m_max * sizeof(sbr->q_m[0][0]));
1645         }
1646     }
1647
1648     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env[1]; e++) {
1649         for (i = 2 * ch_data->t_env[e]; i < 2 * ch_data->t_env[e + 1]; i++) {
1650             int phi_sign = (1 - 2*(kx & 1));
1651
1652             if (h_SL && e != e_a[0] && e != e_a[1]) {
1653                 for (m = 0; m < m_max; m++) {
1654                     const int idx1 = i + h_SL;
1655                     float g_filt = 0.0f;
1656                     for (j = 0; j <= h_SL; j++)
1657                         g_filt += g_temp[idx1 - j][m] * h_smooth[j];
1658                     Y[1][i][m + kx][0] =
1659                         X_high[m + kx][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][0] * g_filt;
1660                     Y[1][i][m + kx][1] =
1661                         X_high[m + kx][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][1] * g_filt;
1662                 }
1663             } else {
1664                 for (m = 0; m < m_max; m++) {
1665                     const float g_filt = g_temp[i + h_SL][m];
1666                     Y[1][i][m + kx][0] =
1667                         X_high[m + kx][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][0] * g_filt;
1668                     Y[1][i][m + kx][1] =
1669                         X_high[m + kx][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][1] * g_filt;
1670                 }
1671             }
1672
1673             if (e != e_a[0] && e != e_a[1]) {
1674                 for (m = 0; m < m_max; m++) {
1675                     indexnoise = (indexnoise + 1) & 0x1ff;
1676                     if (sbr->s_m[e][m]) {
1677                         Y[1][i][m + kx][0] +=
1678                             sbr->s_m[e][m] * phi[0][indexsine];
1679                         Y[1][i][m + kx][1] +=
1680                             sbr->s_m[e][m] * (phi[1][indexsine] * phi_sign);
1681                     } else {
1682                         float q_filt;
1683                         if (h_SL) {
1684                             const int idx1 = i + h_SL;
1685                             q_filt = 0.0f;
1686                             for (j = 0; j <= h_SL; j++)
1687                                 q_filt += q_temp[idx1 - j][m] * h_smooth[j];
1688                         } else {
1689                             q_filt = q_temp[i][m];
1690                         }
1691                         Y[1][i][m + kx][0] +=
1692                             q_filt * sbr_noise_table[indexnoise][0];
1693                         Y[1][i][m + kx][1] +=
1694                             q_filt * sbr_noise_table[indexnoise][1];
1695                     }
1696                     phi_sign = -phi_sign;
1697                 }
1698             } else {
1699                 indexnoise = (indexnoise + m_max) & 0x1ff;
1700                 for (m = 0; m < m_max; m++) {
1701                     Y[1][i][m + kx][0] +=
1702                         sbr->s_m[e][m] * phi[0][indexsine];
1703                     Y[1][i][m + kx][1] +=
1704                         sbr->s_m[e][m] * (phi[1][indexsine] * phi_sign);
1705                     phi_sign = -phi_sign;
1706                 }
1707             }
1708             indexsine = (indexsine + 1) & 3;
1709         }
1710     }
1711     ch_data->f_indexnoise = indexnoise;
1712     ch_data->f_indexsine  = indexsine;
1713 }
1714
1715 void ff_sbr_dequant(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr, int id_aac)
1716 {
1717     int ch;
1718
1719     if (sbr->start) {
1720         for (ch = 0; ch < (id_aac == TYPE_CPE) + 1; ch++) {
1721             sbr_time_freq_grid(ac, sbr, &sbr->data[ch], ch);
1722         }
1723         sbr_dequant(sbr, id_aac);
1724     }
1725 }
1726
1727 void ff_sbr_apply(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr, int ch,
1728                   const float* in, float* out)
1729 {
1730     int downsampled = ac->m4ac.ext_sample_rate < sbr->sample_rate;
1731
1732     /* decode channel */
1733     sbr_qmf_analysis(&ac->dsp, &sbr->rdft, in, sbr->data[ch].analysis_filterbank_samples,
1734                      (float*)sbr->qmf_filter_scratch,
1735                      sbr->data[ch].W, ac->add_bias, 1/(-1024 * ac->sf_scale));
1736     sbr_lf_gen(ac, sbr, sbr->X_low, sbr->data[ch].W);
1737     if (sbr->start) {
1738         sbr_hf_inverse_filter(sbr->alpha0, sbr->alpha1, sbr->X_low, sbr->k[0]);
1739         sbr_chirp(sbr, &sbr->data[ch]);
1740         sbr_hf_gen(ac, sbr, sbr->X_high, sbr->X_low, sbr->alpha0, sbr->alpha1,
1741                    sbr->data[ch].bw_array, sbr->data[ch].t_env,
1742                    sbr->data[ch].bs_num_env[1]);
1743
1744         // hf_adj
1745         sbr_mapping(ac, sbr, &sbr->data[ch], sbr->data[ch].e_a);
1746         sbr_env_estimate(sbr->e_curr, sbr->X_high, sbr, &sbr->data[ch]);
1747         sbr_gain_calc(ac, sbr, &sbr->data[ch], sbr->data[ch].e_a);
1748         sbr_hf_assemble(sbr->data[ch].Y, sbr->X_high, sbr, &sbr->data[ch],
1749                         sbr->data[ch].e_a);
1750     }
1751
1752     /* synthesis */
1753     sbr_x_gen(sbr, sbr->X, sbr->X_low, sbr->data[ch].Y, ch);
1754     sbr_qmf_synthesis(&ac->dsp, &sbr->mdct, out, sbr->X, sbr->qmf_filter_scratch,
1755                       sbr->data[ch].synthesis_filterbank_samples,
1756                       &sbr->data[ch].synthesis_filterbank_samples_offset,
1757                       downsampled,
1758                       ac->add_bias, -1024 * ac->sf_scale);
1759 }