Merge remote-tracking branch 'qatar/master'
[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
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 "sbrdsp.h"
36 #include "libavutil/libm.h"
37 #include "libavutil/avassert.h"
38
39 #include <stdint.h>
40 #include <float.h>
41 #include <math.h>
42
43 #define ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET 2
44 #define NOISE_FLOOR_OFFSET 6.0f
45
46 /**
47  * SBR VLC tables
48  */
49 enum {
50     T_HUFFMAN_ENV_1_5DB,
51     F_HUFFMAN_ENV_1_5DB,
52     T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB,
53     F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB,
54     T_HUFFMAN_ENV_3_0DB,
55     F_HUFFMAN_ENV_3_0DB,
56     T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB,
57     F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB,
58     T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB,
59     T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB,
60 };
61
62 /**
63  * bs_frame_class - frame class of current SBR frame (14496-3 sp04 p98)
64  */
65 enum {
66     FIXFIX,
67     FIXVAR,
68     VARFIX,
69     VARVAR,
70 };
71
72 enum {
73     EXTENSION_ID_PS = 2,
74 };
75
76 static VLC vlc_sbr[10];
77 static const int8_t vlc_sbr_lav[10] =
78     { 60, 60, 24, 24, 31, 31, 12, 12, 31, 12 };
79 static const DECLARE_ALIGNED(16, float, zero64)[64];
80
81 #define SBR_INIT_VLC_STATIC(num, size) \
82     INIT_VLC_STATIC(&vlc_sbr[num], 9, sbr_tmp[num].table_size / sbr_tmp[num].elem_size,     \
83                     sbr_tmp[num].sbr_bits ,                      1,                      1, \
84                     sbr_tmp[num].sbr_codes, sbr_tmp[num].elem_size, sbr_tmp[num].elem_size, \
85                     size)
86
87 #define SBR_VLC_ROW(name) \
88     { name ## _codes, name ## _bits, sizeof(name ## _codes), sizeof(name ## _codes[0]) }
89
90 av_cold void ff_aac_sbr_init(void)
91 {
92     int n;
93     static const struct {
94         const void *sbr_codes, *sbr_bits;
95         const unsigned int table_size, elem_size;
96     } sbr_tmp[] = {
97         SBR_VLC_ROW(t_huffman_env_1_5dB),
98         SBR_VLC_ROW(f_huffman_env_1_5dB),
99         SBR_VLC_ROW(t_huffman_env_bal_1_5dB),
100         SBR_VLC_ROW(f_huffman_env_bal_1_5dB),
101         SBR_VLC_ROW(t_huffman_env_3_0dB),
102         SBR_VLC_ROW(f_huffman_env_3_0dB),
103         SBR_VLC_ROW(t_huffman_env_bal_3_0dB),
104         SBR_VLC_ROW(f_huffman_env_bal_3_0dB),
105         SBR_VLC_ROW(t_huffman_noise_3_0dB),
106         SBR_VLC_ROW(t_huffman_noise_bal_3_0dB),
107     };
108
109     // SBR VLC table initialization
110     SBR_INIT_VLC_STATIC(0, 1098);
111     SBR_INIT_VLC_STATIC(1, 1092);
112     SBR_INIT_VLC_STATIC(2, 768);
113     SBR_INIT_VLC_STATIC(3, 1026);
114     SBR_INIT_VLC_STATIC(4, 1058);
115     SBR_INIT_VLC_STATIC(5, 1052);
116     SBR_INIT_VLC_STATIC(6, 544);
117     SBR_INIT_VLC_STATIC(7, 544);
118     SBR_INIT_VLC_STATIC(8, 592);
119     SBR_INIT_VLC_STATIC(9, 512);
120
121     for (n = 1; n < 320; n++)
122         sbr_qmf_window_us[320 + n] = sbr_qmf_window_us[320 - n];
123     sbr_qmf_window_us[384] = -sbr_qmf_window_us[384];
124     sbr_qmf_window_us[512] = -sbr_qmf_window_us[512];
125
126     for (n = 0; n < 320; n++)
127         sbr_qmf_window_ds[n] = sbr_qmf_window_us[2*n];
128
129     ff_ps_init();
130 }
131
132 av_cold void ff_aac_sbr_ctx_init(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
133 {
134     float mdct_scale;
135     if(sbr->mdct.mdct_bits)
136         return;
137     sbr->kx[0] = sbr->kx[1] = 32; //Typo in spec, kx' inits to 32
138     sbr->data[0].e_a[1] = sbr->data[1].e_a[1] = -1;
139     sbr->data[0].synthesis_filterbank_samples_offset = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - (1280 - 128);
140     sbr->data[1].synthesis_filterbank_samples_offset = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - (1280 - 128);
141     /* SBR requires samples to be scaled to +/-32768.0 to work correctly.
142      * mdct scale factors are adjusted to scale up from +/-1.0 at analysis
143      * and scale back down at synthesis. */
144     mdct_scale = ac->avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_FLT ? 32768.0f : 1.0f;
145     ff_mdct_init(&sbr->mdct,     7, 1, 1.0 / (64 * mdct_scale));
146     ff_mdct_init(&sbr->mdct_ana, 7, 1, -2.0 * mdct_scale);
147     ff_ps_ctx_init(&sbr->ps);
148     ff_sbrdsp_init(&sbr->dsp);
149 }
150
151 av_cold void ff_aac_sbr_ctx_close(SpectralBandReplication *sbr)
152 {
153     ff_mdct_end(&sbr->mdct);
154     ff_mdct_end(&sbr->mdct_ana);
155 }
156
157 static int qsort_comparison_function_int16(const void *a, const void *b)
158 {
159     return *(const int16_t *)a - *(const int16_t *)b;
160 }
161
162 static inline int in_table_int16(const int16_t *table, int last_el, int16_t needle)
163 {
164     int i;
165     for (i = 0; i <= last_el; i++)
166         if (table[i] == needle)
167             return 1;
168     return 0;
169 }
170
171 /// Limiter Frequency Band Table (14496-3 sp04 p198)
172 static void sbr_make_f_tablelim(SpectralBandReplication *sbr)
173 {
174     int k;
175     if (sbr->bs_limiter_bands > 0) {
176         static const float bands_warped[3] = { 1.32715174233856803909f,   //2^(0.49/1.2)
177                                                1.18509277094158210129f,   //2^(0.49/2)
178                                                1.11987160404675912501f }; //2^(0.49/3)
179         const float lim_bands_per_octave_warped = bands_warped[sbr->bs_limiter_bands - 1];
180         int16_t patch_borders[7];
181         uint16_t *in = sbr->f_tablelim + 1, *out = sbr->f_tablelim;
182
183         patch_borders[0] = sbr->kx[1];
184         for (k = 1; k <= sbr->num_patches; k++)
185             patch_borders[k] = patch_borders[k-1] + sbr->patch_num_subbands[k-1];
186
187         memcpy(sbr->f_tablelim, sbr->f_tablelow,
188                (sbr->n[0] + 1) * sizeof(sbr->f_tablelow[0]));
189         if (sbr->num_patches > 1)
190             memcpy(sbr->f_tablelim + sbr->n[0] + 1, patch_borders + 1,
191                    (sbr->num_patches - 1) * sizeof(patch_borders[0]));
192
193         qsort(sbr->f_tablelim, sbr->num_patches + sbr->n[0],
194               sizeof(sbr->f_tablelim[0]),
195               qsort_comparison_function_int16);
196
197         sbr->n_lim = sbr->n[0] + sbr->num_patches - 1;
198         while (out < sbr->f_tablelim + sbr->n_lim) {
199             if (*in >= *out * lim_bands_per_octave_warped) {
200                 *++out = *in++;
201             } else if (*in == *out ||
202                 !in_table_int16(patch_borders, sbr->num_patches, *in)) {
203                 in++;
204                 sbr->n_lim--;
205             } else if (!in_table_int16(patch_borders, sbr->num_patches, *out)) {
206                 *out = *in++;
207                 sbr->n_lim--;
208             } else {
209                 *++out = *in++;
210             }
211         }
212     } else {
213         sbr->f_tablelim[0] = sbr->f_tablelow[0];
214         sbr->f_tablelim[1] = sbr->f_tablelow[sbr->n[0]];
215         sbr->n_lim = 1;
216     }
217 }
218
219 static unsigned int read_sbr_header(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb)
220 {
221     unsigned int cnt = get_bits_count(gb);
222     uint8_t bs_header_extra_1;
223     uint8_t bs_header_extra_2;
224     int old_bs_limiter_bands = sbr->bs_limiter_bands;
225     SpectrumParameters old_spectrum_params;
226
227     sbr->start = 1;
228
229     // Save last spectrum parameters variables to compare to new ones
230     memcpy(&old_spectrum_params, &sbr->spectrum_params, sizeof(SpectrumParameters));
231
232     sbr->bs_amp_res_header              = get_bits1(gb);
233     sbr->spectrum_params.bs_start_freq  = get_bits(gb, 4);
234     sbr->spectrum_params.bs_stop_freq   = get_bits(gb, 4);
235     sbr->spectrum_params.bs_xover_band  = get_bits(gb, 3);
236                                           skip_bits(gb, 2); // bs_reserved
237
238     bs_header_extra_1 = get_bits1(gb);
239     bs_header_extra_2 = get_bits1(gb);
240
241     if (bs_header_extra_1) {
242         sbr->spectrum_params.bs_freq_scale  = get_bits(gb, 2);
243         sbr->spectrum_params.bs_alter_scale = get_bits1(gb);
244         sbr->spectrum_params.bs_noise_bands = get_bits(gb, 2);
245     } else {
246         sbr->spectrum_params.bs_freq_scale  = 2;
247         sbr->spectrum_params.bs_alter_scale = 1;
248         sbr->spectrum_params.bs_noise_bands = 2;
249     }
250
251     // Check if spectrum parameters changed
252     if (memcmp(&old_spectrum_params, &sbr->spectrum_params, sizeof(SpectrumParameters)))
253         sbr->reset = 1;
254
255     if (bs_header_extra_2) {
256         sbr->bs_limiter_bands  = get_bits(gb, 2);
257         sbr->bs_limiter_gains  = get_bits(gb, 2);
258         sbr->bs_interpol_freq  = get_bits1(gb);
259         sbr->bs_smoothing_mode = get_bits1(gb);
260     } else {
261         sbr->bs_limiter_bands  = 2;
262         sbr->bs_limiter_gains  = 2;
263         sbr->bs_interpol_freq  = 1;
264         sbr->bs_smoothing_mode = 1;
265     }
266
267     if (sbr->bs_limiter_bands != old_bs_limiter_bands && !sbr->reset)
268         sbr_make_f_tablelim(sbr);
269
270     return get_bits_count(gb) - cnt;
271 }
272
273 static int array_min_int16(const int16_t *array, int nel)
274 {
275     int i, min = array[0];
276     for (i = 1; i < nel; i++)
277         min = FFMIN(array[i], min);
278     return min;
279 }
280
281 static void make_bands(int16_t* bands, int start, int stop, int num_bands)
282 {
283     int k, previous, present;
284     float base, prod;
285
286     base = powf((float)stop / start, 1.0f / num_bands);
287     prod = start;
288     previous = start;
289
290     for (k = 0; k < num_bands-1; k++) {
291         prod *= base;
292         present  = lrintf(prod);
293         bands[k] = present - previous;
294         previous = present;
295     }
296     bands[num_bands-1] = stop - previous;
297 }
298
299 static int check_n_master(AVCodecContext *avctx, int n_master, int bs_xover_band)
300 {
301     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
302     if (n_master <= 0) {
303         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid n_master: %d\n", n_master);
304         return -1;
305     }
306     if (bs_xover_band >= n_master) {
307         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
308                "Invalid bitstream, crossover band index beyond array bounds: %d\n",
309                bs_xover_band);
310         return -1;
311     }
312     return 0;
313 }
314
315 /// Master Frequency Band Table (14496-3 sp04 p194)
316 static int sbr_make_f_master(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
317                              SpectrumParameters *spectrum)
318 {
319     unsigned int temp, max_qmf_subbands;
320     unsigned int start_min, stop_min;
321     int k;
322     const int8_t *sbr_offset_ptr;
323     int16_t stop_dk[13];
324
325     if (sbr->sample_rate < 32000) {
326         temp = 3000;
327     } else if (sbr->sample_rate < 64000) {
328         temp = 4000;
329     } else
330         temp = 5000;
331
332     start_min = ((temp << 7) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
333     stop_min  = ((temp << 8) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
334
335     switch (sbr->sample_rate) {
336     case 16000:
337         sbr_offset_ptr = sbr_offset[0];
338         break;
339     case 22050:
340         sbr_offset_ptr = sbr_offset[1];
341         break;
342     case 24000:
343         sbr_offset_ptr = sbr_offset[2];
344         break;
345     case 32000:
346         sbr_offset_ptr = sbr_offset[3];
347         break;
348     case 44100: case 48000: case 64000:
349         sbr_offset_ptr = sbr_offset[4];
350         break;
351     case 88200: case 96000: case 128000: case 176400: case 192000:
352         sbr_offset_ptr = sbr_offset[5];
353         break;
354     default:
355         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
356                "Unsupported sample rate for SBR: %d\n", sbr->sample_rate);
357         return -1;
358     }
359
360     sbr->k[0] = start_min + sbr_offset_ptr[spectrum->bs_start_freq];
361
362     if (spectrum->bs_stop_freq < 14) {
363         sbr->k[2] = stop_min;
364         make_bands(stop_dk, stop_min, 64, 13);
365         qsort(stop_dk, 13, sizeof(stop_dk[0]), qsort_comparison_function_int16);
366         for (k = 0; k < spectrum->bs_stop_freq; k++)
367             sbr->k[2] += stop_dk[k];
368     } else if (spectrum->bs_stop_freq == 14) {
369         sbr->k[2] = 2*sbr->k[0];
370     } else if (spectrum->bs_stop_freq == 15) {
371         sbr->k[2] = 3*sbr->k[0];
372     } else {
373         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
374                "Invalid bs_stop_freq: %d\n", spectrum->bs_stop_freq);
375         return -1;
376     }
377     sbr->k[2] = FFMIN(64, sbr->k[2]);
378
379     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
380     if (sbr->sample_rate <= 32000) {
381         max_qmf_subbands = 48;
382     } else if (sbr->sample_rate == 44100) {
383         max_qmf_subbands = 35;
384     } else if (sbr->sample_rate >= 48000)
385         max_qmf_subbands = 32;
386
387     if (sbr->k[2] - sbr->k[0] > max_qmf_subbands) {
388         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
389                "Invalid bitstream, too many QMF subbands: %d\n", sbr->k[2] - sbr->k[0]);
390         return -1;
391     }
392
393     if (!spectrum->bs_freq_scale) {
394         int dk, k2diff;
395
396         dk = spectrum->bs_alter_scale + 1;
397         sbr->n_master = ((sbr->k[2] - sbr->k[0] + (dk&2)) >> dk) << 1;
398         if (check_n_master(ac->avctx, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
399             return -1;
400
401         for (k = 1; k <= sbr->n_master; k++)
402             sbr->f_master[k] = dk;
403
404         k2diff = sbr->k[2] - sbr->k[0] - sbr->n_master * dk;
405         if (k2diff < 0) {
406             sbr->f_master[1]--;
407             sbr->f_master[2]-= (k2diff < -1);
408         } else if (k2diff) {
409             sbr->f_master[sbr->n_master]++;
410         }
411
412         sbr->f_master[0] = sbr->k[0];
413         for (k = 1; k <= sbr->n_master; k++)
414             sbr->f_master[k] += sbr->f_master[k - 1];
415
416     } else {
417         int half_bands = 7 - spectrum->bs_freq_scale;      // bs_freq_scale  = {1,2,3}
418         int two_regions, num_bands_0;
419         int vdk0_max, vdk1_min;
420         int16_t vk0[49];
421
422         if (49 * sbr->k[2] > 110 * sbr->k[0]) {
423             two_regions = 1;
424             sbr->k[1] = 2 * sbr->k[0];
425         } else {
426             two_regions = 0;
427             sbr->k[1] = sbr->k[2];
428         }
429
430         num_bands_0 = lrintf(half_bands * log2f(sbr->k[1] / (float)sbr->k[0])) * 2;
431
432         if (num_bands_0 <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
433             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid num_bands_0: %d\n", num_bands_0);
434             return -1;
435         }
436
437         vk0[0] = 0;
438
439         make_bands(vk0+1, sbr->k[0], sbr->k[1], num_bands_0);
440
441         qsort(vk0 + 1, num_bands_0, sizeof(vk0[1]), qsort_comparison_function_int16);
442         vdk0_max = vk0[num_bands_0];
443
444         vk0[0] = sbr->k[0];
445         for (k = 1; k <= num_bands_0; k++) {
446             if (vk0[k] <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
447                 av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid vDk0[%d]: %d\n", k, vk0[k]);
448                 return -1;
449             }
450             vk0[k] += vk0[k-1];
451         }
452
453         if (two_regions) {
454             int16_t vk1[49];
455             float invwarp = spectrum->bs_alter_scale ? 0.76923076923076923077f
456                                                      : 1.0f; // bs_alter_scale = {0,1}
457             int num_bands_1 = lrintf(half_bands * invwarp *
458                                      log2f(sbr->k[2] / (float)sbr->k[1])) * 2;
459
460             make_bands(vk1+1, sbr->k[1], sbr->k[2], num_bands_1);
461
462             vdk1_min = array_min_int16(vk1 + 1, num_bands_1);
463
464             if (vdk1_min < vdk0_max) {
465                 int change;
466                 qsort(vk1 + 1, num_bands_1, sizeof(vk1[1]), qsort_comparison_function_int16);
467                 change = FFMIN(vdk0_max - vk1[1], (vk1[num_bands_1] - vk1[1]) >> 1);
468                 vk1[1]           += change;
469                 vk1[num_bands_1] -= change;
470             }
471
472             qsort(vk1 + 1, num_bands_1, sizeof(vk1[1]), qsort_comparison_function_int16);
473
474             vk1[0] = sbr->k[1];
475             for (k = 1; k <= num_bands_1; k++) {
476                 if (vk1[k] <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
477                     av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid vDk1[%d]: %d\n", k, vk1[k]);
478                     return -1;
479                 }
480                 vk1[k] += vk1[k-1];
481             }
482
483             sbr->n_master = num_bands_0 + num_bands_1;
484             if (check_n_master(ac->avctx, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
485                 return -1;
486             memcpy(&sbr->f_master[0],               vk0,
487                    (num_bands_0 + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
488             memcpy(&sbr->f_master[num_bands_0 + 1], vk1 + 1,
489                     num_bands_1      * sizeof(sbr->f_master[0]));
490
491         } else {
492             sbr->n_master = num_bands_0;
493             if (check_n_master(ac->avctx, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
494                 return -1;
495             memcpy(sbr->f_master, vk0, (num_bands_0 + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
496         }
497     }
498
499     return 0;
500 }
501
502 /// High Frequency Generation - Patch Construction (14496-3 sp04 p216 fig. 4.46)
503 static int sbr_hf_calc_npatches(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
504 {
505     int i, k, sb = 0;
506     int msb = sbr->k[0];
507     int usb = sbr->kx[1];
508     int goal_sb = ((1000 << 11) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
509
510     sbr->num_patches = 0;
511
512     if (goal_sb < sbr->kx[1] + sbr->m[1]) {
513         for (k = 0; sbr->f_master[k] < goal_sb; k++) ;
514     } else
515         k = sbr->n_master;
516
517     do {
518         int odd = 0;
519         for (i = k; i == k || sb > (sbr->k[0] - 1 + msb - odd); i--) {
520             sb = sbr->f_master[i];
521             odd = (sb + sbr->k[0]) & 1;
522         }
523
524         // Requirements (14496-3 sp04 p205) sets the maximum number of patches to 5.
525         // After this check the final number of patches can still be six which is
526         // illegal however the Coding Technologies decoder check stream has a final
527         // count of 6 patches
528         if (sbr->num_patches > 5) {
529             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many patches: %d\n", sbr->num_patches);
530             return -1;
531         }
532
533         sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches]  = FFMAX(sb - usb, 0);
534         sbr->patch_start_subband[sbr->num_patches] = sbr->k[0] - odd - sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches];
535
536         if (sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches] > 0) {
537             usb = sb;
538             msb = sb;
539             sbr->num_patches++;
540         } else
541             msb = sbr->kx[1];
542
543         if (sbr->f_master[k] - sb < 3)
544             k = sbr->n_master;
545     } while (sb != sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
546
547     if (sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches-1] < 3 && sbr->num_patches > 1)
548         sbr->num_patches--;
549
550     return 0;
551 }
552
553 /// Derived Frequency Band Tables (14496-3 sp04 p197)
554 static int sbr_make_f_derived(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
555 {
556     int k, temp;
557
558     sbr->n[1] = sbr->n_master - sbr->spectrum_params.bs_xover_band;
559     sbr->n[0] = (sbr->n[1] + 1) >> 1;
560
561     memcpy(sbr->f_tablehigh, &sbr->f_master[sbr->spectrum_params.bs_xover_band],
562            (sbr->n[1] + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
563     sbr->m[1] = sbr->f_tablehigh[sbr->n[1]] - sbr->f_tablehigh[0];
564     sbr->kx[1] = sbr->f_tablehigh[0];
565
566     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
567     if (sbr->kx[1] + sbr->m[1] > 64) {
568         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
569                "Stop frequency border too high: %d\n", sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
570         return -1;
571     }
572     if (sbr->kx[1] > 32) {
573         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Start frequency border too high: %d\n", sbr->kx[1]);
574         return -1;
575     }
576
577     sbr->f_tablelow[0] = sbr->f_tablehigh[0];
578     temp = sbr->n[1] & 1;
579     for (k = 1; k <= sbr->n[0]; k++)
580         sbr->f_tablelow[k] = sbr->f_tablehigh[2 * k - temp];
581
582     sbr->n_q = FFMAX(1, lrintf(sbr->spectrum_params.bs_noise_bands *
583                                log2f(sbr->k[2] / (float)sbr->kx[1]))); // 0 <= bs_noise_bands <= 3
584     if (sbr->n_q > 5) {
585         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many noise floor scale factors: %d\n", sbr->n_q);
586         return -1;
587     }
588
589     sbr->f_tablenoise[0] = sbr->f_tablelow[0];
590     temp = 0;
591     for (k = 1; k <= sbr->n_q; k++) {
592         temp += (sbr->n[0] - temp) / (sbr->n_q + 1 - k);
593         sbr->f_tablenoise[k] = sbr->f_tablelow[temp];
594     }
595
596     if (sbr_hf_calc_npatches(ac, sbr) < 0)
597         return -1;
598
599     sbr_make_f_tablelim(sbr);
600
601     sbr->data[0].f_indexnoise = 0;
602     sbr->data[1].f_indexnoise = 0;
603
604     return 0;
605 }
606
607 static av_always_inline void get_bits1_vector(GetBitContext *gb, uint8_t *vec,
608                                               int elements)
609 {
610     int i;
611     for (i = 0; i < elements; i++) {
612         vec[i] = get_bits1(gb);
613     }
614 }
615
616 /** ceil(log2(index+1)) */
617 static const int8_t ceil_log2[] = {
618     0, 1, 2, 2, 3, 3,
619 };
620
621 static int read_sbr_grid(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
622                          GetBitContext *gb, SBRData *ch_data)
623 {
624     int i;
625     unsigned bs_pointer = 0;
626     // frameLengthFlag ? 15 : 16; 960 sample length frames unsupported; this value is numTimeSlots
627     int abs_bord_trail = 16;
628     int num_rel_lead, num_rel_trail;
629     unsigned bs_num_env_old = ch_data->bs_num_env;
630
631     ch_data->bs_freq_res[0] = ch_data->bs_freq_res[ch_data->bs_num_env];
632     ch_data->bs_amp_res = sbr->bs_amp_res_header;
633     ch_data->t_env_num_env_old = ch_data->t_env[bs_num_env_old];
634
635     switch (ch_data->bs_frame_class = get_bits(gb, 2)) {
636     case FIXFIX:
637         ch_data->bs_num_env                 = 1 << get_bits(gb, 2);
638         num_rel_lead                        = ch_data->bs_num_env - 1;
639         if (ch_data->bs_num_env == 1)
640             ch_data->bs_amp_res = 0;
641
642         if (ch_data->bs_num_env > 4) {
643             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
644                    "Invalid bitstream, too many SBR envelopes in FIXFIX type SBR frame: %d\n",
645                    ch_data->bs_num_env);
646             return -1;
647         }
648
649         ch_data->t_env[0]                   = 0;
650         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
651
652         abs_bord_trail = (abs_bord_trail + (ch_data->bs_num_env >> 1)) /
653                    ch_data->bs_num_env;
654         for (i = 0; i < num_rel_lead; i++)
655             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + abs_bord_trail;
656
657         ch_data->bs_freq_res[1] = get_bits1(gb);
658         for (i = 1; i < ch_data->bs_num_env; i++)
659             ch_data->bs_freq_res[i + 1] = ch_data->bs_freq_res[1];
660         break;
661     case FIXVAR:
662         abs_bord_trail                     += get_bits(gb, 2);
663         num_rel_trail                       = get_bits(gb, 2);
664         ch_data->bs_num_env                 = num_rel_trail + 1;
665         ch_data->t_env[0]                   = 0;
666         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
667
668         for (i = 0; i < num_rel_trail; i++)
669             ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - 1 - i] =
670                 ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - i] - 2 * get_bits(gb, 2) - 2;
671
672         bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env]);
673
674         for (i = 0; i < ch_data->bs_num_env; i++)
675             ch_data->bs_freq_res[ch_data->bs_num_env - i] = get_bits1(gb);
676         break;
677     case VARFIX:
678         ch_data->t_env[0]                   = get_bits(gb, 2);
679         num_rel_lead                        = get_bits(gb, 2);
680         ch_data->bs_num_env                 = num_rel_lead + 1;
681         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
682
683         for (i = 0; i < num_rel_lead; i++)
684             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + 2 * get_bits(gb, 2) + 2;
685
686         bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env]);
687
688         get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_freq_res + 1, ch_data->bs_num_env);
689         break;
690     case VARVAR:
691         ch_data->t_env[0]                   = get_bits(gb, 2);
692         abs_bord_trail                     += get_bits(gb, 2);
693         num_rel_lead                        = get_bits(gb, 2);
694         num_rel_trail                       = get_bits(gb, 2);
695         ch_data->bs_num_env                 = num_rel_lead + num_rel_trail + 1;
696
697         if (ch_data->bs_num_env > 5) {
698             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
699                    "Invalid bitstream, too many SBR envelopes in VARVAR type SBR frame: %d\n",
700                    ch_data->bs_num_env);
701             return -1;
702         }
703
704         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
705
706         for (i = 0; i < num_rel_lead; i++)
707             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + 2 * get_bits(gb, 2) + 2;
708         for (i = 0; i < num_rel_trail; i++)
709             ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - 1 - i] =
710                 ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - i] - 2 * get_bits(gb, 2) - 2;
711
712         bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env]);
713
714         get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_freq_res + 1, ch_data->bs_num_env);
715         break;
716     }
717
718     if (bs_pointer > ch_data->bs_num_env + 1) {
719         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
720                "Invalid bitstream, bs_pointer points to a middle noise border outside the time borders table: %d\n",
721                bs_pointer);
722         return -1;
723     }
724
725     for (i = 1; i <= ch_data->bs_num_env; i++) {
726         if (ch_data->t_env[i-1] > ch_data->t_env[i]) {
727             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Non monotone time borders\n");
728             return -1;
729         }
730     }
731
732     ch_data->bs_num_noise = (ch_data->bs_num_env > 1) + 1;
733
734     ch_data->t_q[0]                     = ch_data->t_env[0];
735     ch_data->t_q[ch_data->bs_num_noise] = ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env];
736     if (ch_data->bs_num_noise > 1) {
737         unsigned int idx;
738         if (ch_data->bs_frame_class == FIXFIX) {
739             idx = ch_data->bs_num_env >> 1;
740         } else if (ch_data->bs_frame_class & 1) { // FIXVAR or VARVAR
741             idx = ch_data->bs_num_env - FFMAX(bs_pointer - 1, 1);
742         } else { // VARFIX
743             if (!bs_pointer)
744                 idx = 1;
745             else if (bs_pointer == 1)
746                 idx = ch_data->bs_num_env - 1;
747             else // bs_pointer > 1
748                 idx = bs_pointer - 1;
749         }
750         ch_data->t_q[1] = ch_data->t_env[idx];
751     }
752
753     ch_data->e_a[0] = -(ch_data->e_a[1] != bs_num_env_old); // l_APrev
754     ch_data->e_a[1] = -1;
755     if ((ch_data->bs_frame_class & 1) && bs_pointer) { // FIXVAR or VARVAR and bs_pointer != 0
756         ch_data->e_a[1] = ch_data->bs_num_env + 1 - bs_pointer;
757     } else if ((ch_data->bs_frame_class == 2) && (bs_pointer > 1)) // VARFIX and bs_pointer > 1
758         ch_data->e_a[1] = bs_pointer - 1;
759
760     return 0;
761 }
762
763 static void copy_sbr_grid(SBRData *dst, const SBRData *src) {
764     //These variables are saved from the previous frame rather than copied
765     dst->bs_freq_res[0]    = dst->bs_freq_res[dst->bs_num_env];
766     dst->t_env_num_env_old = dst->t_env[dst->bs_num_env];
767     dst->e_a[0]            = -(dst->e_a[1] != dst->bs_num_env);
768
769     //These variables are read from the bitstream and therefore copied
770     memcpy(dst->bs_freq_res+1, src->bs_freq_res+1, sizeof(dst->bs_freq_res)-sizeof(*dst->bs_freq_res));
771     memcpy(dst->t_env,         src->t_env,         sizeof(dst->t_env));
772     memcpy(dst->t_q,           src->t_q,           sizeof(dst->t_q));
773     dst->bs_num_env        = src->bs_num_env;
774     dst->bs_amp_res        = src->bs_amp_res;
775     dst->bs_num_noise      = src->bs_num_noise;
776     dst->bs_frame_class    = src->bs_frame_class;
777     dst->e_a[1]            = src->e_a[1];
778 }
779
780 /// Read how the envelope and noise floor data is delta coded
781 static void read_sbr_dtdf(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
782                           SBRData *ch_data)
783 {
784     get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_df_env,   ch_data->bs_num_env);
785     get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_df_noise, ch_data->bs_num_noise);
786 }
787
788 /// Read inverse filtering data
789 static void read_sbr_invf(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
790                           SBRData *ch_data)
791 {
792     int i;
793
794     memcpy(ch_data->bs_invf_mode[1], ch_data->bs_invf_mode[0], 5 * sizeof(uint8_t));
795     for (i = 0; i < sbr->n_q; i++)
796         ch_data->bs_invf_mode[0][i] = get_bits(gb, 2);
797 }
798
799 static void read_sbr_envelope(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
800                               SBRData *ch_data, int ch)
801 {
802     int bits;
803     int i, j, k;
804     VLC_TYPE (*t_huff)[2], (*f_huff)[2];
805     int t_lav, f_lav;
806     const int delta = (ch == 1 && sbr->bs_coupling == 1) + 1;
807     const int odd = sbr->n[1] & 1;
808
809     if (sbr->bs_coupling && ch) {
810         if (ch_data->bs_amp_res) {
811             bits   = 5;
812             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
813             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
814             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
815             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
816         } else {
817             bits   = 6;
818             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB].table;
819             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB];
820             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB].table;
821             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB];
822         }
823     } else {
824         if (ch_data->bs_amp_res) {
825             bits   = 6;
826             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
827             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
828             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
829             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
830         } else {
831             bits   = 7;
832             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_1_5DB].table;
833             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_1_5DB];
834             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_1_5DB].table;
835             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_1_5DB];
836         }
837     }
838
839     for (i = 0; i < ch_data->bs_num_env; i++) {
840         if (ch_data->bs_df_env[i]) {
841             // bs_freq_res[0] == bs_freq_res[bs_num_env] from prev frame
842             if (ch_data->bs_freq_res[i + 1] == ch_data->bs_freq_res[i]) {
843                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++)
844                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][j] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
845             } else if (ch_data->bs_freq_res[i + 1]) {
846                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++) {
847                     k = (j + odd) >> 1; // find k such that f_tablelow[k] <= f_tablehigh[j] < f_tablelow[k + 1]
848                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][k] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
849                 }
850             } else {
851                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++) {
852                     k = j ? 2*j - odd : 0; // find k such that f_tablehigh[k] == f_tablelow[j]
853                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][k] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
854                 }
855             }
856         } else {
857             ch_data->env_facs[i + 1][0] = delta * get_bits(gb, bits); // bs_env_start_value_balance
858             for (j = 1; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++)
859                 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);
860         }
861     }
862
863     //assign 0th elements of env_facs from last elements
864     memcpy(ch_data->env_facs[0], ch_data->env_facs[ch_data->bs_num_env],
865            sizeof(ch_data->env_facs[0]));
866 }
867
868 static void read_sbr_noise(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
869                            SBRData *ch_data, int ch)
870 {
871     int i, j;
872     VLC_TYPE (*t_huff)[2], (*f_huff)[2];
873     int t_lav, f_lav;
874     int delta = (ch == 1 && sbr->bs_coupling == 1) + 1;
875
876     if (sbr->bs_coupling && ch) {
877         t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB].table;
878         t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB];
879         f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
880         f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
881     } else {
882         t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB].table;
883         t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB];
884         f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
885         f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
886     }
887
888     for (i = 0; i < ch_data->bs_num_noise; i++) {
889         if (ch_data->bs_df_noise[i]) {
890             for (j = 0; j < sbr->n_q; j++)
891                 ch_data->noise_facs[i + 1][j] = ch_data->noise_facs[i][j] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 2) - t_lav);
892         } else {
893             ch_data->noise_facs[i + 1][0] = delta * get_bits(gb, 5); // bs_noise_start_value_balance or bs_noise_start_value_level
894             for (j = 1; j < sbr->n_q; j++)
895                 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);
896         }
897     }
898
899     //assign 0th elements of noise_facs from last elements
900     memcpy(ch_data->noise_facs[0], ch_data->noise_facs[ch_data->bs_num_noise],
901            sizeof(ch_data->noise_facs[0]));
902 }
903
904 static void read_sbr_extension(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
905                                GetBitContext *gb,
906                                int bs_extension_id, int *num_bits_left)
907 {
908     switch (bs_extension_id) {
909     case EXTENSION_ID_PS:
910         if (!ac->m4ac.ps) {
911             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Parametric Stereo signaled to be not-present but was found in the bitstream.\n");
912             skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
913             *num_bits_left = 0;
914         } else {
915 #if 1
916             *num_bits_left -= ff_ps_read_data(ac->avctx, gb, &sbr->ps, *num_bits_left);
917 #else
918             av_log_missing_feature(ac->avctx, "Parametric Stereo is", 0);
919             skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
920             *num_bits_left = 0;
921 #endif
922         }
923         break;
924     default:
925         av_log_missing_feature(ac->avctx, "Reserved SBR extensions are", 1);
926         skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
927         *num_bits_left = 0;
928         break;
929     }
930 }
931
932 static int read_sbr_single_channel_element(AACContext *ac,
933                                             SpectralBandReplication *sbr,
934                                             GetBitContext *gb)
935 {
936     if (get_bits1(gb)) // bs_data_extra
937         skip_bits(gb, 4); // bs_reserved
938
939     if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]))
940         return -1;
941     read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
942     read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
943     read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
944     read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
945
946     if ((sbr->data[0].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
947         get_bits1_vector(gb, sbr->data[0].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
948
949     return 0;
950 }
951
952 static int read_sbr_channel_pair_element(AACContext *ac,
953                                           SpectralBandReplication *sbr,
954                                           GetBitContext *gb)
955 {
956     if (get_bits1(gb))    // bs_data_extra
957         skip_bits(gb, 8); // bs_reserved
958
959     if ((sbr->bs_coupling = get_bits1(gb))) {
960         if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]))
961             return -1;
962         copy_sbr_grid(&sbr->data[1], &sbr->data[0]);
963         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
964         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
965         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
966         memcpy(sbr->data[1].bs_invf_mode[1], sbr->data[1].bs_invf_mode[0], sizeof(sbr->data[1].bs_invf_mode[0]));
967         memcpy(sbr->data[1].bs_invf_mode[0], sbr->data[0].bs_invf_mode[0], sizeof(sbr->data[1].bs_invf_mode[0]));
968         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
969         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
970         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
971         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
972     } else {
973         if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]) ||
974             read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[1]))
975             return -1;
976         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
977         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
978         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
979         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
980         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
981         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
982         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
983         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
984     }
985
986     if ((sbr->data[0].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
987         get_bits1_vector(gb, sbr->data[0].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
988     if ((sbr->data[1].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
989         get_bits1_vector(gb, sbr->data[1].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
990
991     return 0;
992 }
993
994 static unsigned int read_sbr_data(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
995                                   GetBitContext *gb, int id_aac)
996 {
997     unsigned int cnt = get_bits_count(gb);
998
999     if (id_aac == TYPE_SCE || id_aac == TYPE_CCE) {
1000         if (read_sbr_single_channel_element(ac, sbr, gb)) {
1001             sbr->start = 0;
1002             return get_bits_count(gb) - cnt;
1003         }
1004     } else if (id_aac == TYPE_CPE) {
1005         if (read_sbr_channel_pair_element(ac, sbr, gb)) {
1006             sbr->start = 0;
1007             return get_bits_count(gb) - cnt;
1008         }
1009     } else {
1010         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1011             "Invalid bitstream - cannot apply SBR to element type %d\n", id_aac);
1012         sbr->start = 0;
1013         return get_bits_count(gb) - cnt;
1014     }
1015     if (get_bits1(gb)) { // bs_extended_data
1016         int num_bits_left = get_bits(gb, 4); // bs_extension_size
1017         if (num_bits_left == 15)
1018             num_bits_left += get_bits(gb, 8); // bs_esc_count
1019
1020         num_bits_left <<= 3;
1021         while (num_bits_left > 7) {
1022             num_bits_left -= 2;
1023             read_sbr_extension(ac, sbr, gb, get_bits(gb, 2), &num_bits_left); // bs_extension_id
1024         }
1025         if (num_bits_left < 0) {
1026             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "SBR Extension over read.\n");
1027         }
1028         if (num_bits_left > 0)
1029             skip_bits(gb, num_bits_left);
1030     }
1031
1032     return get_bits_count(gb) - cnt;
1033 }
1034
1035 static void sbr_reset(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
1036 {
1037     int err;
1038     err = sbr_make_f_master(ac, sbr, &sbr->spectrum_params);
1039     if (err >= 0)
1040         err = sbr_make_f_derived(ac, sbr);
1041     if (err < 0) {
1042         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1043                "SBR reset failed. Switching SBR to pure upsampling mode.\n");
1044         sbr->start = 0;
1045     }
1046 }
1047
1048 /**
1049  * Decode Spectral Band Replication extension data; reference: table 4.55.
1050  *
1051  * @param   crc flag indicating the presence of CRC checksum
1052  * @param   cnt length of TYPE_FIL syntactic element in bytes
1053  *
1054  * @return  Returns number of bytes consumed from the TYPE_FIL element.
1055  */
1056 int ff_decode_sbr_extension(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1057                             GetBitContext *gb_host, int crc, int cnt, int id_aac)
1058 {
1059     unsigned int num_sbr_bits = 0, num_align_bits;
1060     unsigned bytes_read;
1061     GetBitContext gbc = *gb_host, *gb = &gbc;
1062     skip_bits_long(gb_host, cnt*8 - 4);
1063
1064     sbr->reset = 0;
1065
1066     if (!sbr->sample_rate)
1067         sbr->sample_rate = 2 * ac->m4ac.sample_rate; //TODO use the nominal sample rate for arbitrary sample rate support
1068     if (!ac->m4ac.ext_sample_rate)
1069         ac->m4ac.ext_sample_rate = 2 * ac->m4ac.sample_rate;
1070
1071     if (crc) {
1072         skip_bits(gb, 10); // bs_sbr_crc_bits; TODO - implement CRC check
1073         num_sbr_bits += 10;
1074     }
1075
1076     //Save some state from the previous frame.
1077     sbr->kx[0] = sbr->kx[1];
1078     sbr->m[0] = sbr->m[1];
1079
1080     num_sbr_bits++;
1081     if (get_bits1(gb)) // bs_header_flag
1082         num_sbr_bits += read_sbr_header(sbr, gb);
1083
1084     if (sbr->reset)
1085         sbr_reset(ac, sbr);
1086
1087     if (sbr->start)
1088         num_sbr_bits  += read_sbr_data(ac, sbr, gb, id_aac);
1089
1090     num_align_bits = ((cnt << 3) - 4 - num_sbr_bits) & 7;
1091     bytes_read = ((num_sbr_bits + num_align_bits + 4) >> 3);
1092
1093     if (bytes_read > cnt) {
1094         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1095                "Expected to read %d SBR bytes actually read %d.\n", cnt, bytes_read);
1096     }
1097     return cnt;
1098 }
1099
1100 /// Dequantization and stereo decoding (14496-3 sp04 p203)
1101 static void sbr_dequant(SpectralBandReplication *sbr, int id_aac)
1102 {
1103     int k, e;
1104     int ch;
1105
1106     if (id_aac == TYPE_CPE && sbr->bs_coupling) {
1107         float alpha      = sbr->data[0].bs_amp_res ?  1.0f :  0.5f;
1108         float pan_offset = sbr->data[0].bs_amp_res ? 12.0f : 24.0f;
1109         for (e = 1; e <= sbr->data[0].bs_num_env; e++) {
1110             for (k = 0; k < sbr->n[sbr->data[0].bs_freq_res[e]]; k++) {
1111                 float temp1 = exp2f(sbr->data[0].env_facs[e][k] * alpha + 7.0f);
1112                 float temp2 = exp2f((pan_offset - sbr->data[1].env_facs[e][k]) * alpha);
1113                 float fac   = temp1 / (1.0f + temp2);
1114                 sbr->data[0].env_facs[e][k] = fac;
1115                 sbr->data[1].env_facs[e][k] = fac * temp2;
1116             }
1117         }
1118         for (e = 1; e <= sbr->data[0].bs_num_noise; e++) {
1119             for (k = 0; k < sbr->n_q; k++) {
1120                 float temp1 = exp2f(NOISE_FLOOR_OFFSET - sbr->data[0].noise_facs[e][k] + 1);
1121                 float temp2 = exp2f(12 - sbr->data[1].noise_facs[e][k]);
1122                 float fac   = temp1 / (1.0f + temp2);
1123                 sbr->data[0].noise_facs[e][k] = fac;
1124                 sbr->data[1].noise_facs[e][k] = fac * temp2;
1125             }
1126         }
1127     } else { // SCE or one non-coupled CPE
1128         for (ch = 0; ch < (id_aac == TYPE_CPE) + 1; ch++) {
1129             float alpha = sbr->data[ch].bs_amp_res ? 1.0f : 0.5f;
1130             for (e = 1; e <= sbr->data[ch].bs_num_env; e++)
1131                 for (k = 0; k < sbr->n[sbr->data[ch].bs_freq_res[e]]; k++)
1132                     sbr->data[ch].env_facs[e][k] =
1133                         exp2f(alpha * sbr->data[ch].env_facs[e][k] + 6.0f);
1134             for (e = 1; e <= sbr->data[ch].bs_num_noise; e++)
1135                 for (k = 0; k < sbr->n_q; k++)
1136                     sbr->data[ch].noise_facs[e][k] =
1137                         exp2f(NOISE_FLOOR_OFFSET - sbr->data[ch].noise_facs[e][k]);
1138         }
1139     }
1140 }
1141
1142 /**
1143  * Analysis QMF Bank (14496-3 sp04 p206)
1144  *
1145  * @param   x       pointer to the beginning of the first sample window
1146  * @param   W       array of complex-valued samples split into subbands
1147  */
1148 static void sbr_qmf_analysis(DSPContext *dsp, FFTContext *mdct,
1149                              SBRDSPContext *sbrdsp, const float *in, float *x,
1150                              float z[320], float W[2][32][32][2])
1151 {
1152     int i;
1153     memcpy(W[0], W[1], sizeof(W[0]));
1154     memcpy(x    , x+1024, (320-32)*sizeof(x[0]));
1155     memcpy(x+288, in,         1024*sizeof(x[0]));
1156     for (i = 0; i < 32; i++) { // numTimeSlots*RATE = 16*2 as 960 sample frames
1157                                // are not supported
1158         dsp->vector_fmul_reverse(z, sbr_qmf_window_ds, x, 320);
1159         sbrdsp->sum64x5(z);
1160         sbrdsp->qmf_pre_shuffle(z);
1161         mdct->imdct_half(mdct, z, z+64);
1162         sbrdsp->qmf_post_shuffle(W[1][i], z);
1163         x += 32;
1164     }
1165 }
1166
1167 /**
1168  * Synthesis QMF Bank (14496-3 sp04 p206) and Downsampled Synthesis QMF Bank
1169  * (14496-3 sp04 p206)
1170  */
1171 static void sbr_qmf_synthesis(DSPContext *dsp, FFTContext *mdct,
1172                               SBRDSPContext *sbrdsp,
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     const int step = 128 >> div;
1180     float *v;
1181     for (i = 0; i < 32; i++) {
1182         if (*v_off < step) {
1183             int saved_samples = (1280 - 128) >> div;
1184             memcpy(&v0[SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - saved_samples], v0, saved_samples * sizeof(float));
1185             *v_off = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - saved_samples - step;
1186         } else {
1187             *v_off -= step;
1188         }
1189         v = v0 + *v_off;
1190         if (div) {
1191             for (n = 0; n < 32; n++) {
1192                 X[0][i][   n] = -X[0][i][n];
1193                 X[0][i][32+n] =  X[1][i][31-n];
1194             }
1195             mdct->imdct_half(mdct, mdct_buf[0], X[0][i]);
1196             sbrdsp->qmf_deint_neg(v, mdct_buf[0]);
1197         } else {
1198             sbrdsp->neg_odd_64(X[1][i]);
1199             mdct->imdct_half(mdct, mdct_buf[0], X[0][i]);
1200             mdct->imdct_half(mdct, mdct_buf[1], X[1][i]);
1201             sbrdsp->qmf_deint_bfly(v, mdct_buf[1], mdct_buf[0]);
1202         }
1203         dsp->vector_fmul_add(out, v                , sbr_qmf_window               , zero64, 64 >> div);
1204         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 192 >> div), sbr_qmf_window + ( 64 >> div), out   , 64 >> div);
1205         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 256 >> div), sbr_qmf_window + (128 >> div), out   , 64 >> div);
1206         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 448 >> div), sbr_qmf_window + (192 >> div), out   , 64 >> div);
1207         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 512 >> div), sbr_qmf_window + (256 >> div), out   , 64 >> div);
1208         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 704 >> div), sbr_qmf_window + (320 >> div), out   , 64 >> div);
1209         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 768 >> div), sbr_qmf_window + (384 >> div), out   , 64 >> div);
1210         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 960 >> div), sbr_qmf_window + (448 >> div), out   , 64 >> div);
1211         dsp->vector_fmul_add(out, v + (1024 >> div), sbr_qmf_window + (512 >> div), out   , 64 >> div);
1212         dsp->vector_fmul_add(out, v + (1216 >> div), sbr_qmf_window + (576 >> div), out   , 64 >> div);
1213         out += 64 >> div;
1214     }
1215 }
1216
1217 /** High Frequency Generation (14496-3 sp04 p214+) and Inverse Filtering
1218  * (14496-3 sp04 p214)
1219  * Warning: This routine does not seem numerically stable.
1220  */
1221 static void sbr_hf_inverse_filter(SBRDSPContext *dsp,
1222                                   float (*alpha0)[2], float (*alpha1)[2],
1223                                   const float X_low[32][40][2], int k0)
1224 {
1225     int k;
1226     for (k = 0; k < k0; k++) {
1227         LOCAL_ALIGNED_16(float, phi, [3], [2][2]);
1228         float dk;
1229
1230         dsp->autocorrelate(X_low[k], phi);
1231
1232         dk =  phi[2][1][0] * phi[1][0][0] -
1233              (phi[1][1][0] * phi[1][1][0] + phi[1][1][1] * phi[1][1][1]) / 1.000001f;
1234
1235         if (!dk) {
1236             alpha1[k][0] = 0;
1237             alpha1[k][1] = 0;
1238         } else {
1239             float temp_real, temp_im;
1240             temp_real = phi[0][0][0] * phi[1][1][0] -
1241                         phi[0][0][1] * phi[1][1][1] -
1242                         phi[0][1][0] * phi[1][0][0];
1243             temp_im   = phi[0][0][0] * phi[1][1][1] +
1244                         phi[0][0][1] * phi[1][1][0] -
1245                         phi[0][1][1] * phi[1][0][0];
1246
1247             alpha1[k][0] = temp_real / dk;
1248             alpha1[k][1] = temp_im   / dk;
1249         }
1250
1251         if (!phi[1][0][0]) {
1252             alpha0[k][0] = 0;
1253             alpha0[k][1] = 0;
1254         } else {
1255             float temp_real, temp_im;
1256             temp_real = phi[0][0][0] + alpha1[k][0] * phi[1][1][0] +
1257                                        alpha1[k][1] * phi[1][1][1];
1258             temp_im   = phi[0][0][1] + alpha1[k][1] * phi[1][1][0] -
1259                                        alpha1[k][0] * phi[1][1][1];
1260
1261             alpha0[k][0] = -temp_real / phi[1][0][0];
1262             alpha0[k][1] = -temp_im   / phi[1][0][0];
1263         }
1264
1265         if (alpha1[k][0] * alpha1[k][0] + alpha1[k][1] * alpha1[k][1] >= 16.0f ||
1266            alpha0[k][0] * alpha0[k][0] + alpha0[k][1] * alpha0[k][1] >= 16.0f) {
1267             alpha1[k][0] = 0;
1268             alpha1[k][1] = 0;
1269             alpha0[k][0] = 0;
1270             alpha0[k][1] = 0;
1271         }
1272     }
1273 }
1274
1275 /// Chirp Factors (14496-3 sp04 p214)
1276 static void sbr_chirp(SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data)
1277 {
1278     int i;
1279     float new_bw;
1280     static const float bw_tab[] = { 0.0f, 0.75f, 0.9f, 0.98f };
1281
1282     for (i = 0; i < sbr->n_q; i++) {
1283         if (ch_data->bs_invf_mode[0][i] + ch_data->bs_invf_mode[1][i] == 1) {
1284             new_bw = 0.6f;
1285         } else
1286             new_bw = bw_tab[ch_data->bs_invf_mode[0][i]];
1287
1288         if (new_bw < ch_data->bw_array[i]) {
1289             new_bw = 0.75f    * new_bw + 0.25f    * ch_data->bw_array[i];
1290         } else
1291             new_bw = 0.90625f * new_bw + 0.09375f * ch_data->bw_array[i];
1292         ch_data->bw_array[i] = new_bw < 0.015625f ? 0.0f : new_bw;
1293     }
1294 }
1295
1296 /// Generate the subband filtered lowband
1297 static int sbr_lf_gen(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1298                       float X_low[32][40][2], const float W[2][32][32][2])
1299 {
1300     int i, k;
1301     const int t_HFGen = 8;
1302     const int i_f = 32;
1303     memset(X_low, 0, 32*sizeof(*X_low));
1304     for (k = 0; k < sbr->kx[1]; k++) {
1305         for (i = t_HFGen; i < i_f + t_HFGen; i++) {
1306             X_low[k][i][0] = W[1][i - t_HFGen][k][0];
1307             X_low[k][i][1] = W[1][i - t_HFGen][k][1];
1308         }
1309     }
1310     for (k = 0; k < sbr->kx[0]; k++) {
1311         for (i = 0; i < t_HFGen; i++) {
1312             X_low[k][i][0] = W[0][i + i_f - t_HFGen][k][0];
1313             X_low[k][i][1] = W[0][i + i_f - t_HFGen][k][1];
1314         }
1315     }
1316     return 0;
1317 }
1318
1319 /// High Frequency Generator (14496-3 sp04 p215)
1320 static int sbr_hf_gen(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1321                       float X_high[64][40][2], const float X_low[32][40][2],
1322                       const float (*alpha0)[2], const float (*alpha1)[2],
1323                       const float bw_array[5], const uint8_t *t_env,
1324                       int bs_num_env)
1325 {
1326     int j, x;
1327     int g = 0;
1328     int k = sbr->kx[1];
1329     for (j = 0; j < sbr->num_patches; j++) {
1330         for (x = 0; x < sbr->patch_num_subbands[j]; x++, k++) {
1331             const int p = sbr->patch_start_subband[j] + x;
1332             while (g <= sbr->n_q && k >= sbr->f_tablenoise[g])
1333                 g++;
1334             g--;
1335
1336             if (g < 0) {
1337                 av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1338                        "ERROR : no subband found for frequency %d\n", k);
1339                 return -1;
1340             }
1341
1342             sbr->dsp.hf_gen(X_high[k] + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET,
1343                             X_low[p]  + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET,
1344                             alpha0[p], alpha1[p], bw_array[g],
1345                             2 * t_env[0], 2 * t_env[bs_num_env]);
1346         }
1347     }
1348     if (k < sbr->m[1] + sbr->kx[1])
1349         memset(X_high + k, 0, (sbr->m[1] + sbr->kx[1] - k) * sizeof(*X_high));
1350
1351     return 0;
1352 }
1353
1354 /// Generate the subband filtered lowband
1355 static int sbr_x_gen(SpectralBandReplication *sbr, float X[2][38][64],
1356                      const float Y0[38][64][2], const float Y1[38][64][2],
1357                      const float X_low[32][40][2], int ch)
1358 {
1359     int k, i;
1360     const int i_f = 32;
1361     const int i_Temp = FFMAX(2*sbr->data[ch].t_env_num_env_old - i_f, 0);
1362     memset(X, 0, 2*sizeof(*X));
1363     for (k = 0; k < sbr->kx[0]; k++) {
1364         for (i = 0; i < i_Temp; i++) {
1365             X[0][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][0];
1366             X[1][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][1];
1367         }
1368     }
1369     for (; k < sbr->kx[0] + sbr->m[0]; k++) {
1370         for (i = 0; i < i_Temp; i++) {
1371             X[0][i][k] = Y0[i + i_f][k][0];
1372             X[1][i][k] = Y0[i + i_f][k][1];
1373         }
1374     }
1375
1376     for (k = 0; k < sbr->kx[1]; k++) {
1377         for (i = i_Temp; i < 38; i++) {
1378             X[0][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][0];
1379             X[1][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][1];
1380         }
1381     }
1382     for (; k < sbr->kx[1] + sbr->m[1]; k++) {
1383         for (i = i_Temp; i < i_f; i++) {
1384             X[0][i][k] = Y1[i][k][0];
1385             X[1][i][k] = Y1[i][k][1];
1386         }
1387     }
1388     return 0;
1389 }
1390
1391 /** High Frequency Adjustment (14496-3 sp04 p217) and Mapping
1392  * (14496-3 sp04 p217)
1393  */
1394 static void sbr_mapping(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1395                         SBRData *ch_data, int e_a[2])
1396 {
1397     int e, i, m;
1398
1399     memset(ch_data->s_indexmapped[1], 0, 7*sizeof(ch_data->s_indexmapped[1]));
1400     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1401         const unsigned int ilim = sbr->n[ch_data->bs_freq_res[e + 1]];
1402         uint16_t *table = ch_data->bs_freq_res[e + 1] ? sbr->f_tablehigh : sbr->f_tablelow;
1403         int k;
1404
1405         av_assert0(sbr->kx[1] <= table[0]);
1406         for (i = 0; i < ilim; i++)
1407             for (m = table[i]; m < table[i + 1]; m++)
1408                 sbr->e_origmapped[e][m - sbr->kx[1]] = ch_data->env_facs[e+1][i];
1409
1410         // ch_data->bs_num_noise > 1 => 2 noise floors
1411         k = (ch_data->bs_num_noise > 1) && (ch_data->t_env[e] >= ch_data->t_q[1]);
1412         for (i = 0; i < sbr->n_q; i++)
1413             for (m = sbr->f_tablenoise[i]; m < sbr->f_tablenoise[i + 1]; m++)
1414                 sbr->q_mapped[e][m - sbr->kx[1]] = ch_data->noise_facs[k+1][i];
1415
1416         for (i = 0; i < sbr->n[1]; i++) {
1417             if (ch_data->bs_add_harmonic_flag) {
1418                 const unsigned int m_midpoint =
1419                     (sbr->f_tablehigh[i] + sbr->f_tablehigh[i + 1]) >> 1;
1420
1421                 ch_data->s_indexmapped[e + 1][m_midpoint - sbr->kx[1]] = ch_data->bs_add_harmonic[i] *
1422                     (e >= e_a[1] || (ch_data->s_indexmapped[0][m_midpoint - sbr->kx[1]] == 1));
1423             }
1424         }
1425
1426         for (i = 0; i < ilim; i++) {
1427             int additional_sinusoid_present = 0;
1428             for (m = table[i]; m < table[i + 1]; m++) {
1429                 if (ch_data->s_indexmapped[e + 1][m - sbr->kx[1]]) {
1430                     additional_sinusoid_present = 1;
1431                     break;
1432                 }
1433             }
1434             memset(&sbr->s_mapped[e][table[i] - sbr->kx[1]], additional_sinusoid_present,
1435                    (table[i + 1] - table[i]) * sizeof(sbr->s_mapped[e][0]));
1436         }
1437     }
1438
1439     memcpy(ch_data->s_indexmapped[0], ch_data->s_indexmapped[ch_data->bs_num_env], sizeof(ch_data->s_indexmapped[0]));
1440 }
1441
1442 /// Estimation of current envelope (14496-3 sp04 p218)
1443 static void sbr_env_estimate(float (*e_curr)[48], float X_high[64][40][2],
1444                              SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data)
1445 {
1446     int e, m;
1447     int kx1 = sbr->kx[1];
1448
1449     if (sbr->bs_interpol_freq) {
1450         for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1451             const float recip_env_size = 0.5f / (ch_data->t_env[e + 1] - ch_data->t_env[e]);
1452             int ilb = ch_data->t_env[e]     * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1453             int iub = ch_data->t_env[e + 1] * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1454
1455             for (m = 0; m < sbr->m[1]; m++) {
1456                 float sum = sbr->dsp.sum_square(X_high[m+kx1] + ilb, iub - ilb);
1457                 e_curr[e][m] = sum * recip_env_size;
1458             }
1459         }
1460     } else {
1461         int k, p;
1462
1463         for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1464             const int env_size = 2 * (ch_data->t_env[e + 1] - ch_data->t_env[e]);
1465             int ilb = ch_data->t_env[e]     * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1466             int iub = ch_data->t_env[e + 1] * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1467             const uint16_t *table = ch_data->bs_freq_res[e + 1] ? sbr->f_tablehigh : sbr->f_tablelow;
1468
1469             for (p = 0; p < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[e + 1]]; p++) {
1470                 float sum = 0.0f;
1471                 const int den = env_size * (table[p + 1] - table[p]);
1472
1473                 for (k = table[p]; k < table[p + 1]; k++) {
1474                     sum += sbr->dsp.sum_square(X_high[k] + ilb, iub - ilb);
1475                 }
1476                 sum /= den;
1477                 for (k = table[p]; k < table[p + 1]; k++) {
1478                     e_curr[e][k - kx1] = sum;
1479                 }
1480             }
1481         }
1482     }
1483 }
1484
1485 /**
1486  * Calculation of levels of additional HF signal components (14496-3 sp04 p219)
1487  * and Calculation of gain (14496-3 sp04 p219)
1488  */
1489 static void sbr_gain_calc(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1490                           SBRData *ch_data, const int e_a[2])
1491 {
1492     int e, k, m;
1493     // max gain limits : -3dB, 0dB, 3dB, inf dB (limiter off)
1494     static const float limgain[4] = { 0.70795, 1.0, 1.41254, 10000000000 };
1495
1496     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1497         int delta = !((e == e_a[1]) || (e == e_a[0]));
1498         for (k = 0; k < sbr->n_lim; k++) {
1499             float gain_boost, gain_max;
1500             float sum[2] = { 0.0f, 0.0f };
1501             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1502                 const float temp = sbr->e_origmapped[e][m] / (1.0f + sbr->q_mapped[e][m]);
1503                 sbr->q_m[e][m] = sqrtf(temp * sbr->q_mapped[e][m]);
1504                 sbr->s_m[e][m] = sqrtf(temp * ch_data->s_indexmapped[e + 1][m]);
1505                 if (!sbr->s_mapped[e][m]) {
1506                     sbr->gain[e][m] = sqrtf(sbr->e_origmapped[e][m] /
1507                                             ((1.0f + sbr->e_curr[e][m]) *
1508                                              (1.0f + sbr->q_mapped[e][m] * delta)));
1509                 } else {
1510                     sbr->gain[e][m] = sqrtf(sbr->e_origmapped[e][m] * sbr->q_mapped[e][m] /
1511                                             ((1.0f + sbr->e_curr[e][m]) *
1512                                              (1.0f + sbr->q_mapped[e][m])));
1513                 }
1514             }
1515             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1516                 sum[0] += sbr->e_origmapped[e][m];
1517                 sum[1] += sbr->e_curr[e][m];
1518             }
1519             gain_max = limgain[sbr->bs_limiter_gains] * sqrtf((FLT_EPSILON + sum[0]) / (FLT_EPSILON + sum[1]));
1520             gain_max = FFMIN(100000.f, gain_max);
1521             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1522                 float q_m_max   = sbr->q_m[e][m] * gain_max / sbr->gain[e][m];
1523                 sbr->q_m[e][m]  = FFMIN(sbr->q_m[e][m], q_m_max);
1524                 sbr->gain[e][m] = FFMIN(sbr->gain[e][m], gain_max);
1525             }
1526             sum[0] = sum[1] = 0.0f;
1527             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1528                 sum[0] += sbr->e_origmapped[e][m];
1529                 sum[1] += sbr->e_curr[e][m] * sbr->gain[e][m] * sbr->gain[e][m]
1530                           + sbr->s_m[e][m] * sbr->s_m[e][m]
1531                           + (delta && !sbr->s_m[e][m]) * sbr->q_m[e][m] * sbr->q_m[e][m];
1532             }
1533             gain_boost = sqrtf((FLT_EPSILON + sum[0]) / (FLT_EPSILON + sum[1]));
1534             gain_boost = FFMIN(1.584893192f, gain_boost);
1535             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1536                 sbr->gain[e][m] *= gain_boost;
1537                 sbr->q_m[e][m]  *= gain_boost;
1538                 sbr->s_m[e][m]  *= gain_boost;
1539             }
1540         }
1541     }
1542 }
1543
1544 /// Assembling HF Signals (14496-3 sp04 p220)
1545 static void sbr_hf_assemble(float Y1[38][64][2],
1546                             const float X_high[64][40][2],
1547                             SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data,
1548                             const int e_a[2])
1549 {
1550     int e, i, j, m;
1551     const int h_SL = 4 * !sbr->bs_smoothing_mode;
1552     const int kx = sbr->kx[1];
1553     const int m_max = sbr->m[1];
1554     static const float h_smooth[5] = {
1555         0.33333333333333,
1556         0.30150283239582,
1557         0.21816949906249,
1558         0.11516383427084,
1559         0.03183050093751,
1560     };
1561     static const int8_t phi[2][4] = {
1562         {  1,  0, -1,  0}, // real
1563         {  0,  1,  0, -1}, // imaginary
1564     };
1565     float (*g_temp)[48] = ch_data->g_temp, (*q_temp)[48] = ch_data->q_temp;
1566     int indexnoise = ch_data->f_indexnoise;
1567     int indexsine  = ch_data->f_indexsine;
1568
1569     if (sbr->reset) {
1570         for (i = 0; i < h_SL; i++) {
1571             memcpy(g_temp[i + 2*ch_data->t_env[0]], sbr->gain[0], m_max * sizeof(sbr->gain[0][0]));
1572             memcpy(q_temp[i + 2*ch_data->t_env[0]], sbr->q_m[0],  m_max * sizeof(sbr->q_m[0][0]));
1573         }
1574     } else if (h_SL) {
1575         memcpy(g_temp[2*ch_data->t_env[0]], g_temp[2*ch_data->t_env_num_env_old], 4*sizeof(g_temp[0]));
1576         memcpy(q_temp[2*ch_data->t_env[0]], q_temp[2*ch_data->t_env_num_env_old], 4*sizeof(q_temp[0]));
1577     }
1578
1579     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1580         for (i = 2 * ch_data->t_env[e]; i < 2 * ch_data->t_env[e + 1]; i++) {
1581             memcpy(g_temp[h_SL + i], sbr->gain[e], m_max * sizeof(sbr->gain[0][0]));
1582             memcpy(q_temp[h_SL + i], sbr->q_m[e],  m_max * sizeof(sbr->q_m[0][0]));
1583         }
1584     }
1585
1586     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1587         for (i = 2 * ch_data->t_env[e]; i < 2 * ch_data->t_env[e + 1]; i++) {
1588             int phi_sign = (1 - 2*(kx & 1));
1589             LOCAL_ALIGNED_16(float, g_filt_tab, [48]);
1590             LOCAL_ALIGNED_16(float, q_filt_tab, [48]);
1591             float *g_filt, *q_filt;
1592
1593             if (h_SL && e != e_a[0] && e != e_a[1]) {
1594                 g_filt = g_filt_tab;
1595                 q_filt = q_filt_tab;
1596                 for (m = 0; m < m_max; m++) {
1597                     const int idx1 = i + h_SL;
1598                     g_filt[m] = 0.0f;
1599                     q_filt[m] = 0.0f;
1600                     for (j = 0; j <= h_SL; j++) {
1601                         g_filt[m] += g_temp[idx1 - j][m] * h_smooth[j];
1602                         q_filt[m] += q_temp[idx1 - j][m] * h_smooth[j];
1603                     }
1604                 }
1605             } else {
1606                 g_filt = g_temp[i + h_SL];
1607                 q_filt = q_temp[i];
1608             }
1609
1610             sbr->dsp.hf_g_filt(Y1[i] + kx, X_high + kx, g_filt, m_max,
1611                                i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET);
1612
1613             if (e != e_a[0] && e != e_a[1]) {
1614                 sbr->dsp.hf_apply_noise[indexsine](Y1[i] + kx, sbr->s_m[e],
1615                                                    q_filt, indexnoise,
1616                                                    kx, m_max);
1617             } else {
1618                 for (m = 0; m < m_max; m++) {
1619                     Y1[i][m + kx][0] +=
1620                         sbr->s_m[e][m] * phi[0][indexsine];
1621                     Y1[i][m + kx][1] +=
1622                         sbr->s_m[e][m] * (phi[1][indexsine] * phi_sign);
1623                     phi_sign = -phi_sign;
1624                 }
1625             }
1626             indexnoise = (indexnoise + m_max) & 0x1ff;
1627             indexsine = (indexsine + 1) & 3;
1628         }
1629     }
1630     ch_data->f_indexnoise = indexnoise;
1631     ch_data->f_indexsine  = indexsine;
1632 }
1633
1634 void ff_sbr_apply(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr, int id_aac,
1635                   float* L, float* R)
1636 {
1637     int downsampled = ac->m4ac.ext_sample_rate < sbr->sample_rate;
1638     int ch;
1639     int nch = (id_aac == TYPE_CPE) ? 2 : 1;
1640
1641     if (sbr->start) {
1642         sbr_dequant(sbr, id_aac);
1643     }
1644     for (ch = 0; ch < nch; ch++) {
1645         /* decode channel */
1646         sbr_qmf_analysis(&ac->dsp, &sbr->mdct_ana, &sbr->dsp, ch ? R : L, sbr->data[ch].analysis_filterbank_samples,
1647                          (float*)sbr->qmf_filter_scratch,
1648                          sbr->data[ch].W);
1649         sbr_lf_gen(ac, sbr, sbr->X_low, sbr->data[ch].W);
1650         if (sbr->start) {
1651             sbr_hf_inverse_filter(&sbr->dsp, sbr->alpha0, sbr->alpha1, sbr->X_low, sbr->k[0]);
1652             sbr_chirp(sbr, &sbr->data[ch]);
1653             sbr_hf_gen(ac, sbr, sbr->X_high, sbr->X_low, sbr->alpha0, sbr->alpha1,
1654                        sbr->data[ch].bw_array, sbr->data[ch].t_env,
1655                        sbr->data[ch].bs_num_env);
1656
1657             // hf_adj
1658             sbr_mapping(ac, sbr, &sbr->data[ch], sbr->data[ch].e_a);
1659             sbr_env_estimate(sbr->e_curr, sbr->X_high, sbr, &sbr->data[ch]);
1660             sbr_gain_calc(ac, sbr, &sbr->data[ch], sbr->data[ch].e_a);
1661             sbr->data[ch].Ypos ^= 1;
1662             sbr_hf_assemble(sbr->data[ch].Y[sbr->data[ch].Ypos],
1663                             sbr->X_high, sbr, &sbr->data[ch],
1664                             sbr->data[ch].e_a);
1665         }
1666
1667         /* synthesis */
1668         sbr_x_gen(sbr, sbr->X[ch],
1669                   sbr->data[ch].Y[1-sbr->data[ch].Ypos],
1670                   sbr->data[ch].Y[  sbr->data[ch].Ypos],
1671                   sbr->X_low, ch);
1672     }
1673
1674     if (ac->m4ac.ps == 1) {
1675         if (sbr->ps.start) {
1676             ff_ps_apply(ac->avctx, &sbr->ps, sbr->X[0], sbr->X[1], sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
1677         } else {
1678             memcpy(sbr->X[1], sbr->X[0], sizeof(sbr->X[0]));
1679         }
1680         nch = 2;
1681     }
1682
1683     sbr_qmf_synthesis(&ac->dsp, &sbr->mdct, &sbr->dsp, L, sbr->X[0], sbr->qmf_filter_scratch,
1684                       sbr->data[0].synthesis_filterbank_samples,
1685                       &sbr->data[0].synthesis_filterbank_samples_offset,
1686                       downsampled);
1687     if (nch == 2)
1688         sbr_qmf_synthesis(&ac->dsp, &sbr->mdct, &sbr->dsp, R, sbr->X[1], sbr->qmf_filter_scratch,
1689                           sbr->data[1].synthesis_filterbank_samples,
1690                           &sbr->data[1].synthesis_filterbank_samples_offset,
1691                           downsampled);
1692 }