aic: Fix slice size computation for widths multiples of 32 macroblocks
[ffmpeg.git] / libavcodec / amrwbdec.c
1 /*
2  * AMR wideband decoder
3  * Copyright (c) 2010 Marcelo Galvao Povoa
4  *
5  * This file is part of Libav.
6  *
7  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A particular PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 /**
23  * @file
24  * AMR wideband decoder
25  */
26
27 #include "libavutil/channel_layout.h"
28 #include "libavutil/common.h"
29 #include "libavutil/float_dsp.h"
30 #include "libavutil/lfg.h"
31
32 #include "avcodec.h"
33 #include "lsp.h"
34 #include "celp_filters.h"
35 #include "acelp_filters.h"
36 #include "acelp_vectors.h"
37 #include "acelp_pitch_delay.h"
38 #include "internal.h"
39
40 #define AMR_USE_16BIT_TABLES
41 #include "amr.h"
42
43 #include "amrwbdata.h"
44
45 typedef struct AMRWBContext {
46     AMRWBFrame                             frame; ///< AMRWB parameters decoded from bitstream
47     enum Mode                        fr_cur_mode; ///< mode index of current frame
48     uint8_t                           fr_quality; ///< frame quality index (FQI)
49     float                      isf_cur[LP_ORDER]; ///< working ISF vector from current frame
50     float                   isf_q_past[LP_ORDER]; ///< quantized ISF vector of the previous frame
51     float               isf_past_final[LP_ORDER]; ///< final processed ISF vector of the previous frame
52     double                      isp[4][LP_ORDER]; ///< ISP vectors from current frame
53     double               isp_sub4_past[LP_ORDER]; ///< ISP vector for the 4th subframe of the previous frame
54
55     float                   lp_coef[4][LP_ORDER]; ///< Linear Prediction Coefficients from ISP vector
56
57     uint8_t                       base_pitch_lag; ///< integer part of pitch lag for the next relative subframe
58     uint8_t                        pitch_lag_int; ///< integer part of pitch lag of the previous subframe
59
60     float excitation_buf[AMRWB_P_DELAY_MAX + LP_ORDER + 2 + AMRWB_SFR_SIZE]; ///< current excitation and all necessary excitation history
61     float                            *excitation; ///< points to current excitation in excitation_buf[]
62
63     float           pitch_vector[AMRWB_SFR_SIZE]; ///< adaptive codebook (pitch) vector for current subframe
64     float           fixed_vector[AMRWB_SFR_SIZE]; ///< algebraic codebook (fixed) vector for current subframe
65
66     float                    prediction_error[4]; ///< quantified prediction errors {20log10(^gamma_gc)} for previous four subframes
67     float                          pitch_gain[6]; ///< quantified pitch gains for the current and previous five subframes
68     float                          fixed_gain[2]; ///< quantified fixed gains for the current and previous subframes
69
70     float                              tilt_coef; ///< {beta_1} related to the voicing of the previous subframe
71
72     float                 prev_sparse_fixed_gain; ///< previous fixed gain; used by anti-sparseness to determine "onset"
73     uint8_t                    prev_ir_filter_nr; ///< previous impulse response filter "impNr": 0 - strong, 1 - medium, 2 - none
74     float                           prev_tr_gain; ///< previous initial gain used by noise enhancer for threshold
75
76     float samples_az[LP_ORDER + AMRWB_SFR_SIZE];         ///< low-band samples and memory from synthesis at 12.8kHz
77     float samples_up[UPS_MEM_SIZE + AMRWB_SFR_SIZE];     ///< low-band samples and memory processed for upsampling
78     float samples_hb[LP_ORDER_16k + AMRWB_SFR_SIZE_16k]; ///< high-band samples and memory from synthesis at 16kHz
79
80     float          hpf_31_mem[2], hpf_400_mem[2]; ///< previous values in the high pass filters
81     float                           demph_mem[1]; ///< previous value in the de-emphasis filter
82     float               bpf_6_7_mem[HB_FIR_SIZE]; ///< previous values in the high-band band pass filter
83     float                 lpf_7_mem[HB_FIR_SIZE]; ///< previous values in the high-band low pass filter
84
85     AVLFG                                   prng; ///< random number generator for white noise excitation
86     uint8_t                          first_frame; ///< flag active during decoding of the first frame
87 } AMRWBContext;
88
89 static av_cold int amrwb_decode_init(AVCodecContext *avctx)
90 {
91     AMRWBContext *ctx = avctx->priv_data;
92     int i;
93
94     if (avctx->channels > 1) {
95         avpriv_report_missing_feature(avctx, "multi-channel AMR");
96         return AVERROR_PATCHWELCOME;
97     }
98
99     avctx->channels       = 1;
100     avctx->channel_layout = AV_CH_LAYOUT_MONO;
101     avctx->sample_rate    = 16000;
102     avctx->sample_fmt     = AV_SAMPLE_FMT_FLT;
103
104     av_lfg_init(&ctx->prng, 1);
105
106     ctx->excitation  = &ctx->excitation_buf[AMRWB_P_DELAY_MAX + LP_ORDER + 1];
107     ctx->first_frame = 1;
108
109     for (i = 0; i < LP_ORDER; i++)
110         ctx->isf_past_final[i] = isf_init[i] * (1.0f / (1 << 15));
111
112     for (i = 0; i < 4; i++)
113         ctx->prediction_error[i] = MIN_ENERGY;
114
115     return 0;
116 }
117
118 /**
119  * Decode the frame header in the "MIME/storage" format. This format
120  * is simpler and does not carry the auxiliary frame information.
121  *
122  * @param[in] ctx                  The Context
123  * @param[in] buf                  Pointer to the input buffer
124  *
125  * @return The decoded header length in bytes
126  */
127 static int decode_mime_header(AMRWBContext *ctx, const uint8_t *buf)
128 {
129     /* Decode frame header (1st octet) */
130     ctx->fr_cur_mode  = buf[0] >> 3 & 0x0F;
131     ctx->fr_quality   = (buf[0] & 0x4) == 0x4;
132
133     return 1;
134 }
135
136 /**
137  * Decode quantized ISF vectors using 36-bit indexes (6K60 mode only).
138  *
139  * @param[in]  ind                 Array of 5 indexes
140  * @param[out] isf_q               Buffer for isf_q[LP_ORDER]
141  *
142  */
143 static void decode_isf_indices_36b(uint16_t *ind, float *isf_q)
144 {
145     int i;
146
147     for (i = 0; i < 9; i++)
148         isf_q[i]      = dico1_isf[ind[0]][i]      * (1.0f / (1 << 15));
149
150     for (i = 0; i < 7; i++)
151         isf_q[i + 9]  = dico2_isf[ind[1]][i]      * (1.0f / (1 << 15));
152
153     for (i = 0; i < 5; i++)
154         isf_q[i]     += dico21_isf_36b[ind[2]][i] * (1.0f / (1 << 15));
155
156     for (i = 0; i < 4; i++)
157         isf_q[i + 5] += dico22_isf_36b[ind[3]][i] * (1.0f / (1 << 15));
158
159     for (i = 0; i < 7; i++)
160         isf_q[i + 9] += dico23_isf_36b[ind[4]][i] * (1.0f / (1 << 15));
161 }
162
163 /**
164  * Decode quantized ISF vectors using 46-bit indexes (except 6K60 mode).
165  *
166  * @param[in]  ind                 Array of 7 indexes
167  * @param[out] isf_q               Buffer for isf_q[LP_ORDER]
168  *
169  */
170 static void decode_isf_indices_46b(uint16_t *ind, float *isf_q)
171 {
172     int i;
173
174     for (i = 0; i < 9; i++)
175         isf_q[i]       = dico1_isf[ind[0]][i]  * (1.0f / (1 << 15));
176
177     for (i = 0; i < 7; i++)
178         isf_q[i + 9]   = dico2_isf[ind[1]][i]  * (1.0f / (1 << 15));
179
180     for (i = 0; i < 3; i++)
181         isf_q[i]      += dico21_isf[ind[2]][i] * (1.0f / (1 << 15));
182
183     for (i = 0; i < 3; i++)
184         isf_q[i + 3]  += dico22_isf[ind[3]][i] * (1.0f / (1 << 15));
185
186     for (i = 0; i < 3; i++)
187         isf_q[i + 6]  += dico23_isf[ind[4]][i] * (1.0f / (1 << 15));
188
189     for (i = 0; i < 3; i++)
190         isf_q[i + 9]  += dico24_isf[ind[5]][i] * (1.0f / (1 << 15));
191
192     for (i = 0; i < 4; i++)
193         isf_q[i + 12] += dico25_isf[ind[6]][i] * (1.0f / (1 << 15));
194 }
195
196 /**
197  * Apply mean and past ISF values using the prediction factor.
198  * Updates past ISF vector.
199  *
200  * @param[in,out] isf_q            Current quantized ISF
201  * @param[in,out] isf_past         Past quantized ISF
202  *
203  */
204 static void isf_add_mean_and_past(float *isf_q, float *isf_past)
205 {
206     int i;
207     float tmp;
208
209     for (i = 0; i < LP_ORDER; i++) {
210         tmp = isf_q[i];
211         isf_q[i] += isf_mean[i] * (1.0f / (1 << 15));
212         isf_q[i] += PRED_FACTOR * isf_past[i];
213         isf_past[i] = tmp;
214     }
215 }
216
217 /**
218  * Interpolate the fourth ISP vector from current and past frames
219  * to obtain an ISP vector for each subframe.
220  *
221  * @param[in,out] isp_q            ISPs for each subframe
222  * @param[in]     isp4_past        Past ISP for subframe 4
223  */
224 static void interpolate_isp(double isp_q[4][LP_ORDER], const double *isp4_past)
225 {
226     int i, k;
227
228     for (k = 0; k < 3; k++) {
229         float c = isfp_inter[k];
230         for (i = 0; i < LP_ORDER; i++)
231             isp_q[k][i] = (1.0 - c) * isp4_past[i] + c * isp_q[3][i];
232     }
233 }
234
235 /**
236  * Decode an adaptive codebook index into pitch lag (except 6k60, 8k85 modes).
237  * Calculate integer lag and fractional lag always using 1/4 resolution.
238  * In 1st and 3rd subframes the index is relative to last subframe integer lag.
239  *
240  * @param[out]    lag_int          Decoded integer pitch lag
241  * @param[out]    lag_frac         Decoded fractional pitch lag
242  * @param[in]     pitch_index      Adaptive codebook pitch index
243  * @param[in,out] base_lag_int     Base integer lag used in relative subframes
244  * @param[in]     subframe         Current subframe index (0 to 3)
245  */
246 static void decode_pitch_lag_high(int *lag_int, int *lag_frac, int pitch_index,
247                                   uint8_t *base_lag_int, int subframe)
248 {
249     if (subframe == 0 || subframe == 2) {
250         if (pitch_index < 376) {
251             *lag_int  = (pitch_index + 137) >> 2;
252             *lag_frac = pitch_index - (*lag_int << 2) + 136;
253         } else if (pitch_index < 440) {
254             *lag_int  = (pitch_index + 257 - 376) >> 1;
255             *lag_frac = (pitch_index - (*lag_int << 1) + 256 - 376) << 1;
256             /* the actual resolution is 1/2 but expressed as 1/4 */
257         } else {
258             *lag_int  = pitch_index - 280;
259             *lag_frac = 0;
260         }
261         /* minimum lag for next subframe */
262         *base_lag_int = av_clip(*lag_int - 8 - (*lag_frac < 0),
263                                 AMRWB_P_DELAY_MIN, AMRWB_P_DELAY_MAX - 15);
264         // XXX: the spec states clearly that *base_lag_int should be
265         // the nearest integer to *lag_int (minus 8), but the ref code
266         // actually always uses its floor, I'm following the latter
267     } else {
268         *lag_int  = (pitch_index + 1) >> 2;
269         *lag_frac = pitch_index - (*lag_int << 2);
270         *lag_int += *base_lag_int;
271     }
272 }
273
274 /**
275  * Decode an adaptive codebook index into pitch lag for 8k85 and 6k60 modes.
276  * The description is analogous to decode_pitch_lag_high, but in 6k60 the
277  * relative index is used for all subframes except the first.
278  */
279 static void decode_pitch_lag_low(int *lag_int, int *lag_frac, int pitch_index,
280                                  uint8_t *base_lag_int, int subframe, enum Mode mode)
281 {
282     if (subframe == 0 || (subframe == 2 && mode != MODE_6k60)) {
283         if (pitch_index < 116) {
284             *lag_int  = (pitch_index + 69) >> 1;
285             *lag_frac = (pitch_index - (*lag_int << 1) + 68) << 1;
286         } else {
287             *lag_int  = pitch_index - 24;
288             *lag_frac = 0;
289         }
290         // XXX: same problem as before
291         *base_lag_int = av_clip(*lag_int - 8 - (*lag_frac < 0),
292                                 AMRWB_P_DELAY_MIN, AMRWB_P_DELAY_MAX - 15);
293     } else {
294         *lag_int  = (pitch_index + 1) >> 1;
295         *lag_frac = (pitch_index - (*lag_int << 1)) << 1;
296         *lag_int += *base_lag_int;
297     }
298 }
299
300 /**
301  * Find the pitch vector by interpolating the past excitation at the
302  * pitch delay, which is obtained in this function.
303  *
304  * @param[in,out] ctx              The context
305  * @param[in]     amr_subframe     Current subframe data
306  * @param[in]     subframe         Current subframe index (0 to 3)
307  */
308 static void decode_pitch_vector(AMRWBContext *ctx,
309                                 const AMRWBSubFrame *amr_subframe,
310                                 const int subframe)
311 {
312     int pitch_lag_int, pitch_lag_frac;
313     int i;
314     float *exc     = ctx->excitation;
315     enum Mode mode = ctx->fr_cur_mode;
316
317     if (mode <= MODE_8k85) {
318         decode_pitch_lag_low(&pitch_lag_int, &pitch_lag_frac, amr_subframe->adap,
319                               &ctx->base_pitch_lag, subframe, mode);
320     } else
321         decode_pitch_lag_high(&pitch_lag_int, &pitch_lag_frac, amr_subframe->adap,
322                               &ctx->base_pitch_lag, subframe);
323
324     ctx->pitch_lag_int = pitch_lag_int;
325     pitch_lag_int += pitch_lag_frac > 0;
326
327     /* Calculate the pitch vector by interpolating the past excitation at the
328        pitch lag using a hamming windowed sinc function */
329     ff_acelp_interpolatef(exc, exc + 1 - pitch_lag_int,
330                           ac_inter, 4,
331                           pitch_lag_frac + (pitch_lag_frac > 0 ? 0 : 4),
332                           LP_ORDER, AMRWB_SFR_SIZE + 1);
333
334     /* Check which pitch signal path should be used
335      * 6k60 and 8k85 modes have the ltp flag set to 0 */
336     if (amr_subframe->ltp) {
337         memcpy(ctx->pitch_vector, exc, AMRWB_SFR_SIZE * sizeof(float));
338     } else {
339         for (i = 0; i < AMRWB_SFR_SIZE; i++)
340             ctx->pitch_vector[i] = 0.18 * exc[i - 1] + 0.64 * exc[i] +
341                                    0.18 * exc[i + 1];
342         memcpy(exc, ctx->pitch_vector, AMRWB_SFR_SIZE * sizeof(float));
343     }
344 }
345
346 /** Get x bits in the index interval [lsb,lsb+len-1] inclusive */
347 #define BIT_STR(x,lsb,len) (((x) >> (lsb)) & ((1 << (len)) - 1))
348
349 /** Get the bit at specified position */
350 #define BIT_POS(x, p) (((x) >> (p)) & 1)
351
352 /**
353  * The next six functions decode_[i]p_track decode exactly i pulses
354  * positions and amplitudes (-1 or 1) in a subframe track using
355  * an encoded pulse indexing (TS 26.190 section 5.8.2).
356  *
357  * The results are given in out[], in which a negative number means
358  * amplitude -1 and vice versa (i.e., ampl(x) = x / abs(x) ).
359  *
360  * @param[out] out                 Output buffer (writes i elements)
361  * @param[in]  code                Pulse index (no. of bits varies, see below)
362  * @param[in]  m                   (log2) Number of potential positions
363  * @param[in]  off                 Offset for decoded positions
364  */
365 static inline void decode_1p_track(int *out, int code, int m, int off)
366 {
367     int pos = BIT_STR(code, 0, m) + off; ///code: m+1 bits
368
369     out[0] = BIT_POS(code, m) ? -pos : pos;
370 }
371
372 static inline void decode_2p_track(int *out, int code, int m, int off) ///code: 2m+1 bits
373 {
374     int pos0 = BIT_STR(code, m, m) + off;
375     int pos1 = BIT_STR(code, 0, m) + off;
376
377     out[0] = BIT_POS(code, 2*m) ? -pos0 : pos0;
378     out[1] = BIT_POS(code, 2*m) ? -pos1 : pos1;
379     out[1] = pos0 > pos1 ? -out[1] : out[1];
380 }
381
382 static void decode_3p_track(int *out, int code, int m, int off) ///code: 3m+1 bits
383 {
384     int half_2p = BIT_POS(code, 2*m - 1) << (m - 1);
385
386     decode_2p_track(out, BIT_STR(code, 0, 2*m - 1),
387                     m - 1, off + half_2p);
388     decode_1p_track(out + 2, BIT_STR(code, 2*m, m + 1), m, off);
389 }
390
391 static void decode_4p_track(int *out, int code, int m, int off) ///code: 4m bits
392 {
393     int half_4p, subhalf_2p;
394     int b_offset = 1 << (m - 1);
395
396     switch (BIT_STR(code, 4*m - 2, 2)) { /* case ID (2 bits) */
397     case 0: /* 0 pulses in A, 4 pulses in B or vice versa */
398         half_4p = BIT_POS(code, 4*m - 3) << (m - 1); // which has 4 pulses
399         subhalf_2p = BIT_POS(code, 2*m - 3) << (m - 2);
400
401         decode_2p_track(out, BIT_STR(code, 0, 2*m - 3),
402                         m - 2, off + half_4p + subhalf_2p);
403         decode_2p_track(out + 2, BIT_STR(code, 2*m - 2, 2*m - 1),
404                         m - 1, off + half_4p);
405         break;
406     case 1: /* 1 pulse in A, 3 pulses in B */
407         decode_1p_track(out, BIT_STR(code,  3*m - 2, m),
408                         m - 1, off);
409         decode_3p_track(out + 1, BIT_STR(code, 0, 3*m - 2),
410                         m - 1, off + b_offset);
411         break;
412     case 2: /* 2 pulses in each half */
413         decode_2p_track(out, BIT_STR(code, 2*m - 1, 2*m - 1),
414                         m - 1, off);
415         decode_2p_track(out + 2, BIT_STR(code, 0, 2*m - 1),
416                         m - 1, off + b_offset);
417         break;
418     case 3: /* 3 pulses in A, 1 pulse in B */
419         decode_3p_track(out, BIT_STR(code, m, 3*m - 2),
420                         m - 1, off);
421         decode_1p_track(out + 3, BIT_STR(code, 0, m),
422                         m - 1, off + b_offset);
423         break;
424     }
425 }
426
427 static void decode_5p_track(int *out, int code, int m, int off) ///code: 5m bits
428 {
429     int half_3p = BIT_POS(code, 5*m - 1) << (m - 1);
430
431     decode_3p_track(out, BIT_STR(code, 2*m + 1, 3*m - 2),
432                     m - 1, off + half_3p);
433
434     decode_2p_track(out + 3, BIT_STR(code, 0, 2*m + 1), m, off);
435 }
436
437 static void decode_6p_track(int *out, int code, int m, int off) ///code: 6m-2 bits
438 {
439     int b_offset = 1 << (m - 1);
440     /* which half has more pulses in cases 0 to 2 */
441     int half_more  = BIT_POS(code, 6*m - 5) << (m - 1);
442     int half_other = b_offset - half_more;
443
444     switch (BIT_STR(code, 6*m - 4, 2)) { /* case ID (2 bits) */
445     case 0: /* 0 pulses in A, 6 pulses in B or vice versa */
446         decode_1p_track(out, BIT_STR(code, 0, m),
447                         m - 1, off + half_more);
448         decode_5p_track(out + 1, BIT_STR(code, m, 5*m - 5),
449                         m - 1, off + half_more);
450         break;
451     case 1: /* 1 pulse in A, 5 pulses in B or vice versa */
452         decode_1p_track(out, BIT_STR(code, 0, m),
453                         m - 1, off + half_other);
454         decode_5p_track(out + 1, BIT_STR(code, m, 5*m - 5),
455                         m - 1, off + half_more);
456         break;
457     case 2: /* 2 pulses in A, 4 pulses in B or vice versa */
458         decode_2p_track(out, BIT_STR(code, 0, 2*m - 1),
459                         m - 1, off + half_other);
460         decode_4p_track(out + 2, BIT_STR(code, 2*m - 1, 4*m - 4),
461                         m - 1, off + half_more);
462         break;
463     case 3: /* 3 pulses in A, 3 pulses in B */
464         decode_3p_track(out, BIT_STR(code, 3*m - 2, 3*m - 2),
465                         m - 1, off);
466         decode_3p_track(out + 3, BIT_STR(code, 0, 3*m - 2),
467                         m - 1, off + b_offset);
468         break;
469     }
470 }
471
472 /**
473  * Decode the algebraic codebook index to pulse positions and signs,
474  * then construct the algebraic codebook vector.
475  *
476  * @param[out] fixed_vector        Buffer for the fixed codebook excitation
477  * @param[in]  pulse_hi            MSBs part of the pulse index array (higher modes only)
478  * @param[in]  pulse_lo            LSBs part of the pulse index array
479  * @param[in]  mode                Mode of the current frame
480  */
481 static void decode_fixed_vector(float *fixed_vector, const uint16_t *pulse_hi,
482                                 const uint16_t *pulse_lo, const enum Mode mode)
483 {
484     /* sig_pos stores for each track the decoded pulse position indexes
485      * (1-based) multiplied by its corresponding amplitude (+1 or -1) */
486     int sig_pos[4][6];
487     int spacing = (mode == MODE_6k60) ? 2 : 4;
488     int i, j;
489
490     switch (mode) {
491     case MODE_6k60:
492         for (i = 0; i < 2; i++)
493             decode_1p_track(sig_pos[i], pulse_lo[i], 5, 1);
494         break;
495     case MODE_8k85:
496         for (i = 0; i < 4; i++)
497             decode_1p_track(sig_pos[i], pulse_lo[i], 4, 1);
498         break;
499     case MODE_12k65:
500         for (i = 0; i < 4; i++)
501             decode_2p_track(sig_pos[i], pulse_lo[i], 4, 1);
502         break;
503     case MODE_14k25:
504         for (i = 0; i < 2; i++)
505             decode_3p_track(sig_pos[i], pulse_lo[i], 4, 1);
506         for (i = 2; i < 4; i++)
507             decode_2p_track(sig_pos[i], pulse_lo[i], 4, 1);
508         break;
509     case MODE_15k85:
510         for (i = 0; i < 4; i++)
511             decode_3p_track(sig_pos[i], pulse_lo[i], 4, 1);
512         break;
513     case MODE_18k25:
514         for (i = 0; i < 4; i++)
515             decode_4p_track(sig_pos[i], (int) pulse_lo[i] +
516                            ((int) pulse_hi[i] << 14), 4, 1);
517         break;
518     case MODE_19k85:
519         for (i = 0; i < 2; i++)
520             decode_5p_track(sig_pos[i], (int) pulse_lo[i] +
521                            ((int) pulse_hi[i] << 10), 4, 1);
522         for (i = 2; i < 4; i++)
523             decode_4p_track(sig_pos[i], (int) pulse_lo[i] +
524                            ((int) pulse_hi[i] << 14), 4, 1);
525         break;
526     case MODE_23k05:
527     case MODE_23k85:
528         for (i = 0; i < 4; i++)
529             decode_6p_track(sig_pos[i], (int) pulse_lo[i] +
530                            ((int) pulse_hi[i] << 11), 4, 1);
531         break;
532     }
533
534     memset(fixed_vector, 0, sizeof(float) * AMRWB_SFR_SIZE);
535
536     for (i = 0; i < 4; i++)
537         for (j = 0; j < pulses_nb_per_mode_tr[mode][i]; j++) {
538             int pos = (FFABS(sig_pos[i][j]) - 1) * spacing + i;
539
540             fixed_vector[pos] += sig_pos[i][j] < 0 ? -1.0 : 1.0;
541         }
542 }
543
544 /**
545  * Decode pitch gain and fixed gain correction factor.
546  *
547  * @param[in]  vq_gain             Vector-quantized index for gains
548  * @param[in]  mode                Mode of the current frame
549  * @param[out] fixed_gain_factor   Decoded fixed gain correction factor
550  * @param[out] pitch_gain          Decoded pitch gain
551  */
552 static void decode_gains(const uint8_t vq_gain, const enum Mode mode,
553                          float *fixed_gain_factor, float *pitch_gain)
554 {
555     const int16_t *gains = (mode <= MODE_8k85 ? qua_gain_6b[vq_gain] :
556                                                 qua_gain_7b[vq_gain]);
557
558     *pitch_gain        = gains[0] * (1.0f / (1 << 14));
559     *fixed_gain_factor = gains[1] * (1.0f / (1 << 11));
560 }
561
562 /**
563  * Apply pitch sharpening filters to the fixed codebook vector.
564  *
565  * @param[in]     ctx              The context
566  * @param[in,out] fixed_vector     Fixed codebook excitation
567  */
568 // XXX: Spec states this procedure should be applied when the pitch
569 // lag is less than 64, but this checking seems absent in reference and AMR-NB
570 static void pitch_sharpening(AMRWBContext *ctx, float *fixed_vector)
571 {
572     int i;
573
574     /* Tilt part */
575     for (i = AMRWB_SFR_SIZE - 1; i != 0; i--)
576         fixed_vector[i] -= fixed_vector[i - 1] * ctx->tilt_coef;
577
578     /* Periodicity enhancement part */
579     for (i = ctx->pitch_lag_int; i < AMRWB_SFR_SIZE; i++)
580         fixed_vector[i] += fixed_vector[i - ctx->pitch_lag_int] * 0.85;
581 }
582
583 /**
584  * Calculate the voicing factor (-1.0 = unvoiced to 1.0 = voiced).
585  *
586  * @param[in] p_vector, f_vector   Pitch and fixed excitation vectors
587  * @param[in] p_gain, f_gain       Pitch and fixed gains
588  */
589 // XXX: There is something wrong with the precision here! The magnitudes
590 // of the energies are not correct. Please check the reference code carefully
591 static float voice_factor(float *p_vector, float p_gain,
592                           float *f_vector, float f_gain)
593 {
594     double p_ener = (double) avpriv_scalarproduct_float_c(p_vector, p_vector,
595                                                           AMRWB_SFR_SIZE) *
596                     p_gain * p_gain;
597     double f_ener = (double) avpriv_scalarproduct_float_c(f_vector, f_vector,
598                                                           AMRWB_SFR_SIZE) *
599                     f_gain * f_gain;
600
601     return (p_ener - f_ener) / (p_ener + f_ener);
602 }
603
604 /**
605  * Reduce fixed vector sparseness by smoothing with one of three IR filters,
606  * also known as "adaptive phase dispersion".
607  *
608  * @param[in]     ctx              The context
609  * @param[in,out] fixed_vector     Unfiltered fixed vector
610  * @param[out]    buf              Space for modified vector if necessary
611  *
612  * @return The potentially overwritten filtered fixed vector address
613  */
614 static float *anti_sparseness(AMRWBContext *ctx,
615                               float *fixed_vector, float *buf)
616 {
617     int ir_filter_nr;
618
619     if (ctx->fr_cur_mode > MODE_8k85) // no filtering in higher modes
620         return fixed_vector;
621
622     if (ctx->pitch_gain[0] < 0.6) {
623         ir_filter_nr = 0;      // strong filtering
624     } else if (ctx->pitch_gain[0] < 0.9) {
625         ir_filter_nr = 1;      // medium filtering
626     } else
627         ir_filter_nr = 2;      // no filtering
628
629     /* detect 'onset' */
630     if (ctx->fixed_gain[0] > 3.0 * ctx->fixed_gain[1]) {
631         if (ir_filter_nr < 2)
632             ir_filter_nr++;
633     } else {
634         int i, count = 0;
635
636         for (i = 0; i < 6; i++)
637             if (ctx->pitch_gain[i] < 0.6)
638                 count++;
639
640         if (count > 2)
641             ir_filter_nr = 0;
642
643         if (ir_filter_nr > ctx->prev_ir_filter_nr + 1)
644             ir_filter_nr--;
645     }
646
647     /* update ir filter strength history */
648     ctx->prev_ir_filter_nr = ir_filter_nr;
649
650     ir_filter_nr += (ctx->fr_cur_mode == MODE_8k85);
651
652     if (ir_filter_nr < 2) {
653         int i;
654         const float *coef = ir_filters_lookup[ir_filter_nr];
655
656         /* Circular convolution code in the reference
657          * decoder was modified to avoid using one
658          * extra array. The filtered vector is given by:
659          *
660          * c2(n) = sum(i,0,len-1){ c(i) * coef( (n - i + len) % len ) }
661          */
662
663         memset(buf, 0, sizeof(float) * AMRWB_SFR_SIZE);
664         for (i = 0; i < AMRWB_SFR_SIZE; i++)
665             if (fixed_vector[i])
666                 ff_celp_circ_addf(buf, buf, coef, i, fixed_vector[i],
667                                   AMRWB_SFR_SIZE);
668         fixed_vector = buf;
669     }
670
671     return fixed_vector;
672 }
673
674 /**
675  * Calculate a stability factor {teta} based on distance between
676  * current and past isf. A value of 1 shows maximum signal stability.
677  */
678 static float stability_factor(const float *isf, const float *isf_past)
679 {
680     int i;
681     float acc = 0.0;
682
683     for (i = 0; i < LP_ORDER - 1; i++)
684         acc += (isf[i] - isf_past[i]) * (isf[i] - isf_past[i]);
685
686     // XXX: This part is not so clear from the reference code
687     // the result is more accurate changing the "/ 256" to "* 512"
688     return FFMAX(0.0, 1.25 - acc * 0.8 * 512);
689 }
690
691 /**
692  * Apply a non-linear fixed gain smoothing in order to reduce
693  * fluctuation in the energy of excitation.
694  *
695  * @param[in]     fixed_gain       Unsmoothed fixed gain
696  * @param[in,out] prev_tr_gain     Previous threshold gain (updated)
697  * @param[in]     voice_fac        Frame voicing factor
698  * @param[in]     stab_fac         Frame stability factor
699  *
700  * @return The smoothed gain
701  */
702 static float noise_enhancer(float fixed_gain, float *prev_tr_gain,
703                             float voice_fac,  float stab_fac)
704 {
705     float sm_fac = 0.5 * (1 - voice_fac) * stab_fac;
706     float g0;
707
708     // XXX: the following fixed-point constants used to in(de)crement
709     // gain by 1.5dB were taken from the reference code, maybe it could
710     // be simpler
711     if (fixed_gain < *prev_tr_gain) {
712         g0 = FFMIN(*prev_tr_gain, fixed_gain + fixed_gain *
713                      (6226 * (1.0f / (1 << 15)))); // +1.5 dB
714     } else
715         g0 = FFMAX(*prev_tr_gain, fixed_gain *
716                     (27536 * (1.0f / (1 << 15)))); // -1.5 dB
717
718     *prev_tr_gain = g0; // update next frame threshold
719
720     return sm_fac * g0 + (1 - sm_fac) * fixed_gain;
721 }
722
723 /**
724  * Filter the fixed_vector to emphasize the higher frequencies.
725  *
726  * @param[in,out] fixed_vector     Fixed codebook vector
727  * @param[in]     voice_fac        Frame voicing factor
728  */
729 static void pitch_enhancer(float *fixed_vector, float voice_fac)
730 {
731     int i;
732     float cpe  = 0.125 * (1 + voice_fac);
733     float last = fixed_vector[0]; // holds c(i - 1)
734
735     fixed_vector[0] -= cpe * fixed_vector[1];
736
737     for (i = 1; i < AMRWB_SFR_SIZE - 1; i++) {
738         float cur = fixed_vector[i];
739
740         fixed_vector[i] -= cpe * (last + fixed_vector[i + 1]);
741         last = cur;
742     }
743
744     fixed_vector[AMRWB_SFR_SIZE - 1] -= cpe * last;
745 }
746
747 /**
748  * Conduct 16th order linear predictive coding synthesis from excitation.
749  *
750  * @param[in]     ctx              Pointer to the AMRWBContext
751  * @param[in]     lpc              Pointer to the LPC coefficients
752  * @param[out]    excitation       Buffer for synthesis final excitation
753  * @param[in]     fixed_gain       Fixed codebook gain for synthesis
754  * @param[in]     fixed_vector     Algebraic codebook vector
755  * @param[in,out] samples          Pointer to the output samples and memory
756  */
757 static void synthesis(AMRWBContext *ctx, float *lpc, float *excitation,
758                       float fixed_gain, const float *fixed_vector,
759                       float *samples)
760 {
761     ff_weighted_vector_sumf(excitation, ctx->pitch_vector, fixed_vector,
762                             ctx->pitch_gain[0], fixed_gain, AMRWB_SFR_SIZE);
763
764     /* emphasize pitch vector contribution in low bitrate modes */
765     if (ctx->pitch_gain[0] > 0.5 && ctx->fr_cur_mode <= MODE_8k85) {
766         int i;
767         float energy = avpriv_scalarproduct_float_c(excitation, excitation,
768                                                     AMRWB_SFR_SIZE);
769
770         // XXX: Weird part in both ref code and spec. A unknown parameter
771         // {beta} seems to be identical to the current pitch gain
772         float pitch_factor = 0.25 * ctx->pitch_gain[0] * ctx->pitch_gain[0];
773
774         for (i = 0; i < AMRWB_SFR_SIZE; i++)
775             excitation[i] += pitch_factor * ctx->pitch_vector[i];
776
777         ff_scale_vector_to_given_sum_of_squares(excitation, excitation,
778                                                 energy, AMRWB_SFR_SIZE);
779     }
780
781     ff_celp_lp_synthesis_filterf(samples, lpc, excitation,
782                                  AMRWB_SFR_SIZE, LP_ORDER);
783 }
784
785 /**
786  * Apply to synthesis a de-emphasis filter of the form:
787  * H(z) = 1 / (1 - m * z^-1)
788  *
789  * @param[out]    out              Output buffer
790  * @param[in]     in               Input samples array with in[-1]
791  * @param[in]     m                Filter coefficient
792  * @param[in,out] mem              State from last filtering
793  */
794 static void de_emphasis(float *out, float *in, float m, float mem[1])
795 {
796     int i;
797
798     out[0] = in[0] + m * mem[0];
799
800     for (i = 1; i < AMRWB_SFR_SIZE; i++)
801          out[i] = in[i] + out[i - 1] * m;
802
803     mem[0] = out[AMRWB_SFR_SIZE - 1];
804 }
805
806 /**
807  * Upsample a signal by 5/4 ratio (from 12.8kHz to 16kHz) using
808  * a FIR interpolation filter. Uses past data from before *in address.
809  *
810  * @param[out] out                 Buffer for interpolated signal
811  * @param[in]  in                  Current signal data (length 0.8*o_size)
812  * @param[in]  o_size              Output signal length
813  */
814 static void upsample_5_4(float *out, const float *in, int o_size)
815 {
816     const float *in0 = in - UPS_FIR_SIZE + 1;
817     int i, j, k;
818     int int_part = 0, frac_part;
819
820     i = 0;
821     for (j = 0; j < o_size / 5; j++) {
822         out[i] = in[int_part];
823         frac_part = 4;
824         i++;
825
826         for (k = 1; k < 5; k++) {
827             out[i] = avpriv_scalarproduct_float_c(in0 + int_part,
828                                                   upsample_fir[4 - frac_part],
829                                                   UPS_MEM_SIZE);
830             int_part++;
831             frac_part--;
832             i++;
833         }
834     }
835 }
836
837 /**
838  * Calculate the high-band gain based on encoded index (23k85 mode) or
839  * on the low-band speech signal and the Voice Activity Detection flag.
840  *
841  * @param[in] ctx                  The context
842  * @param[in] synth                LB speech synthesis at 12.8k
843  * @param[in] hb_idx               Gain index for mode 23k85 only
844  * @param[in] vad                  VAD flag for the frame
845  */
846 static float find_hb_gain(AMRWBContext *ctx, const float *synth,
847                           uint16_t hb_idx, uint8_t vad)
848 {
849     int wsp = (vad > 0);
850     float tilt;
851
852     if (ctx->fr_cur_mode == MODE_23k85)
853         return qua_hb_gain[hb_idx] * (1.0f / (1 << 14));
854
855     tilt = avpriv_scalarproduct_float_c(synth, synth + 1, AMRWB_SFR_SIZE - 1) /
856            avpriv_scalarproduct_float_c(synth, synth, AMRWB_SFR_SIZE);
857
858     /* return gain bounded by [0.1, 1.0] */
859     return av_clipf((1.0 - FFMAX(0.0, tilt)) * (1.25 - 0.25 * wsp), 0.1, 1.0);
860 }
861
862 /**
863  * Generate the high-band excitation with the same energy from the lower
864  * one and scaled by the given gain.
865  *
866  * @param[in]  ctx                 The context
867  * @param[out] hb_exc              Buffer for the excitation
868  * @param[in]  synth_exc           Low-band excitation used for synthesis
869  * @param[in]  hb_gain             Wanted excitation gain
870  */
871 static void scaled_hb_excitation(AMRWBContext *ctx, float *hb_exc,
872                                  const float *synth_exc, float hb_gain)
873 {
874     int i;
875     float energy = avpriv_scalarproduct_float_c(synth_exc, synth_exc,
876                                                 AMRWB_SFR_SIZE);
877
878     /* Generate a white-noise excitation */
879     for (i = 0; i < AMRWB_SFR_SIZE_16k; i++)
880         hb_exc[i] = 32768.0 - (uint16_t) av_lfg_get(&ctx->prng);
881
882     ff_scale_vector_to_given_sum_of_squares(hb_exc, hb_exc,
883                                             energy * hb_gain * hb_gain,
884                                             AMRWB_SFR_SIZE_16k);
885 }
886
887 /**
888  * Calculate the auto-correlation for the ISF difference vector.
889  */
890 static float auto_correlation(float *diff_isf, float mean, int lag)
891 {
892     int i;
893     float sum = 0.0;
894
895     for (i = 7; i < LP_ORDER - 2; i++) {
896         float prod = (diff_isf[i] - mean) * (diff_isf[i - lag] - mean);
897         sum += prod * prod;
898     }
899     return sum;
900 }
901
902 /**
903  * Extrapolate a ISF vector to the 16kHz range (20th order LP)
904  * used at mode 6k60 LP filter for the high frequency band.
905  *
906  * @param[out] isf Buffer for extrapolated isf; contains LP_ORDER
907  *                 values on input
908  */
909 static void extrapolate_isf(float isf[LP_ORDER_16k])
910 {
911     float diff_isf[LP_ORDER - 2], diff_mean;
912     float corr_lag[3];
913     float est, scale;
914     int i, j, i_max_corr;
915
916     isf[LP_ORDER_16k - 1] = isf[LP_ORDER - 1];
917
918     /* Calculate the difference vector */
919     for (i = 0; i < LP_ORDER - 2; i++)
920         diff_isf[i] = isf[i + 1] - isf[i];
921
922     diff_mean = 0.0;
923     for (i = 2; i < LP_ORDER - 2; i++)
924         diff_mean += diff_isf[i] * (1.0f / (LP_ORDER - 4));
925
926     /* Find which is the maximum autocorrelation */
927     i_max_corr = 0;
928     for (i = 0; i < 3; i++) {
929         corr_lag[i] = auto_correlation(diff_isf, diff_mean, i + 2);
930
931         if (corr_lag[i] > corr_lag[i_max_corr])
932             i_max_corr = i;
933     }
934     i_max_corr++;
935
936     for (i = LP_ORDER - 1; i < LP_ORDER_16k - 1; i++)
937         isf[i] = isf[i - 1] + isf[i - 1 - i_max_corr]
938                             - isf[i - 2 - i_max_corr];
939
940     /* Calculate an estimate for ISF(18) and scale ISF based on the error */
941     est   = 7965 + (isf[2] - isf[3] - isf[4]) / 6.0;
942     scale = 0.5 * (FFMIN(est, 7600) - isf[LP_ORDER - 2]) /
943             (isf[LP_ORDER_16k - 2] - isf[LP_ORDER - 2]);
944
945     for (i = LP_ORDER - 1, j = 0; i < LP_ORDER_16k - 1; i++, j++)
946         diff_isf[j] = scale * (isf[i] - isf[i - 1]);
947
948     /* Stability insurance */
949     for (i = 1; i < LP_ORDER_16k - LP_ORDER; i++)
950         if (diff_isf[i] + diff_isf[i - 1] < 5.0) {
951             if (diff_isf[i] > diff_isf[i - 1]) {
952                 diff_isf[i - 1] = 5.0 - diff_isf[i];
953             } else
954                 diff_isf[i] = 5.0 - diff_isf[i - 1];
955         }
956
957     for (i = LP_ORDER - 1, j = 0; i < LP_ORDER_16k - 1; i++, j++)
958         isf[i] = isf[i - 1] + diff_isf[j] * (1.0f / (1 << 15));
959
960     /* Scale the ISF vector for 16000 Hz */
961     for (i = 0; i < LP_ORDER_16k - 1; i++)
962         isf[i] *= 0.8;
963 }
964
965 /**
966  * Spectral expand the LP coefficients using the equation:
967  *   y[i] = x[i] * (gamma ** i)
968  *
969  * @param[out] out                 Output buffer (may use input array)
970  * @param[in]  lpc                 LP coefficients array
971  * @param[in]  gamma               Weighting factor
972  * @param[in]  size                LP array size
973  */
974 static void lpc_weighting(float *out, const float *lpc, float gamma, int size)
975 {
976     int i;
977     float fac = gamma;
978
979     for (i = 0; i < size; i++) {
980         out[i] = lpc[i] * fac;
981         fac   *= gamma;
982     }
983 }
984
985 /**
986  * Conduct 20th order linear predictive coding synthesis for the high
987  * frequency band excitation at 16kHz.
988  *
989  * @param[in]     ctx              The context
990  * @param[in]     subframe         Current subframe index (0 to 3)
991  * @param[in,out] samples          Pointer to the output speech samples
992  * @param[in]     exc              Generated white-noise scaled excitation
993  * @param[in]     isf              Current frame isf vector
994  * @param[in]     isf_past         Past frame final isf vector
995  */
996 static void hb_synthesis(AMRWBContext *ctx, int subframe, float *samples,
997                          const float *exc, const float *isf, const float *isf_past)
998 {
999     float hb_lpc[LP_ORDER_16k];
1000     enum Mode mode = ctx->fr_cur_mode;
1001
1002     if (mode == MODE_6k60) {
1003         float e_isf[LP_ORDER_16k]; // ISF vector for extrapolation
1004         double e_isp[LP_ORDER_16k];
1005
1006         ff_weighted_vector_sumf(e_isf, isf_past, isf, isfp_inter[subframe],
1007                                 1.0 - isfp_inter[subframe], LP_ORDER);
1008
1009         extrapolate_isf(e_isf);
1010
1011         e_isf[LP_ORDER_16k - 1] *= 2.0;
1012         ff_acelp_lsf2lspd(e_isp, e_isf, LP_ORDER_16k);
1013         ff_amrwb_lsp2lpc(e_isp, hb_lpc, LP_ORDER_16k);
1014
1015         lpc_weighting(hb_lpc, hb_lpc, 0.9, LP_ORDER_16k);
1016     } else {
1017         lpc_weighting(hb_lpc, ctx->lp_coef[subframe], 0.6, LP_ORDER);
1018     }
1019
1020     ff_celp_lp_synthesis_filterf(samples, hb_lpc, exc, AMRWB_SFR_SIZE_16k,
1021                                  (mode == MODE_6k60) ? LP_ORDER_16k : LP_ORDER);
1022 }
1023
1024 /**
1025  * Apply a 15th order filter to high-band samples.
1026  * The filter characteristic depends on the given coefficients.
1027  *
1028  * @param[out]    out              Buffer for filtered output
1029  * @param[in]     fir_coef         Filter coefficients
1030  * @param[in,out] mem              State from last filtering (updated)
1031  * @param[in]     in               Input speech data (high-band)
1032  *
1033  * @remark It is safe to pass the same array in in and out parameters
1034  */
1035 static void hb_fir_filter(float *out, const float fir_coef[HB_FIR_SIZE + 1],
1036                           float mem[HB_FIR_SIZE], const float *in)
1037 {
1038     int i, j;
1039     float data[AMRWB_SFR_SIZE_16k + HB_FIR_SIZE]; // past and current samples
1040
1041     memcpy(data, mem, HB_FIR_SIZE * sizeof(float));
1042     memcpy(data + HB_FIR_SIZE, in, AMRWB_SFR_SIZE_16k * sizeof(float));
1043
1044     for (i = 0; i < AMRWB_SFR_SIZE_16k; i++) {
1045         out[i] = 0.0;
1046         for (j = 0; j <= HB_FIR_SIZE; j++)
1047             out[i] += data[i + j] * fir_coef[j];
1048     }
1049
1050     memcpy(mem, data + AMRWB_SFR_SIZE_16k, HB_FIR_SIZE * sizeof(float));
1051 }
1052
1053 /**
1054  * Update context state before the next subframe.
1055  */
1056 static void update_sub_state(AMRWBContext *ctx)
1057 {
1058     memmove(&ctx->excitation_buf[0], &ctx->excitation_buf[AMRWB_SFR_SIZE],
1059             (AMRWB_P_DELAY_MAX + LP_ORDER + 1) * sizeof(float));
1060
1061     memmove(&ctx->pitch_gain[1], &ctx->pitch_gain[0], 5 * sizeof(float));
1062     memmove(&ctx->fixed_gain[1], &ctx->fixed_gain[0], 1 * sizeof(float));
1063
1064     memmove(&ctx->samples_az[0], &ctx->samples_az[AMRWB_SFR_SIZE],
1065             LP_ORDER * sizeof(float));
1066     memmove(&ctx->samples_up[0], &ctx->samples_up[AMRWB_SFR_SIZE],
1067             UPS_MEM_SIZE * sizeof(float));
1068     memmove(&ctx->samples_hb[0], &ctx->samples_hb[AMRWB_SFR_SIZE_16k],
1069             LP_ORDER_16k * sizeof(float));
1070 }
1071
1072 static int amrwb_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
1073                               int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
1074 {
1075     AMRWBContext *ctx  = avctx->priv_data;
1076     AVFrame *frame     = data;
1077     AMRWBFrame   *cf   = &ctx->frame;
1078     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1079     int buf_size       = avpkt->size;
1080     int expected_fr_size, header_size;
1081     float *buf_out;
1082     float spare_vector[AMRWB_SFR_SIZE];      // extra stack space to hold result from anti-sparseness processing
1083     float fixed_gain_factor;                 // fixed gain correction factor (gamma)
1084     float *synth_fixed_vector;               // pointer to the fixed vector that synthesis should use
1085     float synth_fixed_gain;                  // the fixed gain that synthesis should use
1086     float voice_fac, stab_fac;               // parameters used for gain smoothing
1087     float synth_exc[AMRWB_SFR_SIZE];         // post-processed excitation for synthesis
1088     float hb_exc[AMRWB_SFR_SIZE_16k];        // excitation for the high frequency band
1089     float hb_samples[AMRWB_SFR_SIZE_16k];    // filtered high-band samples from synthesis
1090     float hb_gain;
1091     int sub, i, ret;
1092
1093     /* get output buffer */
1094     frame->nb_samples = 4 * AMRWB_SFR_SIZE_16k;
1095     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0) {
1096         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
1097         return ret;
1098     }
1099     buf_out = (float *)frame->data[0];
1100
1101     header_size      = decode_mime_header(ctx, buf);
1102     if (ctx->fr_cur_mode > MODE_SID) {
1103         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
1104                "Invalid mode %d\n", ctx->fr_cur_mode);
1105         return AVERROR_INVALIDDATA;
1106     }
1107     expected_fr_size = ((cf_sizes_wb[ctx->fr_cur_mode] + 7) >> 3) + 1;
1108
1109     if (buf_size < expected_fr_size) {
1110         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
1111             "Frame too small (%d bytes). Truncated file?\n", buf_size);
1112         *got_frame_ptr = 0;
1113         return AVERROR_INVALIDDATA;
1114     }
1115
1116     if (!ctx->fr_quality || ctx->fr_cur_mode > MODE_SID)
1117         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Encountered a bad or corrupted frame\n");
1118
1119     if (ctx->fr_cur_mode == MODE_SID) { /* Comfort noise frame */
1120         avpriv_request_sample(avctx, "SID mode");
1121         return AVERROR_PATCHWELCOME;
1122     }
1123
1124     ff_amr_bit_reorder((uint16_t *) &ctx->frame, sizeof(AMRWBFrame),
1125         buf + header_size, amr_bit_orderings_by_mode[ctx->fr_cur_mode]);
1126
1127     /* Decode the quantized ISF vector */
1128     if (ctx->fr_cur_mode == MODE_6k60) {
1129         decode_isf_indices_36b(cf->isp_id, ctx->isf_cur);
1130     } else {
1131         decode_isf_indices_46b(cf->isp_id, ctx->isf_cur);
1132     }
1133
1134     isf_add_mean_and_past(ctx->isf_cur, ctx->isf_q_past);
1135     ff_set_min_dist_lsf(ctx->isf_cur, MIN_ISF_SPACING, LP_ORDER - 1);
1136
1137     stab_fac = stability_factor(ctx->isf_cur, ctx->isf_past_final);
1138
1139     ctx->isf_cur[LP_ORDER - 1] *= 2.0;
1140     ff_acelp_lsf2lspd(ctx->isp[3], ctx->isf_cur, LP_ORDER);
1141
1142     /* Generate a ISP vector for each subframe */
1143     if (ctx->first_frame) {
1144         ctx->first_frame = 0;
1145         memcpy(ctx->isp_sub4_past, ctx->isp[3], LP_ORDER * sizeof(double));
1146     }
1147     interpolate_isp(ctx->isp, ctx->isp_sub4_past);
1148
1149     for (sub = 0; sub < 4; sub++)
1150         ff_amrwb_lsp2lpc(ctx->isp[sub], ctx->lp_coef[sub], LP_ORDER);
1151
1152     for (sub = 0; sub < 4; sub++) {
1153         const AMRWBSubFrame *cur_subframe = &cf->subframe[sub];
1154         float *sub_buf = buf_out + sub * AMRWB_SFR_SIZE_16k;
1155
1156         /* Decode adaptive codebook (pitch vector) */
1157         decode_pitch_vector(ctx, cur_subframe, sub);
1158         /* Decode innovative codebook (fixed vector) */
1159         decode_fixed_vector(ctx->fixed_vector, cur_subframe->pul_ih,
1160                             cur_subframe->pul_il, ctx->fr_cur_mode);
1161
1162         pitch_sharpening(ctx, ctx->fixed_vector);
1163
1164         decode_gains(cur_subframe->vq_gain, ctx->fr_cur_mode,
1165                      &fixed_gain_factor, &ctx->pitch_gain[0]);
1166
1167         ctx->fixed_gain[0] =
1168             ff_amr_set_fixed_gain(fixed_gain_factor,
1169                                   avpriv_scalarproduct_float_c(ctx->fixed_vector,
1170                                                                ctx->fixed_vector,
1171                                                                AMRWB_SFR_SIZE) /
1172                                   AMRWB_SFR_SIZE,
1173                        ctx->prediction_error,
1174                        ENERGY_MEAN, energy_pred_fac);
1175
1176         /* Calculate voice factor and store tilt for next subframe */
1177         voice_fac      = voice_factor(ctx->pitch_vector, ctx->pitch_gain[0],
1178                                       ctx->fixed_vector, ctx->fixed_gain[0]);
1179         ctx->tilt_coef = voice_fac * 0.25 + 0.25;
1180
1181         /* Construct current excitation */
1182         for (i = 0; i < AMRWB_SFR_SIZE; i++) {
1183             ctx->excitation[i] *= ctx->pitch_gain[0];
1184             ctx->excitation[i] += ctx->fixed_gain[0] * ctx->fixed_vector[i];
1185             ctx->excitation[i] = truncf(ctx->excitation[i]);
1186         }
1187
1188         /* Post-processing of excitation elements */
1189         synth_fixed_gain = noise_enhancer(ctx->fixed_gain[0], &ctx->prev_tr_gain,
1190                                           voice_fac, stab_fac);
1191
1192         synth_fixed_vector = anti_sparseness(ctx, ctx->fixed_vector,
1193                                              spare_vector);
1194
1195         pitch_enhancer(synth_fixed_vector, voice_fac);
1196
1197         synthesis(ctx, ctx->lp_coef[sub], synth_exc, synth_fixed_gain,
1198                   synth_fixed_vector, &ctx->samples_az[LP_ORDER]);
1199
1200         /* Synthesis speech post-processing */
1201         de_emphasis(&ctx->samples_up[UPS_MEM_SIZE],
1202                     &ctx->samples_az[LP_ORDER], PREEMPH_FAC, ctx->demph_mem);
1203
1204         ff_acelp_apply_order_2_transfer_function(&ctx->samples_up[UPS_MEM_SIZE],
1205             &ctx->samples_up[UPS_MEM_SIZE], hpf_zeros, hpf_31_poles,
1206             hpf_31_gain, ctx->hpf_31_mem, AMRWB_SFR_SIZE);
1207
1208         upsample_5_4(sub_buf, &ctx->samples_up[UPS_FIR_SIZE],
1209                      AMRWB_SFR_SIZE_16k);
1210
1211         /* High frequency band (6.4 - 7.0 kHz) generation part */
1212         ff_acelp_apply_order_2_transfer_function(hb_samples,
1213             &ctx->samples_up[UPS_MEM_SIZE], hpf_zeros, hpf_400_poles,
1214             hpf_400_gain, ctx->hpf_400_mem, AMRWB_SFR_SIZE);
1215
1216         hb_gain = find_hb_gain(ctx, hb_samples,
1217                                cur_subframe->hb_gain, cf->vad);
1218
1219         scaled_hb_excitation(ctx, hb_exc, synth_exc, hb_gain);
1220
1221         hb_synthesis(ctx, sub, &ctx->samples_hb[LP_ORDER_16k],
1222                      hb_exc, ctx->isf_cur, ctx->isf_past_final);
1223
1224         /* High-band post-processing filters */
1225         hb_fir_filter(hb_samples, bpf_6_7_coef, ctx->bpf_6_7_mem,
1226                       &ctx->samples_hb[LP_ORDER_16k]);
1227
1228         if (ctx->fr_cur_mode == MODE_23k85)
1229             hb_fir_filter(hb_samples, lpf_7_coef, ctx->lpf_7_mem,
1230                           hb_samples);
1231
1232         /* Add the low and high frequency bands */
1233         for (i = 0; i < AMRWB_SFR_SIZE_16k; i++)
1234             sub_buf[i] = (sub_buf[i] + hb_samples[i]) * (1.0f / (1 << 15));
1235
1236         /* Update buffers and history */
1237         update_sub_state(ctx);
1238     }
1239
1240     /* update state for next frame */
1241     memcpy(ctx->isp_sub4_past, ctx->isp[3], LP_ORDER * sizeof(ctx->isp[3][0]));
1242     memcpy(ctx->isf_past_final, ctx->isf_cur, LP_ORDER * sizeof(float));
1243
1244     *got_frame_ptr = 1;
1245
1246     return expected_fr_size;
1247 }
1248
1249 AVCodec ff_amrwb_decoder = {
1250     .name           = "amrwb",
1251     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("AMR-WB (Adaptive Multi-Rate WideBand)"),
1252     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1253     .id             = AV_CODEC_ID_AMR_WB,
1254     .priv_data_size = sizeof(AMRWBContext),
1255     .init           = amrwb_decode_init,
1256     .decode         = amrwb_decode_frame,
1257     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
1258     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]){ AV_SAMPLE_FMT_FLT,
1259                                                      AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1260 };