Merge remote-tracking branch 'qatar/master'
[ffmpeg.git] / libavcodec / amrwbdec.c
1 /*
2  * AMR wideband decoder
3  * Copyright (c) 2010 Marcelo Galvao Povoa
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; 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/common.h"
28 #include "libavutil/lfg.h"
29
30 #include "avcodec.h"
31 #include "lsp.h"
32 #include "celp_math.h"
33 #include "celp_filters.h"
34 #include "acelp_filters.h"
35 #include "acelp_vectors.h"
36 #include "acelp_pitch_delay.h"
37
38 #define AMR_USE_16BIT_TABLES
39 #include "amr.h"
40
41 #include "amrwbdata.h"
42 #include "mips/amrwbdec_mips.h"
43
44 typedef struct {
45     AVFrame                              avframe; ///< AVFrame for decoded samples
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     ACELPFContext                     acelpf_ctx; ///< context for filters for ACELP-based codecs
88     ACELPVContext                     acelpv_ctx; ///< context for vector operations for ACELP-based codecs
89     CELPFContext                       celpf_ctx; ///< context for filters for CELP-based codecs
90     CELPMContext                       celpm_ctx; ///< context for fixed point math operations
91
92 } AMRWBContext;
93
94 static av_cold int amrwb_decode_init(AVCodecContext *avctx)
95 {
96     AMRWBContext *ctx = avctx->priv_data;
97     int i;
98
99     avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_FLT;
100
101     av_lfg_init(&ctx->prng, 1);
102
103     ctx->excitation  = &ctx->excitation_buf[AMRWB_P_DELAY_MAX + LP_ORDER + 1];
104     ctx->first_frame = 1;
105
106     for (i = 0; i < LP_ORDER; i++)
107         ctx->isf_past_final[i] = isf_init[i] * (1.0f / (1 << 15));
108
109     for (i = 0; i < 4; i++)
110         ctx->prediction_error[i] = MIN_ENERGY;
111
112     avcodec_get_frame_defaults(&ctx->avframe);
113     avctx->coded_frame = &ctx->avframe;
114
115     ff_acelp_filter_init(&ctx->acelpf_ctx);
116     ff_acelp_vectors_init(&ctx->acelpv_ctx);
117     ff_celp_filter_init(&ctx->celpf_ctx);
118     ff_celp_math_init(&ctx->celpm_ctx);
119
120     return 0;
121 }
122
123 /**
124  * Decode the frame header in the "MIME/storage" format. This format
125  * is simpler and does not carry the auxiliary frame information.
126  *
127  * @param[in] ctx                  The Context
128  * @param[in] buf                  Pointer to the input buffer
129  *
130  * @return The decoded header length in bytes
131  */
132 static int decode_mime_header(AMRWBContext *ctx, const uint8_t *buf)
133 {
134     /* Decode frame header (1st octet) */
135     ctx->fr_cur_mode  = buf[0] >> 3 & 0x0F;
136     ctx->fr_quality   = (buf[0] & 0x4) == 0x4;
137
138     return 1;
139 }
140
141 /**
142  * Decode quantized ISF vectors using 36-bit indexes (6K60 mode only).
143  *
144  * @param[in]  ind                 Array of 5 indexes
145  * @param[out] isf_q               Buffer for isf_q[LP_ORDER]
146  *
147  */
148 static void decode_isf_indices_36b(uint16_t *ind, float *isf_q)
149 {
150     int i;
151
152     for (i = 0; i < 9; i++)
153         isf_q[i]      = dico1_isf[ind[0]][i]      * (1.0f / (1 << 15));
154
155     for (i = 0; i < 7; i++)
156         isf_q[i + 9]  = dico2_isf[ind[1]][i]      * (1.0f / (1 << 15));
157
158     for (i = 0; i < 5; i++)
159         isf_q[i]     += dico21_isf_36b[ind[2]][i] * (1.0f / (1 << 15));
160
161     for (i = 0; i < 4; i++)
162         isf_q[i + 5] += dico22_isf_36b[ind[3]][i] * (1.0f / (1 << 15));
163
164     for (i = 0; i < 7; i++)
165         isf_q[i + 9] += dico23_isf_36b[ind[4]][i] * (1.0f / (1 << 15));
166 }
167
168 /**
169  * Decode quantized ISF vectors using 46-bit indexes (except 6K60 mode).
170  *
171  * @param[in]  ind                 Array of 7 indexes
172  * @param[out] isf_q               Buffer for isf_q[LP_ORDER]
173  *
174  */
175 static void decode_isf_indices_46b(uint16_t *ind, float *isf_q)
176 {
177     int i;
178
179     for (i = 0; i < 9; i++)
180         isf_q[i]       = dico1_isf[ind[0]][i]  * (1.0f / (1 << 15));
181
182     for (i = 0; i < 7; i++)
183         isf_q[i + 9]   = dico2_isf[ind[1]][i]  * (1.0f / (1 << 15));
184
185     for (i = 0; i < 3; i++)
186         isf_q[i]      += dico21_isf[ind[2]][i] * (1.0f / (1 << 15));
187
188     for (i = 0; i < 3; i++)
189         isf_q[i + 3]  += dico22_isf[ind[3]][i] * (1.0f / (1 << 15));
190
191     for (i = 0; i < 3; i++)
192         isf_q[i + 6]  += dico23_isf[ind[4]][i] * (1.0f / (1 << 15));
193
194     for (i = 0; i < 3; i++)
195         isf_q[i + 9]  += dico24_isf[ind[5]][i] * (1.0f / (1 << 15));
196
197     for (i = 0; i < 4; i++)
198         isf_q[i + 12] += dico25_isf[ind[6]][i] * (1.0f / (1 << 15));
199 }
200
201 /**
202  * Apply mean and past ISF values using the prediction factor.
203  * Updates past ISF vector.
204  *
205  * @param[in,out] isf_q            Current quantized ISF
206  * @param[in,out] isf_past         Past quantized ISF
207  *
208  */
209 static void isf_add_mean_and_past(float *isf_q, float *isf_past)
210 {
211     int i;
212     float tmp;
213
214     for (i = 0; i < LP_ORDER; i++) {
215         tmp = isf_q[i];
216         isf_q[i] += isf_mean[i] * (1.0f / (1 << 15));
217         isf_q[i] += PRED_FACTOR * isf_past[i];
218         isf_past[i] = tmp;
219     }
220 }
221
222 /**
223  * Interpolate the fourth ISP vector from current and past frames
224  * to obtain an ISP vector for each subframe.
225  *
226  * @param[in,out] isp_q            ISPs for each subframe
227  * @param[in]     isp4_past        Past ISP for subframe 4
228  */
229 static void interpolate_isp(double isp_q[4][LP_ORDER], const double *isp4_past)
230 {
231     int i, k;
232
233     for (k = 0; k < 3; k++) {
234         float c = isfp_inter[k];
235         for (i = 0; i < LP_ORDER; i++)
236             isp_q[k][i] = (1.0 - c) * isp4_past[i] + c * isp_q[3][i];
237     }
238 }
239
240 /**
241  * Decode an adaptive codebook index into pitch lag (except 6k60, 8k85 modes).
242  * Calculate integer lag and fractional lag always using 1/4 resolution.
243  * In 1st and 3rd subframes the index is relative to last subframe integer lag.
244  *
245  * @param[out]    lag_int          Decoded integer pitch lag
246  * @param[out]    lag_frac         Decoded fractional pitch lag
247  * @param[in]     pitch_index      Adaptive codebook pitch index
248  * @param[in,out] base_lag_int     Base integer lag used in relative subframes
249  * @param[in]     subframe         Current subframe index (0 to 3)
250  */
251 static void decode_pitch_lag_high(int *lag_int, int *lag_frac, int pitch_index,
252                                   uint8_t *base_lag_int, int subframe)
253 {
254     if (subframe == 0 || subframe == 2) {
255         if (pitch_index < 376) {
256             *lag_int  = (pitch_index + 137) >> 2;
257             *lag_frac = pitch_index - (*lag_int << 2) + 136;
258         } else if (pitch_index < 440) {
259             *lag_int  = (pitch_index + 257 - 376) >> 1;
260             *lag_frac = (pitch_index - (*lag_int << 1) + 256 - 376) << 1;
261             /* the actual resolution is 1/2 but expressed as 1/4 */
262         } else {
263             *lag_int  = pitch_index - 280;
264             *lag_frac = 0;
265         }
266         /* minimum lag for next subframe */
267         *base_lag_int = av_clip(*lag_int - 8 - (*lag_frac < 0),
268                                 AMRWB_P_DELAY_MIN, AMRWB_P_DELAY_MAX - 15);
269         // XXX: the spec states clearly that *base_lag_int should be
270         // the nearest integer to *lag_int (minus 8), but the ref code
271         // actually always uses its floor, I'm following the latter
272     } else {
273         *lag_int  = (pitch_index + 1) >> 2;
274         *lag_frac = pitch_index - (*lag_int << 2);
275         *lag_int += *base_lag_int;
276     }
277 }
278
279 /**
280  * Decode an adaptive codebook index into pitch lag for 8k85 and 6k60 modes.
281  * The description is analogous to decode_pitch_lag_high, but in 6k60 the
282  * relative index is used for all subframes except the first.
283  */
284 static void decode_pitch_lag_low(int *lag_int, int *lag_frac, int pitch_index,
285                                  uint8_t *base_lag_int, int subframe, enum Mode mode)
286 {
287     if (subframe == 0 || (subframe == 2 && mode != MODE_6k60)) {
288         if (pitch_index < 116) {
289             *lag_int  = (pitch_index + 69) >> 1;
290             *lag_frac = (pitch_index - (*lag_int << 1) + 68) << 1;
291         } else {
292             *lag_int  = pitch_index - 24;
293             *lag_frac = 0;
294         }
295         // XXX: same problem as before
296         *base_lag_int = av_clip(*lag_int - 8 - (*lag_frac < 0),
297                                 AMRWB_P_DELAY_MIN, AMRWB_P_DELAY_MAX - 15);
298     } else {
299         *lag_int  = (pitch_index + 1) >> 1;
300         *lag_frac = (pitch_index - (*lag_int << 1)) << 1;
301         *lag_int += *base_lag_int;
302     }
303 }
304
305 /**
306  * Find the pitch vector by interpolating the past excitation at the
307  * pitch delay, which is obtained in this function.
308  *
309  * @param[in,out] ctx              The context
310  * @param[in]     amr_subframe     Current subframe data
311  * @param[in]     subframe         Current subframe index (0 to 3)
312  */
313 static void decode_pitch_vector(AMRWBContext *ctx,
314                                 const AMRWBSubFrame *amr_subframe,
315                                 const int subframe)
316 {
317     int pitch_lag_int, pitch_lag_frac;
318     int i;
319     float *exc     = ctx->excitation;
320     enum Mode mode = ctx->fr_cur_mode;
321
322     if (mode <= MODE_8k85) {
323         decode_pitch_lag_low(&pitch_lag_int, &pitch_lag_frac, amr_subframe->adap,
324                               &ctx->base_pitch_lag, subframe, mode);
325     } else
326         decode_pitch_lag_high(&pitch_lag_int, &pitch_lag_frac, amr_subframe->adap,
327                               &ctx->base_pitch_lag, subframe);
328
329     ctx->pitch_lag_int = pitch_lag_int;
330     pitch_lag_int += pitch_lag_frac > 0;
331
332     /* Calculate the pitch vector by interpolating the past excitation at the
333        pitch lag using a hamming windowed sinc function */
334     ctx->acelpf_ctx.acelp_interpolatef(exc,
335                           exc + 1 - pitch_lag_int,
336                           ac_inter, 4,
337                           pitch_lag_frac + (pitch_lag_frac > 0 ? 0 : 4),
338                           LP_ORDER, AMRWB_SFR_SIZE + 1);
339
340     /* Check which pitch signal path should be used
341      * 6k60 and 8k85 modes have the ltp flag set to 0 */
342     if (amr_subframe->ltp) {
343         memcpy(ctx->pitch_vector, exc, AMRWB_SFR_SIZE * sizeof(float));
344     } else {
345         for (i = 0; i < AMRWB_SFR_SIZE; i++)
346             ctx->pitch_vector[i] = 0.18 * exc[i - 1] + 0.64 * exc[i] +
347                                    0.18 * exc[i + 1];
348         memcpy(exc, ctx->pitch_vector, AMRWB_SFR_SIZE * sizeof(float));
349     }
350 }
351
352 /** Get x bits in the index interval [lsb,lsb+len-1] inclusive */
353 #define BIT_STR(x,lsb,len) (((x) >> (lsb)) & ((1 << (len)) - 1))
354
355 /** Get the bit at specified position */
356 #define BIT_POS(x, p) (((x) >> (p)) & 1)
357
358 /**
359  * The next six functions decode_[i]p_track decode exactly i pulses
360  * positions and amplitudes (-1 or 1) in a subframe track using
361  * an encoded pulse indexing (TS 26.190 section 5.8.2).
362  *
363  * The results are given in out[], in which a negative number means
364  * amplitude -1 and vice versa (i.e., ampl(x) = x / abs(x) ).
365  *
366  * @param[out] out                 Output buffer (writes i elements)
367  * @param[in]  code                Pulse index (no. of bits varies, see below)
368  * @param[in]  m                   (log2) Number of potential positions
369  * @param[in]  off                 Offset for decoded positions
370  */
371 static inline void decode_1p_track(int *out, int code, int m, int off)
372 {
373     int pos = BIT_STR(code, 0, m) + off; ///code: m+1 bits
374
375     out[0] = BIT_POS(code, m) ? -pos : pos;
376 }
377
378 static inline void decode_2p_track(int *out, int code, int m, int off) ///code: 2m+1 bits
379 {
380     int pos0 = BIT_STR(code, m, m) + off;
381     int pos1 = BIT_STR(code, 0, m) + off;
382
383     out[0] = BIT_POS(code, 2*m) ? -pos0 : pos0;
384     out[1] = BIT_POS(code, 2*m) ? -pos1 : pos1;
385     out[1] = pos0 > pos1 ? -out[1] : out[1];
386 }
387
388 static void decode_3p_track(int *out, int code, int m, int off) ///code: 3m+1 bits
389 {
390     int half_2p = BIT_POS(code, 2*m - 1) << (m - 1);
391
392     decode_2p_track(out, BIT_STR(code, 0, 2*m - 1),
393                     m - 1, off + half_2p);
394     decode_1p_track(out + 2, BIT_STR(code, 2*m, m + 1), m, off);
395 }
396
397 static void decode_4p_track(int *out, int code, int m, int off) ///code: 4m bits
398 {
399     int half_4p, subhalf_2p;
400     int b_offset = 1 << (m - 1);
401
402     switch (BIT_STR(code, 4*m - 2, 2)) { /* case ID (2 bits) */
403     case 0: /* 0 pulses in A, 4 pulses in B or vice versa */
404         half_4p = BIT_POS(code, 4*m - 3) << (m - 1); // which has 4 pulses
405         subhalf_2p = BIT_POS(code, 2*m - 3) << (m - 2);
406
407         decode_2p_track(out, BIT_STR(code, 0, 2*m - 3),
408                         m - 2, off + half_4p + subhalf_2p);
409         decode_2p_track(out + 2, BIT_STR(code, 2*m - 2, 2*m - 1),
410                         m - 1, off + half_4p);
411         break;
412     case 1: /* 1 pulse in A, 3 pulses in B */
413         decode_1p_track(out, BIT_STR(code,  3*m - 2, m),
414                         m - 1, off);
415         decode_3p_track(out + 1, BIT_STR(code, 0, 3*m - 2),
416                         m - 1, off + b_offset);
417         break;
418     case 2: /* 2 pulses in each half */
419         decode_2p_track(out, BIT_STR(code, 2*m - 1, 2*m - 1),
420                         m - 1, off);
421         decode_2p_track(out + 2, BIT_STR(code, 0, 2*m - 1),
422                         m - 1, off + b_offset);
423         break;
424     case 3: /* 3 pulses in A, 1 pulse in B */
425         decode_3p_track(out, BIT_STR(code, m, 3*m - 2),
426                         m - 1, off);
427         decode_1p_track(out + 3, BIT_STR(code, 0, m),
428                         m - 1, off + b_offset);
429         break;
430     }
431 }
432
433 static void decode_5p_track(int *out, int code, int m, int off) ///code: 5m bits
434 {
435     int half_3p = BIT_POS(code, 5*m - 1) << (m - 1);
436
437     decode_3p_track(out, BIT_STR(code, 2*m + 1, 3*m - 2),
438                     m - 1, off + half_3p);
439
440     decode_2p_track(out + 3, BIT_STR(code, 0, 2*m + 1), m, off);
441 }
442
443 static void decode_6p_track(int *out, int code, int m, int off) ///code: 6m-2 bits
444 {
445     int b_offset = 1 << (m - 1);
446     /* which half has more pulses in cases 0 to 2 */
447     int half_more  = BIT_POS(code, 6*m - 5) << (m - 1);
448     int half_other = b_offset - half_more;
449
450     switch (BIT_STR(code, 6*m - 4, 2)) { /* case ID (2 bits) */
451     case 0: /* 0 pulses in A, 6 pulses in B or vice versa */
452         decode_1p_track(out, BIT_STR(code, 0, m),
453                         m - 1, off + half_more);
454         decode_5p_track(out + 1, BIT_STR(code, m, 5*m - 5),
455                         m - 1, off + half_more);
456         break;
457     case 1: /* 1 pulse in A, 5 pulses in B or vice versa */
458         decode_1p_track(out, BIT_STR(code, 0, m),
459                         m - 1, off + half_other);
460         decode_5p_track(out + 1, BIT_STR(code, m, 5*m - 5),
461                         m - 1, off + half_more);
462         break;
463     case 2: /* 2 pulses in A, 4 pulses in B or vice versa */
464         decode_2p_track(out, BIT_STR(code, 0, 2*m - 1),
465                         m - 1, off + half_other);
466         decode_4p_track(out + 2, BIT_STR(code, 2*m - 1, 4*m - 4),
467                         m - 1, off + half_more);
468         break;
469     case 3: /* 3 pulses in A, 3 pulses in B */
470         decode_3p_track(out, BIT_STR(code, 3*m - 2, 3*m - 2),
471                         m - 1, off);
472         decode_3p_track(out + 3, BIT_STR(code, 0, 3*m - 2),
473                         m - 1, off + b_offset);
474         break;
475     }
476 }
477
478 /**
479  * Decode the algebraic codebook index to pulse positions and signs,
480  * then construct the algebraic codebook vector.
481  *
482  * @param[out] fixed_vector        Buffer for the fixed codebook excitation
483  * @param[in]  pulse_hi            MSBs part of the pulse index array (higher modes only)
484  * @param[in]  pulse_lo            LSBs part of the pulse index array
485  * @param[in]  mode                Mode of the current frame
486  */
487 static void decode_fixed_vector(float *fixed_vector, const uint16_t *pulse_hi,
488                                 const uint16_t *pulse_lo, const enum Mode mode)
489 {
490     /* sig_pos stores for each track the decoded pulse position indexes
491      * (1-based) multiplied by its corresponding amplitude (+1 or -1) */
492     int sig_pos[4][6];
493     int spacing = (mode == MODE_6k60) ? 2 : 4;
494     int i, j;
495
496     switch (mode) {
497     case MODE_6k60:
498         for (i = 0; i < 2; i++)
499             decode_1p_track(sig_pos[i], pulse_lo[i], 5, 1);
500         break;
501     case MODE_8k85:
502         for (i = 0; i < 4; i++)
503             decode_1p_track(sig_pos[i], pulse_lo[i], 4, 1);
504         break;
505     case MODE_12k65:
506         for (i = 0; i < 4; i++)
507             decode_2p_track(sig_pos[i], pulse_lo[i], 4, 1);
508         break;
509     case MODE_14k25:
510         for (i = 0; i < 2; i++)
511             decode_3p_track(sig_pos[i], pulse_lo[i], 4, 1);
512         for (i = 2; i < 4; i++)
513             decode_2p_track(sig_pos[i], pulse_lo[i], 4, 1);
514         break;
515     case MODE_15k85:
516         for (i = 0; i < 4; i++)
517             decode_3p_track(sig_pos[i], pulse_lo[i], 4, 1);
518         break;
519     case MODE_18k25:
520         for (i = 0; i < 4; i++)
521             decode_4p_track(sig_pos[i], (int) pulse_lo[i] +
522                            ((int) pulse_hi[i] << 14), 4, 1);
523         break;
524     case MODE_19k85:
525         for (i = 0; i < 2; i++)
526             decode_5p_track(sig_pos[i], (int) pulse_lo[i] +
527                            ((int) pulse_hi[i] << 10), 4, 1);
528         for (i = 2; i < 4; i++)
529             decode_4p_track(sig_pos[i], (int) pulse_lo[i] +
530                            ((int) pulse_hi[i] << 14), 4, 1);
531         break;
532     case MODE_23k05:
533     case MODE_23k85:
534         for (i = 0; i < 4; i++)
535             decode_6p_track(sig_pos[i], (int) pulse_lo[i] +
536                            ((int) pulse_hi[i] << 11), 4, 1);
537         break;
538     }
539
540     memset(fixed_vector, 0, sizeof(float) * AMRWB_SFR_SIZE);
541
542     for (i = 0; i < 4; i++)
543         for (j = 0; j < pulses_nb_per_mode_tr[mode][i]; j++) {
544             int pos = (FFABS(sig_pos[i][j]) - 1) * spacing + i;
545
546             fixed_vector[pos] += sig_pos[i][j] < 0 ? -1.0 : 1.0;
547         }
548 }
549
550 /**
551  * Decode pitch gain and fixed gain correction factor.
552  *
553  * @param[in]  vq_gain             Vector-quantized index for gains
554  * @param[in]  mode                Mode of the current frame
555  * @param[out] fixed_gain_factor   Decoded fixed gain correction factor
556  * @param[out] pitch_gain          Decoded pitch gain
557  */
558 static void decode_gains(const uint8_t vq_gain, const enum Mode mode,
559                          float *fixed_gain_factor, float *pitch_gain)
560 {
561     const int16_t *gains = (mode <= MODE_8k85 ? qua_gain_6b[vq_gain] :
562                                                 qua_gain_7b[vq_gain]);
563
564     *pitch_gain        = gains[0] * (1.0f / (1 << 14));
565     *fixed_gain_factor = gains[1] * (1.0f / (1 << 11));
566 }
567
568 /**
569  * Apply pitch sharpening filters to the fixed codebook vector.
570  *
571  * @param[in]     ctx              The context
572  * @param[in,out] fixed_vector     Fixed codebook excitation
573  */
574 // XXX: Spec states this procedure should be applied when the pitch
575 // lag is less than 64, but this checking seems absent in reference and AMR-NB
576 static void pitch_sharpening(AMRWBContext *ctx, float *fixed_vector)
577 {
578     int i;
579
580     /* Tilt part */
581     for (i = AMRWB_SFR_SIZE - 1; i != 0; i--)
582         fixed_vector[i] -= fixed_vector[i - 1] * ctx->tilt_coef;
583
584     /* Periodicity enhancement part */
585     for (i = ctx->pitch_lag_int; i < AMRWB_SFR_SIZE; i++)
586         fixed_vector[i] += fixed_vector[i - ctx->pitch_lag_int] * 0.85;
587 }
588
589 /**
590  * Calculate the voicing factor (-1.0 = unvoiced to 1.0 = voiced).
591  *
592  * @param[in] p_vector, f_vector   Pitch and fixed excitation vectors
593  * @param[in] p_gain, f_gain       Pitch and fixed gains
594  * @param[in] ctx                  The context
595  */
596 // XXX: There is something wrong with the precision here! The magnitudes
597 // of the energies are not correct. Please check the reference code carefully
598 static float voice_factor(float *p_vector, float p_gain,
599                           float *f_vector, float f_gain,
600                           CELPMContext *ctx)
601 {
602     double p_ener = (double) ctx->dot_productf(p_vector, p_vector,
603                                              AMRWB_SFR_SIZE) * p_gain * p_gain;
604     double f_ener = (double) ctx->dot_productf(f_vector, f_vector,
605                                              AMRWB_SFR_SIZE) * f_gain * f_gain;
606
607     return (p_ener - f_ener) / (p_ener + f_ener);
608 }
609
610 /**
611  * Reduce fixed vector sparseness by smoothing with one of three IR filters,
612  * also known as "adaptive phase dispersion".
613  *
614  * @param[in]     ctx              The context
615  * @param[in,out] fixed_vector     Unfiltered fixed vector
616  * @param[out]    buf              Space for modified vector if necessary
617  *
618  * @return The potentially overwritten filtered fixed vector address
619  */
620 static float *anti_sparseness(AMRWBContext *ctx,
621                               float *fixed_vector, float *buf)
622 {
623     int ir_filter_nr;
624
625     if (ctx->fr_cur_mode > MODE_8k85) // no filtering in higher modes
626         return fixed_vector;
627
628     if (ctx->pitch_gain[0] < 0.6) {
629         ir_filter_nr = 0;      // strong filtering
630     } else if (ctx->pitch_gain[0] < 0.9) {
631         ir_filter_nr = 1;      // medium filtering
632     } else
633         ir_filter_nr = 2;      // no filtering
634
635     /* detect 'onset' */
636     if (ctx->fixed_gain[0] > 3.0 * ctx->fixed_gain[1]) {
637         if (ir_filter_nr < 2)
638             ir_filter_nr++;
639     } else {
640         int i, count = 0;
641
642         for (i = 0; i < 6; i++)
643             if (ctx->pitch_gain[i] < 0.6)
644                 count++;
645
646         if (count > 2)
647             ir_filter_nr = 0;
648
649         if (ir_filter_nr > ctx->prev_ir_filter_nr + 1)
650             ir_filter_nr--;
651     }
652
653     /* update ir filter strength history */
654     ctx->prev_ir_filter_nr = ir_filter_nr;
655
656     ir_filter_nr += (ctx->fr_cur_mode == MODE_8k85);
657
658     if (ir_filter_nr < 2) {
659         int i;
660         const float *coef = ir_filters_lookup[ir_filter_nr];
661
662         /* Circular convolution code in the reference
663          * decoder was modified to avoid using one
664          * extra array. The filtered vector is given by:
665          *
666          * c2(n) = sum(i,0,len-1){ c(i) * coef( (n - i + len) % len ) }
667          */
668
669         memset(buf, 0, sizeof(float) * AMRWB_SFR_SIZE);
670         for (i = 0; i < AMRWB_SFR_SIZE; i++)
671             if (fixed_vector[i])
672                 ff_celp_circ_addf(buf, buf, coef, i, fixed_vector[i],
673                                   AMRWB_SFR_SIZE);
674         fixed_vector = buf;
675     }
676
677     return fixed_vector;
678 }
679
680 /**
681  * Calculate a stability factor {teta} based on distance between
682  * current and past isf. A value of 1 shows maximum signal stability.
683  */
684 static float stability_factor(const float *isf, const float *isf_past)
685 {
686     int i;
687     float acc = 0.0;
688
689     for (i = 0; i < LP_ORDER - 1; i++)
690         acc += (isf[i] - isf_past[i]) * (isf[i] - isf_past[i]);
691
692     // XXX: This part is not so clear from the reference code
693     // the result is more accurate changing the "/ 256" to "* 512"
694     return FFMAX(0.0, 1.25 - acc * 0.8 * 512);
695 }
696
697 /**
698  * Apply a non-linear fixed gain smoothing in order to reduce
699  * fluctuation in the energy of excitation.
700  *
701  * @param[in]     fixed_gain       Unsmoothed fixed gain
702  * @param[in,out] prev_tr_gain     Previous threshold gain (updated)
703  * @param[in]     voice_fac        Frame voicing factor
704  * @param[in]     stab_fac         Frame stability factor
705  *
706  * @return The smoothed gain
707  */
708 static float noise_enhancer(float fixed_gain, float *prev_tr_gain,
709                             float voice_fac,  float stab_fac)
710 {
711     float sm_fac = 0.5 * (1 - voice_fac) * stab_fac;
712     float g0;
713
714     // XXX: the following fixed-point constants used to in(de)crement
715     // gain by 1.5dB were taken from the reference code, maybe it could
716     // be simpler
717     if (fixed_gain < *prev_tr_gain) {
718         g0 = FFMIN(*prev_tr_gain, fixed_gain + fixed_gain *
719                      (6226 * (1.0f / (1 << 15)))); // +1.5 dB
720     } else
721         g0 = FFMAX(*prev_tr_gain, fixed_gain *
722                     (27536 * (1.0f / (1 << 15)))); // -1.5 dB
723
724     *prev_tr_gain = g0; // update next frame threshold
725
726     return sm_fac * g0 + (1 - sm_fac) * fixed_gain;
727 }
728
729 /**
730  * Filter the fixed_vector to emphasize the higher frequencies.
731  *
732  * @param[in,out] fixed_vector     Fixed codebook vector
733  * @param[in]     voice_fac        Frame voicing factor
734  */
735 static void pitch_enhancer(float *fixed_vector, float voice_fac)
736 {
737     int i;
738     float cpe  = 0.125 * (1 + voice_fac);
739     float last = fixed_vector[0]; // holds c(i - 1)
740
741     fixed_vector[0] -= cpe * fixed_vector[1];
742
743     for (i = 1; i < AMRWB_SFR_SIZE - 1; i++) {
744         float cur = fixed_vector[i];
745
746         fixed_vector[i] -= cpe * (last + fixed_vector[i + 1]);
747         last = cur;
748     }
749
750     fixed_vector[AMRWB_SFR_SIZE - 1] -= cpe * last;
751 }
752
753 /**
754  * Conduct 16th order linear predictive coding synthesis from excitation.
755  *
756  * @param[in]     ctx              Pointer to the AMRWBContext
757  * @param[in]     lpc              Pointer to the LPC coefficients
758  * @param[out]    excitation       Buffer for synthesis final excitation
759  * @param[in]     fixed_gain       Fixed codebook gain for synthesis
760  * @param[in]     fixed_vector     Algebraic codebook vector
761  * @param[in,out] samples          Pointer to the output samples and memory
762  */
763 static void synthesis(AMRWBContext *ctx, float *lpc, float *excitation,
764                       float fixed_gain, const float *fixed_vector,
765                       float *samples)
766 {
767     ctx->acelpv_ctx.weighted_vector_sumf(excitation, ctx->pitch_vector, fixed_vector,
768                             ctx->pitch_gain[0], fixed_gain, AMRWB_SFR_SIZE);
769
770     /* emphasize pitch vector contribution in low bitrate modes */
771     if (ctx->pitch_gain[0] > 0.5 && ctx->fr_cur_mode <= MODE_8k85) {
772         int i;
773         float energy = ctx->celpm_ctx.dot_productf(excitation, excitation,
774                                        AMRWB_SFR_SIZE);
775
776         // XXX: Weird part in both ref code and spec. A unknown parameter
777         // {beta} seems to be identical to the current pitch gain
778         float pitch_factor = 0.25 * ctx->pitch_gain[0] * ctx->pitch_gain[0];
779
780         for (i = 0; i < AMRWB_SFR_SIZE; i++)
781             excitation[i] += pitch_factor * ctx->pitch_vector[i];
782
783         ff_scale_vector_to_given_sum_of_squares(excitation, excitation,
784                                                 energy, AMRWB_SFR_SIZE);
785     }
786
787     ctx->celpf_ctx.celp_lp_synthesis_filterf(samples, lpc, excitation,
788                                  AMRWB_SFR_SIZE, LP_ORDER);
789 }
790
791 /**
792  * Apply to synthesis a de-emphasis filter of the form:
793  * H(z) = 1 / (1 - m * z^-1)
794  *
795  * @param[out]    out              Output buffer
796  * @param[in]     in               Input samples array with in[-1]
797  * @param[in]     m                Filter coefficient
798  * @param[in,out] mem              State from last filtering
799  */
800 static void de_emphasis(float *out, float *in, float m, float mem[1])
801 {
802     int i;
803
804     out[0] = in[0] + m * mem[0];
805
806     for (i = 1; i < AMRWB_SFR_SIZE; i++)
807          out[i] = in[i] + out[i - 1] * m;
808
809     mem[0] = out[AMRWB_SFR_SIZE - 1];
810 }
811
812 /**
813  * Upsample a signal by 5/4 ratio (from 12.8kHz to 16kHz) using
814  * a FIR interpolation filter. Uses past data from before *in address.
815  *
816  * @param[out] out                 Buffer for interpolated signal
817  * @param[in]  in                  Current signal data (length 0.8*o_size)
818  * @param[in]  o_size              Output signal length
819  * @param[in] ctx                  The context
820  */
821 static void upsample_5_4(float *out, const float *in, int o_size, CELPMContext *ctx)
822 {
823     const float *in0 = in - UPS_FIR_SIZE + 1;
824     int i, j, k;
825     int int_part = 0, frac_part;
826
827     i = 0;
828     for (j = 0; j < o_size / 5; j++) {
829         out[i] = in[int_part];
830         frac_part = 4;
831         i++;
832
833         for (k = 1; k < 5; k++) {
834             out[i] = ctx->dot_productf(in0 + int_part,
835                                      upsample_fir[4 - frac_part],
836                                      UPS_MEM_SIZE);
837             int_part++;
838             frac_part--;
839             i++;
840         }
841     }
842 }
843
844 /**
845  * Calculate the high-band gain based on encoded index (23k85 mode) or
846  * on the low-band speech signal and the Voice Activity Detection flag.
847  *
848  * @param[in] ctx                  The context
849  * @param[in] synth                LB speech synthesis at 12.8k
850  * @param[in] hb_idx               Gain index for mode 23k85 only
851  * @param[in] vad                  VAD flag for the frame
852  */
853 static float find_hb_gain(AMRWBContext *ctx, const float *synth,
854                           uint16_t hb_idx, uint8_t vad)
855 {
856     int wsp = (vad > 0);
857     float tilt;
858
859     if (ctx->fr_cur_mode == MODE_23k85)
860         return qua_hb_gain[hb_idx] * (1.0f / (1 << 14));
861
862     tilt = ctx->celpm_ctx.dot_productf(synth, synth + 1, AMRWB_SFR_SIZE - 1) /
863            ctx->celpm_ctx.dot_productf(synth, synth, AMRWB_SFR_SIZE);
864
865     /* return gain bounded by [0.1, 1.0] */
866     return av_clipf((1.0 - FFMAX(0.0, tilt)) * (1.25 - 0.25 * wsp), 0.1, 1.0);
867 }
868
869 /**
870  * Generate the high-band excitation with the same energy from the lower
871  * one and scaled by the given gain.
872  *
873  * @param[in]  ctx                 The context
874  * @param[out] hb_exc              Buffer for the excitation
875  * @param[in]  synth_exc           Low-band excitation used for synthesis
876  * @param[in]  hb_gain             Wanted excitation gain
877  */
878 static void scaled_hb_excitation(AMRWBContext *ctx, float *hb_exc,
879                                  const float *synth_exc, float hb_gain)
880 {
881     int i;
882     float energy = ctx->celpm_ctx.dot_productf(synth_exc, synth_exc, AMRWB_SFR_SIZE);
883
884     /* Generate a white-noise excitation */
885     for (i = 0; i < AMRWB_SFR_SIZE_16k; i++)
886         hb_exc[i] = 32768.0 - (uint16_t) av_lfg_get(&ctx->prng);
887
888     ff_scale_vector_to_given_sum_of_squares(hb_exc, hb_exc,
889                                             energy * hb_gain * hb_gain,
890                                             AMRWB_SFR_SIZE_16k);
891 }
892
893 /**
894  * Calculate the auto-correlation for the ISF difference vector.
895  */
896 static float auto_correlation(float *diff_isf, float mean, int lag)
897 {
898     int i;
899     float sum = 0.0;
900
901     for (i = 7; i < LP_ORDER - 2; i++) {
902         float prod = (diff_isf[i] - mean) * (diff_isf[i - lag] - mean);
903         sum += prod * prod;
904     }
905     return sum;
906 }
907
908 /**
909  * Extrapolate a ISF vector to the 16kHz range (20th order LP)
910  * used at mode 6k60 LP filter for the high frequency band.
911  *
912  * @param[out] isf Buffer for extrapolated isf; contains LP_ORDER
913  *                 values on input
914  */
915 static void extrapolate_isf(float isf[LP_ORDER_16k])
916 {
917     float diff_isf[LP_ORDER - 2], diff_mean;
918     float *diff_hi = diff_isf - LP_ORDER + 1; // diff array for extrapolated indexes
919     float corr_lag[3];
920     float est, scale;
921     int i, i_max_corr;
922
923     isf[LP_ORDER_16k - 1] = isf[LP_ORDER - 1];
924
925     /* Calculate the difference vector */
926     for (i = 0; i < LP_ORDER - 2; i++)
927         diff_isf[i] = isf[i + 1] - isf[i];
928
929     diff_mean = 0.0;
930     for (i = 2; i < LP_ORDER - 2; i++)
931         diff_mean += diff_isf[i] * (1.0f / (LP_ORDER - 4));
932
933     /* Find which is the maximum autocorrelation */
934     i_max_corr = 0;
935     for (i = 0; i < 3; i++) {
936         corr_lag[i] = auto_correlation(diff_isf, diff_mean, i + 2);
937
938         if (corr_lag[i] > corr_lag[i_max_corr])
939             i_max_corr = i;
940     }
941     i_max_corr++;
942
943     for (i = LP_ORDER - 1; i < LP_ORDER_16k - 1; i++)
944         isf[i] = isf[i - 1] + isf[i - 1 - i_max_corr]
945                             - isf[i - 2 - i_max_corr];
946
947     /* Calculate an estimate for ISF(18) and scale ISF based on the error */
948     est   = 7965 + (isf[2] - isf[3] - isf[4]) / 6.0;
949     scale = 0.5 * (FFMIN(est, 7600) - isf[LP_ORDER - 2]) /
950             (isf[LP_ORDER_16k - 2] - isf[LP_ORDER - 2]);
951
952     for (i = LP_ORDER - 1; i < LP_ORDER_16k - 1; i++)
953         diff_hi[i] = scale * (isf[i] - isf[i - 1]);
954
955     /* Stability insurance */
956     for (i = LP_ORDER; i < LP_ORDER_16k - 1; i++)
957         if (diff_hi[i] + diff_hi[i - 1] < 5.0) {
958             if (diff_hi[i] > diff_hi[i - 1]) {
959                 diff_hi[i - 1] = 5.0 - diff_hi[i];
960             } else
961                 diff_hi[i] = 5.0 - diff_hi[i - 1];
962         }
963
964     for (i = LP_ORDER - 1; i < LP_ORDER_16k - 1; i++)
965         isf[i] = isf[i - 1] + diff_hi[i] * (1.0f / (1 << 15));
966
967     /* Scale the ISF vector for 16000 Hz */
968     for (i = 0; i < LP_ORDER_16k - 1; i++)
969         isf[i] *= 0.8;
970 }
971
972 /**
973  * Spectral expand the LP coefficients using the equation:
974  *   y[i] = x[i] * (gamma ** i)
975  *
976  * @param[out] out                 Output buffer (may use input array)
977  * @param[in]  lpc                 LP coefficients array
978  * @param[in]  gamma               Weighting factor
979  * @param[in]  size                LP array size
980  */
981 static void lpc_weighting(float *out, const float *lpc, float gamma, int size)
982 {
983     int i;
984     float fac = gamma;
985
986     for (i = 0; i < size; i++) {
987         out[i] = lpc[i] * fac;
988         fac   *= gamma;
989     }
990 }
991
992 /**
993  * Conduct 20th order linear predictive coding synthesis for the high
994  * frequency band excitation at 16kHz.
995  *
996  * @param[in]     ctx              The context
997  * @param[in]     subframe         Current subframe index (0 to 3)
998  * @param[in,out] samples          Pointer to the output speech samples
999  * @param[in]     exc              Generated white-noise scaled excitation
1000  * @param[in]     isf              Current frame isf vector
1001  * @param[in]     isf_past         Past frame final isf vector
1002  */
1003 static void hb_synthesis(AMRWBContext *ctx, int subframe, float *samples,
1004                          const float *exc, const float *isf, const float *isf_past)
1005 {
1006     float hb_lpc[LP_ORDER_16k];
1007     enum Mode mode = ctx->fr_cur_mode;
1008
1009     if (mode == MODE_6k60) {
1010         float e_isf[LP_ORDER_16k]; // ISF vector for extrapolation
1011         double e_isp[LP_ORDER_16k];
1012
1013         ctx->acelpv_ctx.weighted_vector_sumf(e_isf, isf_past, isf, isfp_inter[subframe],
1014                                 1.0 - isfp_inter[subframe], LP_ORDER);
1015
1016         extrapolate_isf(e_isf);
1017
1018         e_isf[LP_ORDER_16k - 1] *= 2.0;
1019         ff_acelp_lsf2lspd(e_isp, e_isf, LP_ORDER_16k);
1020         ff_amrwb_lsp2lpc(e_isp, hb_lpc, LP_ORDER_16k);
1021
1022         lpc_weighting(hb_lpc, hb_lpc, 0.9, LP_ORDER_16k);
1023     } else {
1024         lpc_weighting(hb_lpc, ctx->lp_coef[subframe], 0.6, LP_ORDER);
1025     }
1026
1027     ctx->celpf_ctx.celp_lp_synthesis_filterf(samples, hb_lpc, exc, AMRWB_SFR_SIZE_16k,
1028                                  (mode == MODE_6k60) ? LP_ORDER_16k : LP_ORDER);
1029 }
1030
1031 /**
1032  * Apply a 15th order filter to high-band samples.
1033  * The filter characteristic depends on the given coefficients.
1034  *
1035  * @param[out]    out              Buffer for filtered output
1036  * @param[in]     fir_coef         Filter coefficients
1037  * @param[in,out] mem              State from last filtering (updated)
1038  * @param[in]     in               Input speech data (high-band)
1039  *
1040  * @remark It is safe to pass the same array in in and out parameters
1041  */
1042
1043 #ifndef hb_fir_filter
1044 static void hb_fir_filter(float *out, const float fir_coef[HB_FIR_SIZE + 1],
1045                           float mem[HB_FIR_SIZE], const float *in)
1046 {
1047     int i, j;
1048     float data[AMRWB_SFR_SIZE_16k + HB_FIR_SIZE]; // past and current samples
1049
1050     memcpy(data, mem, HB_FIR_SIZE * sizeof(float));
1051     memcpy(data + HB_FIR_SIZE, in, AMRWB_SFR_SIZE_16k * sizeof(float));
1052
1053     for (i = 0; i < AMRWB_SFR_SIZE_16k; i++) {
1054         out[i] = 0.0;
1055         for (j = 0; j <= HB_FIR_SIZE; j++)
1056             out[i] += data[i + j] * fir_coef[j];
1057     }
1058
1059     memcpy(mem, data + AMRWB_SFR_SIZE_16k, HB_FIR_SIZE * sizeof(float));
1060 }
1061 #endif /* hb_fir_filter */
1062
1063 /**
1064  * Update context state before the next subframe.
1065  */
1066 static void update_sub_state(AMRWBContext *ctx)
1067 {
1068     memmove(&ctx->excitation_buf[0], &ctx->excitation_buf[AMRWB_SFR_SIZE],
1069             (AMRWB_P_DELAY_MAX + LP_ORDER + 1) * sizeof(float));
1070
1071     memmove(&ctx->pitch_gain[1], &ctx->pitch_gain[0], 5 * sizeof(float));
1072     memmove(&ctx->fixed_gain[1], &ctx->fixed_gain[0], 1 * sizeof(float));
1073
1074     memmove(&ctx->samples_az[0], &ctx->samples_az[AMRWB_SFR_SIZE],
1075             LP_ORDER * sizeof(float));
1076     memmove(&ctx->samples_up[0], &ctx->samples_up[AMRWB_SFR_SIZE],
1077             UPS_MEM_SIZE * sizeof(float));
1078     memmove(&ctx->samples_hb[0], &ctx->samples_hb[AMRWB_SFR_SIZE_16k],
1079             LP_ORDER_16k * sizeof(float));
1080 }
1081
1082 static int amrwb_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
1083                               int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
1084 {
1085     AMRWBContext *ctx  = avctx->priv_data;
1086     AMRWBFrame   *cf   = &ctx->frame;
1087     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1088     int buf_size       = avpkt->size;
1089     int expected_fr_size, header_size;
1090     float *buf_out;
1091     float spare_vector[AMRWB_SFR_SIZE];      // extra stack space to hold result from anti-sparseness processing
1092     float fixed_gain_factor;                 // fixed gain correction factor (gamma)
1093     float *synth_fixed_vector;               // pointer to the fixed vector that synthesis should use
1094     float synth_fixed_gain;                  // the fixed gain that synthesis should use
1095     float voice_fac, stab_fac;               // parameters used for gain smoothing
1096     float synth_exc[AMRWB_SFR_SIZE];         // post-processed excitation for synthesis
1097     float hb_exc[AMRWB_SFR_SIZE_16k];        // excitation for the high frequency band
1098     float hb_samples[AMRWB_SFR_SIZE_16k];    // filtered high-band samples from synthesis
1099     float hb_gain;
1100     int sub, i, ret;
1101
1102     /* get output buffer */
1103     ctx->avframe.nb_samples = 4 * AMRWB_SFR_SIZE_16k;
1104     if ((ret = avctx->get_buffer(avctx, &ctx->avframe)) < 0) {
1105         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
1106         return ret;
1107     }
1108     buf_out = (float *)ctx->avframe.data[0];
1109
1110     header_size      = decode_mime_header(ctx, buf);
1111     if (ctx->fr_cur_mode > MODE_SID) {
1112         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
1113                "Invalid mode %d\n", ctx->fr_cur_mode);
1114         return AVERROR_INVALIDDATA;
1115     }
1116     expected_fr_size = ((cf_sizes_wb[ctx->fr_cur_mode] + 7) >> 3) + 1;
1117
1118     if (buf_size < expected_fr_size) {
1119         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
1120             "Frame too small (%d bytes). Truncated file?\n", buf_size);
1121         *got_frame_ptr = 0;
1122         return AVERROR_INVALIDDATA;
1123     }
1124
1125     if (!ctx->fr_quality || ctx->fr_cur_mode > MODE_SID)
1126         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Encountered a bad or corrupted frame\n");
1127
1128     if (ctx->fr_cur_mode == MODE_SID) { /* Comfort noise frame */
1129         av_log_missing_feature(avctx, "SID mode", 1);
1130         return -1;
1131     }
1132
1133     ff_amr_bit_reorder((uint16_t *) &ctx->frame, sizeof(AMRWBFrame),
1134         buf + header_size, amr_bit_orderings_by_mode[ctx->fr_cur_mode]);
1135
1136     /* Decode the quantized ISF vector */
1137     if (ctx->fr_cur_mode == MODE_6k60) {
1138         decode_isf_indices_36b(cf->isp_id, ctx->isf_cur);
1139     } else {
1140         decode_isf_indices_46b(cf->isp_id, ctx->isf_cur);
1141     }
1142
1143     isf_add_mean_and_past(ctx->isf_cur, ctx->isf_q_past);
1144     ff_set_min_dist_lsf(ctx->isf_cur, MIN_ISF_SPACING, LP_ORDER - 1);
1145
1146     stab_fac = stability_factor(ctx->isf_cur, ctx->isf_past_final);
1147
1148     ctx->isf_cur[LP_ORDER - 1] *= 2.0;
1149     ff_acelp_lsf2lspd(ctx->isp[3], ctx->isf_cur, LP_ORDER);
1150
1151     /* Generate a ISP vector for each subframe */
1152     if (ctx->first_frame) {
1153         ctx->first_frame = 0;
1154         memcpy(ctx->isp_sub4_past, ctx->isp[3], LP_ORDER * sizeof(double));
1155     }
1156     interpolate_isp(ctx->isp, ctx->isp_sub4_past);
1157
1158     for (sub = 0; sub < 4; sub++)
1159         ff_amrwb_lsp2lpc(ctx->isp[sub], ctx->lp_coef[sub], LP_ORDER);
1160
1161     for (sub = 0; sub < 4; sub++) {
1162         const AMRWBSubFrame *cur_subframe = &cf->subframe[sub];
1163         float *sub_buf = buf_out + sub * AMRWB_SFR_SIZE_16k;
1164
1165         /* Decode adaptive codebook (pitch vector) */
1166         decode_pitch_vector(ctx, cur_subframe, sub);
1167         /* Decode innovative codebook (fixed vector) */
1168         decode_fixed_vector(ctx->fixed_vector, cur_subframe->pul_ih,
1169                             cur_subframe->pul_il, ctx->fr_cur_mode);
1170
1171         pitch_sharpening(ctx, ctx->fixed_vector);
1172
1173         decode_gains(cur_subframe->vq_gain, ctx->fr_cur_mode,
1174                      &fixed_gain_factor, &ctx->pitch_gain[0]);
1175
1176         ctx->fixed_gain[0] =
1177             ff_amr_set_fixed_gain(fixed_gain_factor,
1178                        ctx->celpm_ctx.dot_productf(ctx->fixed_vector, ctx->fixed_vector,
1179                                        AMRWB_SFR_SIZE) / AMRWB_SFR_SIZE,
1180                        ctx->prediction_error,
1181                        ENERGY_MEAN, energy_pred_fac);
1182
1183         /* Calculate voice factor and store tilt for next subframe */
1184         voice_fac      = voice_factor(ctx->pitch_vector, ctx->pitch_gain[0],
1185                                       ctx->fixed_vector, ctx->fixed_gain[0],
1186                                       &ctx->celpm_ctx);
1187         ctx->tilt_coef = voice_fac * 0.25 + 0.25;
1188
1189         /* Construct current excitation */
1190         for (i = 0; i < AMRWB_SFR_SIZE; i++) {
1191             ctx->excitation[i] *= ctx->pitch_gain[0];
1192             ctx->excitation[i] += ctx->fixed_gain[0] * ctx->fixed_vector[i];
1193             ctx->excitation[i] = truncf(ctx->excitation[i]);
1194         }
1195
1196         /* Post-processing of excitation elements */
1197         synth_fixed_gain = noise_enhancer(ctx->fixed_gain[0], &ctx->prev_tr_gain,
1198                                           voice_fac, stab_fac);
1199
1200         synth_fixed_vector = anti_sparseness(ctx, ctx->fixed_vector,
1201                                              spare_vector);
1202
1203         pitch_enhancer(synth_fixed_vector, voice_fac);
1204
1205         synthesis(ctx, ctx->lp_coef[sub], synth_exc, synth_fixed_gain,
1206                   synth_fixed_vector, &ctx->samples_az[LP_ORDER]);
1207
1208         /* Synthesis speech post-processing */
1209         de_emphasis(&ctx->samples_up[UPS_MEM_SIZE],
1210                     &ctx->samples_az[LP_ORDER], PREEMPH_FAC, ctx->demph_mem);
1211
1212         ctx->acelpf_ctx.acelp_apply_order_2_transfer_function(&ctx->samples_up[UPS_MEM_SIZE],
1213             &ctx->samples_up[UPS_MEM_SIZE], hpf_zeros, hpf_31_poles,
1214             hpf_31_gain, ctx->hpf_31_mem, AMRWB_SFR_SIZE);
1215
1216         upsample_5_4(sub_buf, &ctx->samples_up[UPS_FIR_SIZE],
1217                      AMRWB_SFR_SIZE_16k, &ctx->celpm_ctx);
1218
1219         /* High frequency band (6.4 - 7.0 kHz) generation part */
1220         ctx->acelpf_ctx.acelp_apply_order_2_transfer_function(hb_samples,
1221             &ctx->samples_up[UPS_MEM_SIZE], hpf_zeros, hpf_400_poles,
1222             hpf_400_gain, ctx->hpf_400_mem, AMRWB_SFR_SIZE);
1223
1224         hb_gain = find_hb_gain(ctx, hb_samples,
1225                                cur_subframe->hb_gain, cf->vad);
1226
1227         scaled_hb_excitation(ctx, hb_exc, synth_exc, hb_gain);
1228
1229         hb_synthesis(ctx, sub, &ctx->samples_hb[LP_ORDER_16k],
1230                      hb_exc, ctx->isf_cur, ctx->isf_past_final);
1231
1232         /* High-band post-processing filters */
1233         hb_fir_filter(hb_samples, bpf_6_7_coef, ctx->bpf_6_7_mem,
1234                       &ctx->samples_hb[LP_ORDER_16k]);
1235
1236         if (ctx->fr_cur_mode == MODE_23k85)
1237             hb_fir_filter(hb_samples, lpf_7_coef, ctx->lpf_7_mem,
1238                           hb_samples);
1239
1240         /* Add the low and high frequency bands */
1241         for (i = 0; i < AMRWB_SFR_SIZE_16k; i++)
1242             sub_buf[i] = (sub_buf[i] + hb_samples[i]) * (1.0f / (1 << 15));
1243
1244         /* Update buffers and history */
1245         update_sub_state(ctx);
1246     }
1247
1248     /* update state for next frame */
1249     memcpy(ctx->isp_sub4_past, ctx->isp[3], LP_ORDER * sizeof(ctx->isp[3][0]));
1250     memcpy(ctx->isf_past_final, ctx->isf_cur, LP_ORDER * sizeof(float));
1251
1252     *got_frame_ptr   = 1;
1253     *(AVFrame *)data = ctx->avframe;
1254
1255     return expected_fr_size;
1256 }
1257
1258 AVCodec ff_amrwb_decoder = {
1259     .name           = "amrwb",
1260     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1261     .id             = AV_CODEC_ID_AMR_WB,
1262     .priv_data_size = sizeof(AMRWBContext),
1263     .init           = amrwb_decode_init,
1264     .decode         = amrwb_decode_frame,
1265     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
1266     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("AMR-WB (Adaptive Multi-Rate WideBand)"),
1267     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]){ AV_SAMPLE_FMT_FLT,
1268                                                      AV_SAMPLE_FMT_NONE },
1269 };