lavc decoders: work with refcounted frames.
[ffmpeg.git] / libavcodec / g723_1.c
1 /*
2  * G.723.1 compatible decoder
3  * Copyright (c) 2006 Benjamin Larsson
4  * Copyright (c) 2010 Mohamed Naufal Basheer
5  *
6  * This file is part of Libav.
7  *
8  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
10  * License as published by the Free Software Foundation; either
11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
12  *
13  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
16  * Lesser General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
19  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
21  */
22
23 /**
24  * @file
25  * G.723.1 compatible decoder
26  */
27
28 #define BITSTREAM_READER_LE
29 #include "libavutil/channel_layout.h"
30 #include "libavutil/mem.h"
31 #include "libavutil/opt.h"
32 #include "avcodec.h"
33 #include "get_bits.h"
34 #include "acelp_vectors.h"
35 #include "celp_filters.h"
36 #include "g723_1_data.h"
37 #include "internal.h"
38
39 #define CNG_RANDOM_SEED 12345
40
41 /**
42  * G723.1 frame types
43  */
44 enum FrameType {
45     ACTIVE_FRAME,        ///< Active speech
46     SID_FRAME,           ///< Silence Insertion Descriptor frame
47     UNTRANSMITTED_FRAME
48 };
49
50 enum Rate {
51     RATE_6300,
52     RATE_5300
53 };
54
55 /**
56  * G723.1 unpacked data subframe
57  */
58 typedef struct {
59     int ad_cb_lag;     ///< adaptive codebook lag
60     int ad_cb_gain;
61     int dirac_train;
62     int pulse_sign;
63     int grid_index;
64     int amp_index;
65     int pulse_pos;
66 } G723_1_Subframe;
67
68 /**
69  * Pitch postfilter parameters
70  */
71 typedef struct {
72     int     index;    ///< postfilter backward/forward lag
73     int16_t opt_gain; ///< optimal gain
74     int16_t sc_gain;  ///< scaling gain
75 } PPFParam;
76
77 typedef struct g723_1_context {
78     AVClass *class;
79
80     G723_1_Subframe subframe[4];
81     enum FrameType cur_frame_type;
82     enum FrameType past_frame_type;
83     enum Rate cur_rate;
84     uint8_t lsp_index[LSP_BANDS];
85     int pitch_lag[2];
86     int erased_frames;
87
88     int16_t prev_lsp[LPC_ORDER];
89     int16_t sid_lsp[LPC_ORDER];
90     int16_t prev_excitation[PITCH_MAX];
91     int16_t excitation[PITCH_MAX + FRAME_LEN + 4];
92     int16_t synth_mem[LPC_ORDER];
93     int16_t fir_mem[LPC_ORDER];
94     int     iir_mem[LPC_ORDER];
95
96     int random_seed;
97     int cng_random_seed;
98     int interp_index;
99     int interp_gain;
100     int sid_gain;
101     int cur_gain;
102     int reflection_coef;
103     int pf_gain;
104     int postfilter;
105
106     int16_t audio[FRAME_LEN + LPC_ORDER + PITCH_MAX + 4];
107 } G723_1_Context;
108
109 static av_cold int g723_1_decode_init(AVCodecContext *avctx)
110 {
111     G723_1_Context *p = avctx->priv_data;
112
113     avctx->channel_layout = AV_CH_LAYOUT_MONO;
114     avctx->sample_fmt     = AV_SAMPLE_FMT_S16;
115     avctx->channels       = 1;
116     avctx->sample_rate    = 8000;
117     p->pf_gain            = 1 << 12;
118
119     memcpy(p->prev_lsp, dc_lsp, LPC_ORDER * sizeof(*p->prev_lsp));
120     memcpy(p->sid_lsp,  dc_lsp, LPC_ORDER * sizeof(*p->sid_lsp));
121
122     p->cng_random_seed = CNG_RANDOM_SEED;
123     p->past_frame_type = SID_FRAME;
124
125     return 0;
126 }
127
128 /**
129  * Unpack the frame into parameters.
130  *
131  * @param p           the context
132  * @param buf         pointer to the input buffer
133  * @param buf_size    size of the input buffer
134  */
135 static int unpack_bitstream(G723_1_Context *p, const uint8_t *buf,
136                             int buf_size)
137 {
138     GetBitContext gb;
139     int ad_cb_len;
140     int temp, info_bits, i;
141
142     init_get_bits(&gb, buf, buf_size * 8);
143
144     /* Extract frame type and rate info */
145     info_bits = get_bits(&gb, 2);
146
147     if (info_bits == 3) {
148         p->cur_frame_type = UNTRANSMITTED_FRAME;
149         return 0;
150     }
151
152     /* Extract 24 bit lsp indices, 8 bit for each band */
153     p->lsp_index[2] = get_bits(&gb, 8);
154     p->lsp_index[1] = get_bits(&gb, 8);
155     p->lsp_index[0] = get_bits(&gb, 8);
156
157     if (info_bits == 2) {
158         p->cur_frame_type = SID_FRAME;
159         p->subframe[0].amp_index = get_bits(&gb, 6);
160         return 0;
161     }
162
163     /* Extract the info common to both rates */
164     p->cur_rate       = info_bits ? RATE_5300 : RATE_6300;
165     p->cur_frame_type = ACTIVE_FRAME;
166
167     p->pitch_lag[0] = get_bits(&gb, 7);
168     if (p->pitch_lag[0] > 123)       /* test if forbidden code */
169         return -1;
170     p->pitch_lag[0] += PITCH_MIN;
171     p->subframe[1].ad_cb_lag = get_bits(&gb, 2);
172
173     p->pitch_lag[1] = get_bits(&gb, 7);
174     if (p->pitch_lag[1] > 123)
175         return -1;
176     p->pitch_lag[1] += PITCH_MIN;
177     p->subframe[3].ad_cb_lag = get_bits(&gb, 2);
178     p->subframe[0].ad_cb_lag = 1;
179     p->subframe[2].ad_cb_lag = 1;
180
181     for (i = 0; i < SUBFRAMES; i++) {
182         /* Extract combined gain */
183         temp = get_bits(&gb, 12);
184         ad_cb_len = 170;
185         p->subframe[i].dirac_train = 0;
186         if (p->cur_rate == RATE_6300 && p->pitch_lag[i >> 1] < SUBFRAME_LEN - 2) {
187             p->subframe[i].dirac_train = temp >> 11;
188             temp &= 0x7FF;
189             ad_cb_len = 85;
190         }
191         p->subframe[i].ad_cb_gain = FASTDIV(temp, GAIN_LEVELS);
192         if (p->subframe[i].ad_cb_gain < ad_cb_len) {
193             p->subframe[i].amp_index = temp - p->subframe[i].ad_cb_gain *
194                                        GAIN_LEVELS;
195         } else {
196             return -1;
197         }
198     }
199
200     p->subframe[0].grid_index = get_bits(&gb, 1);
201     p->subframe[1].grid_index = get_bits(&gb, 1);
202     p->subframe[2].grid_index = get_bits(&gb, 1);
203     p->subframe[3].grid_index = get_bits(&gb, 1);
204
205     if (p->cur_rate == RATE_6300) {
206         skip_bits(&gb, 1);  /* skip reserved bit */
207
208         /* Compute pulse_pos index using the 13-bit combined position index */
209         temp = get_bits(&gb, 13);
210         p->subframe[0].pulse_pos = temp / 810;
211
212         temp -= p->subframe[0].pulse_pos * 810;
213         p->subframe[1].pulse_pos = FASTDIV(temp, 90);
214
215         temp -= p->subframe[1].pulse_pos * 90;
216         p->subframe[2].pulse_pos = FASTDIV(temp, 9);
217         p->subframe[3].pulse_pos = temp - p->subframe[2].pulse_pos * 9;
218
219         p->subframe[0].pulse_pos = (p->subframe[0].pulse_pos << 16) +
220                                    get_bits(&gb, 16);
221         p->subframe[1].pulse_pos = (p->subframe[1].pulse_pos << 14) +
222                                    get_bits(&gb, 14);
223         p->subframe[2].pulse_pos = (p->subframe[2].pulse_pos << 16) +
224                                    get_bits(&gb, 16);
225         p->subframe[3].pulse_pos = (p->subframe[3].pulse_pos << 14) +
226                                    get_bits(&gb, 14);
227
228         p->subframe[0].pulse_sign = get_bits(&gb, 6);
229         p->subframe[1].pulse_sign = get_bits(&gb, 5);
230         p->subframe[2].pulse_sign = get_bits(&gb, 6);
231         p->subframe[3].pulse_sign = get_bits(&gb, 5);
232     } else { /* 5300 bps */
233         p->subframe[0].pulse_pos  = get_bits(&gb, 12);
234         p->subframe[1].pulse_pos  = get_bits(&gb, 12);
235         p->subframe[2].pulse_pos  = get_bits(&gb, 12);
236         p->subframe[3].pulse_pos  = get_bits(&gb, 12);
237
238         p->subframe[0].pulse_sign = get_bits(&gb, 4);
239         p->subframe[1].pulse_sign = get_bits(&gb, 4);
240         p->subframe[2].pulse_sign = get_bits(&gb, 4);
241         p->subframe[3].pulse_sign = get_bits(&gb, 4);
242     }
243
244     return 0;
245 }
246
247 /**
248  * Bitexact implementation of sqrt(val/2).
249  */
250 static int16_t square_root(int val)
251 {
252     int16_t res = 0;
253     int16_t exp = 0x4000;
254     int i;
255
256     for (i = 0; i < 14; i ++) {
257         int res_exp = res + exp;
258         if (val >= res_exp * res_exp << 1)
259             res += exp;
260         exp >>= 1;
261     }
262     return res;
263 }
264
265 /**
266  * Calculate the number of left-shifts required for normalizing the input.
267  *
268  * @param num   input number
269  * @param width width of the input, 16 bits(0) / 32 bits(1)
270  */
271 static int normalize_bits(int num, int width)
272 {
273     return width - av_log2(num) - 1;
274 }
275
276 /**
277  * Scale vector contents based on the largest of their absolutes.
278  */
279 static int scale_vector(int16_t *dst, const int16_t *vector, int length)
280 {
281     int bits, max = 0;
282     int i;
283
284
285     for (i = 0; i < length; i++)
286         max |= FFABS(vector[i]);
287
288     max   = FFMIN(max, 0x7FFF);
289     bits  = normalize_bits(max, 15);
290
291     for (i = 0; i < length; i++)
292         dst[i] = vector[i] << bits >> 3;
293
294     return bits - 3;
295 }
296
297 /**
298  * Perform inverse quantization of LSP frequencies.
299  *
300  * @param cur_lsp    the current LSP vector
301  * @param prev_lsp   the previous LSP vector
302  * @param lsp_index  VQ indices
303  * @param bad_frame  bad frame flag
304  */
305 static void inverse_quant(int16_t *cur_lsp, int16_t *prev_lsp,
306                           uint8_t *lsp_index, int bad_frame)
307 {
308     int min_dist, pred;
309     int i, j, temp, stable;
310
311     /* Check for frame erasure */
312     if (!bad_frame) {
313         min_dist     = 0x100;
314         pred         = 12288;
315     } else {
316         min_dist     = 0x200;
317         pred         = 23552;
318         lsp_index[0] = lsp_index[1] = lsp_index[2] = 0;
319     }
320
321     /* Get the VQ table entry corresponding to the transmitted index */
322     cur_lsp[0] = lsp_band0[lsp_index[0]][0];
323     cur_lsp[1] = lsp_band0[lsp_index[0]][1];
324     cur_lsp[2] = lsp_band0[lsp_index[0]][2];
325     cur_lsp[3] = lsp_band1[lsp_index[1]][0];
326     cur_lsp[4] = lsp_band1[lsp_index[1]][1];
327     cur_lsp[5] = lsp_band1[lsp_index[1]][2];
328     cur_lsp[6] = lsp_band2[lsp_index[2]][0];
329     cur_lsp[7] = lsp_band2[lsp_index[2]][1];
330     cur_lsp[8] = lsp_band2[lsp_index[2]][2];
331     cur_lsp[9] = lsp_band2[lsp_index[2]][3];
332
333     /* Add predicted vector & DC component to the previously quantized vector */
334     for (i = 0; i < LPC_ORDER; i++) {
335         temp        = ((prev_lsp[i] - dc_lsp[i]) * pred + (1 << 14)) >> 15;
336         cur_lsp[i] += dc_lsp[i] + temp;
337     }
338
339     for (i = 0; i < LPC_ORDER; i++) {
340         cur_lsp[0]             = FFMAX(cur_lsp[0],  0x180);
341         cur_lsp[LPC_ORDER - 1] = FFMIN(cur_lsp[LPC_ORDER - 1], 0x7e00);
342
343         /* Stability check */
344         for (j = 1; j < LPC_ORDER; j++) {
345             temp = min_dist + cur_lsp[j - 1] - cur_lsp[j];
346             if (temp > 0) {
347                 temp >>= 1;
348                 cur_lsp[j - 1] -= temp;
349                 cur_lsp[j]     += temp;
350             }
351         }
352         stable = 1;
353         for (j = 1; j < LPC_ORDER; j++) {
354             temp = cur_lsp[j - 1] + min_dist - cur_lsp[j] - 4;
355             if (temp > 0) {
356                 stable = 0;
357                 break;
358             }
359         }
360         if (stable)
361             break;
362     }
363     if (!stable)
364         memcpy(cur_lsp, prev_lsp, LPC_ORDER * sizeof(*cur_lsp));
365 }
366
367 /**
368  * Bitexact implementation of 2ab scaled by 1/2^16.
369  *
370  * @param a 32 bit multiplicand
371  * @param b 16 bit multiplier
372  */
373 #define MULL2(a, b) \
374         ((((a) >> 16) * (b) << 1) + (((a) & 0xffff) * (b) >> 15))
375
376 /**
377  * Convert LSP frequencies to LPC coefficients.
378  *
379  * @param lpc buffer for LPC coefficients
380  */
381 static void lsp2lpc(int16_t *lpc)
382 {
383     int f1[LPC_ORDER / 2 + 1];
384     int f2[LPC_ORDER / 2 + 1];
385     int i, j;
386
387     /* Calculate negative cosine */
388     for (j = 0; j < LPC_ORDER; j++) {
389         int index     = lpc[j] >> 7;
390         int offset    = lpc[j] & 0x7f;
391         int temp1     = cos_tab[index] << 16;
392         int temp2     = (cos_tab[index + 1] - cos_tab[index]) *
393                           ((offset << 8) + 0x80) << 1;
394
395         lpc[j] = -(av_sat_dadd32(1 << 15, temp1 + temp2) >> 16);
396     }
397
398     /*
399      * Compute sum and difference polynomial coefficients
400      * (bitexact alternative to lsp2poly() in lsp.c)
401      */
402     /* Initialize with values in Q28 */
403     f1[0] = 1 << 28;
404     f1[1] = (lpc[0] << 14) + (lpc[2] << 14);
405     f1[2] = lpc[0] * lpc[2] + (2 << 28);
406
407     f2[0] = 1 << 28;
408     f2[1] = (lpc[1] << 14) + (lpc[3] << 14);
409     f2[2] = lpc[1] * lpc[3] + (2 << 28);
410
411     /*
412      * Calculate and scale the coefficients by 1/2 in
413      * each iteration for a final scaling factor of Q25
414      */
415     for (i = 2; i < LPC_ORDER / 2; i++) {
416         f1[i + 1] = f1[i - 1] + MULL2(f1[i], lpc[2 * i]);
417         f2[i + 1] = f2[i - 1] + MULL2(f2[i], lpc[2 * i + 1]);
418
419         for (j = i; j >= 2; j--) {
420             f1[j] = MULL2(f1[j - 1], lpc[2 * i]) +
421                     (f1[j] >> 1) + (f1[j - 2] >> 1);
422             f2[j] = MULL2(f2[j - 1], lpc[2 * i + 1]) +
423                     (f2[j] >> 1) + (f2[j - 2] >> 1);
424         }
425
426         f1[0] >>= 1;
427         f2[0] >>= 1;
428         f1[1] = ((lpc[2 * i]     << 16 >> i) + f1[1]) >> 1;
429         f2[1] = ((lpc[2 * i + 1] << 16 >> i) + f2[1]) >> 1;
430     }
431
432     /* Convert polynomial coefficients to LPC coefficients */
433     for (i = 0; i < LPC_ORDER / 2; i++) {
434         int64_t ff1 = f1[i + 1] + f1[i];
435         int64_t ff2 = f2[i + 1] - f2[i];
436
437         lpc[i] = av_clipl_int32(((ff1 + ff2) << 3) + (1 << 15)) >> 16;
438         lpc[LPC_ORDER - i - 1] = av_clipl_int32(((ff1 - ff2) << 3) +
439                                                 (1 << 15)) >> 16;
440     }
441 }
442
443 /**
444  * Quantize LSP frequencies by interpolation and convert them to
445  * the corresponding LPC coefficients.
446  *
447  * @param lpc      buffer for LPC coefficients
448  * @param cur_lsp  the current LSP vector
449  * @param prev_lsp the previous LSP vector
450  */
451 static void lsp_interpolate(int16_t *lpc, int16_t *cur_lsp, int16_t *prev_lsp)
452 {
453     int i;
454     int16_t *lpc_ptr = lpc;
455
456     /* cur_lsp * 0.25 + prev_lsp * 0.75 */
457     ff_acelp_weighted_vector_sum(lpc, cur_lsp, prev_lsp,
458                                  4096, 12288, 1 << 13, 14, LPC_ORDER);
459     ff_acelp_weighted_vector_sum(lpc + LPC_ORDER, cur_lsp, prev_lsp,
460                                  8192, 8192, 1 << 13, 14, LPC_ORDER);
461     ff_acelp_weighted_vector_sum(lpc + 2 * LPC_ORDER, cur_lsp, prev_lsp,
462                                  12288, 4096, 1 << 13, 14, LPC_ORDER);
463     memcpy(lpc + 3 * LPC_ORDER, cur_lsp, LPC_ORDER * sizeof(*lpc));
464
465     for (i = 0; i < SUBFRAMES; i++) {
466         lsp2lpc(lpc_ptr);
467         lpc_ptr += LPC_ORDER;
468     }
469 }
470
471 /**
472  * Generate a train of dirac functions with period as pitch lag.
473  */
474 static void gen_dirac_train(int16_t *buf, int pitch_lag)
475 {
476     int16_t vector[SUBFRAME_LEN];
477     int i, j;
478
479     memcpy(vector, buf, SUBFRAME_LEN * sizeof(*vector));
480     for (i = pitch_lag; i < SUBFRAME_LEN; i += pitch_lag) {
481         for (j = 0; j < SUBFRAME_LEN - i; j++)
482             buf[i + j] += vector[j];
483     }
484 }
485
486 /**
487  * Generate fixed codebook excitation vector.
488  *
489  * @param vector    decoded excitation vector
490  * @param subfrm    current subframe
491  * @param cur_rate  current bitrate
492  * @param pitch_lag closed loop pitch lag
493  * @param index     current subframe index
494  */
495 static void gen_fcb_excitation(int16_t *vector, G723_1_Subframe *subfrm,
496                                enum Rate cur_rate, int pitch_lag, int index)
497 {
498     int temp, i, j;
499
500     memset(vector, 0, SUBFRAME_LEN * sizeof(*vector));
501
502     if (cur_rate == RATE_6300) {
503         if (subfrm->pulse_pos >= max_pos[index])
504             return;
505
506         /* Decode amplitudes and positions */
507         j = PULSE_MAX - pulses[index];
508         temp = subfrm->pulse_pos;
509         for (i = 0; i < SUBFRAME_LEN / GRID_SIZE; i++) {
510             temp -= combinatorial_table[j][i];
511             if (temp >= 0)
512                 continue;
513             temp += combinatorial_table[j++][i];
514             if (subfrm->pulse_sign & (1 << (PULSE_MAX - j))) {
515                 vector[subfrm->grid_index + GRID_SIZE * i] =
516                                         -fixed_cb_gain[subfrm->amp_index];
517             } else {
518                 vector[subfrm->grid_index + GRID_SIZE * i] =
519                                          fixed_cb_gain[subfrm->amp_index];
520             }
521             if (j == PULSE_MAX)
522                 break;
523         }
524         if (subfrm->dirac_train == 1)
525             gen_dirac_train(vector, pitch_lag);
526     } else { /* 5300 bps */
527         int cb_gain  = fixed_cb_gain[subfrm->amp_index];
528         int cb_shift = subfrm->grid_index;
529         int cb_sign  = subfrm->pulse_sign;
530         int cb_pos   = subfrm->pulse_pos;
531         int offset, beta, lag;
532
533         for (i = 0; i < 8; i += 2) {
534             offset         = ((cb_pos & 7) << 3) + cb_shift + i;
535             vector[offset] = (cb_sign & 1) ? cb_gain : -cb_gain;
536             cb_pos  >>= 3;
537             cb_sign >>= 1;
538         }
539
540         /* Enhance harmonic components */
541         lag  = pitch_contrib[subfrm->ad_cb_gain << 1] + pitch_lag +
542                subfrm->ad_cb_lag - 1;
543         beta = pitch_contrib[(subfrm->ad_cb_gain << 1) + 1];
544
545         if (lag < SUBFRAME_LEN - 2) {
546             for (i = lag; i < SUBFRAME_LEN; i++)
547                 vector[i] += beta * vector[i - lag] >> 15;
548         }
549     }
550 }
551
552 /**
553  * Get delayed contribution from the previous excitation vector.
554  */
555 static void get_residual(int16_t *residual, int16_t *prev_excitation, int lag)
556 {
557     int offset = PITCH_MAX - PITCH_ORDER / 2 - lag;
558     int i;
559
560     residual[0] = prev_excitation[offset];
561     residual[1] = prev_excitation[offset + 1];
562
563     offset += 2;
564     for (i = 2; i < SUBFRAME_LEN + PITCH_ORDER - 1; i++)
565         residual[i] = prev_excitation[offset + (i - 2) % lag];
566 }
567
568 static int dot_product(const int16_t *a, const int16_t *b, int length)
569 {
570     int i, sum = 0;
571
572     for (i = 0; i < length; i++) {
573         int prod = a[i] * b[i];
574         sum = av_sat_dadd32(sum, prod);
575     }
576     return sum;
577 }
578
579 /**
580  * Generate adaptive codebook excitation.
581  */
582 static void gen_acb_excitation(int16_t *vector, int16_t *prev_excitation,
583                                int pitch_lag, G723_1_Subframe *subfrm,
584                                enum Rate cur_rate)
585 {
586     int16_t residual[SUBFRAME_LEN + PITCH_ORDER - 1];
587     const int16_t *cb_ptr;
588     int lag = pitch_lag + subfrm->ad_cb_lag - 1;
589
590     int i;
591     int sum;
592
593     get_residual(residual, prev_excitation, lag);
594
595     /* Select quantization table */
596     if (cur_rate == RATE_6300 && pitch_lag < SUBFRAME_LEN - 2)
597         cb_ptr = adaptive_cb_gain85;
598     else
599         cb_ptr = adaptive_cb_gain170;
600
601     /* Calculate adaptive vector */
602     cb_ptr += subfrm->ad_cb_gain * 20;
603     for (i = 0; i < SUBFRAME_LEN; i++) {
604         sum = dot_product(residual + i, cb_ptr, PITCH_ORDER);
605         vector[i] = av_sat_dadd32(1 << 15, sum) >> 16;
606     }
607 }
608
609 /**
610  * Estimate maximum auto-correlation around pitch lag.
611  *
612  * @param buf       buffer with offset applied
613  * @param offset    offset of the excitation vector
614  * @param ccr_max   pointer to the maximum auto-correlation
615  * @param pitch_lag decoded pitch lag
616  * @param length    length of autocorrelation
617  * @param dir       forward lag(1) / backward lag(-1)
618  */
619 static int autocorr_max(const int16_t *buf, int offset, int *ccr_max,
620                         int pitch_lag, int length, int dir)
621 {
622     int limit, ccr, lag = 0;
623     int i;
624
625     pitch_lag = FFMIN(PITCH_MAX - 3, pitch_lag);
626     if (dir > 0)
627         limit = FFMIN(FRAME_LEN + PITCH_MAX - offset - length, pitch_lag + 3);
628     else
629         limit = pitch_lag + 3;
630
631     for (i = pitch_lag - 3; i <= limit; i++) {
632         ccr = dot_product(buf, buf + dir * i, length);
633
634         if (ccr > *ccr_max) {
635             *ccr_max = ccr;
636             lag = i;
637         }
638     }
639     return lag;
640 }
641
642 /**
643  * Calculate pitch postfilter optimal and scaling gains.
644  *
645  * @param lag      pitch postfilter forward/backward lag
646  * @param ppf      pitch postfilter parameters
647  * @param cur_rate current bitrate
648  * @param tgt_eng  target energy
649  * @param ccr      cross-correlation
650  * @param res_eng  residual energy
651  */
652 static void comp_ppf_gains(int lag, PPFParam *ppf, enum Rate cur_rate,
653                            int tgt_eng, int ccr, int res_eng)
654 {
655     int pf_residual;     /* square of postfiltered residual */
656     int temp1, temp2;
657
658     ppf->index = lag;
659
660     temp1 = tgt_eng * res_eng >> 1;
661     temp2 = ccr * ccr << 1;
662
663     if (temp2 > temp1) {
664         if (ccr >= res_eng) {
665             ppf->opt_gain = ppf_gain_weight[cur_rate];
666         } else {
667             ppf->opt_gain = (ccr << 15) / res_eng *
668                             ppf_gain_weight[cur_rate] >> 15;
669         }
670         /* pf_res^2 = tgt_eng + 2*ccr*gain + res_eng*gain^2 */
671         temp1       = (tgt_eng << 15) + (ccr * ppf->opt_gain << 1);
672         temp2       = (ppf->opt_gain * ppf->opt_gain >> 15) * res_eng;
673         pf_residual = av_sat_add32(temp1, temp2 + (1 << 15)) >> 16;
674
675         if (tgt_eng >= pf_residual << 1) {
676             temp1 = 0x7fff;
677         } else {
678             temp1 = (tgt_eng << 14) / pf_residual;
679         }
680
681         /* scaling_gain = sqrt(tgt_eng/pf_res^2) */
682         ppf->sc_gain = square_root(temp1 << 16);
683     } else {
684         ppf->opt_gain = 0;
685         ppf->sc_gain  = 0x7fff;
686     }
687
688     ppf->opt_gain = av_clip_int16(ppf->opt_gain * ppf->sc_gain >> 15);
689 }
690
691 /**
692  * Calculate pitch postfilter parameters.
693  *
694  * @param p         the context
695  * @param offset    offset of the excitation vector
696  * @param pitch_lag decoded pitch lag
697  * @param ppf       pitch postfilter parameters
698  * @param cur_rate  current bitrate
699  */
700 static void comp_ppf_coeff(G723_1_Context *p, int offset, int pitch_lag,
701                            PPFParam *ppf, enum Rate cur_rate)
702 {
703
704     int16_t scale;
705     int i;
706     int temp1, temp2;
707
708     /*
709      * 0 - target energy
710      * 1 - forward cross-correlation
711      * 2 - forward residual energy
712      * 3 - backward cross-correlation
713      * 4 - backward residual energy
714      */
715     int energy[5] = {0, 0, 0, 0, 0};
716     int16_t *buf  = p->audio + LPC_ORDER + offset;
717     int fwd_lag   = autocorr_max(buf, offset, &energy[1], pitch_lag,
718                                  SUBFRAME_LEN, 1);
719     int back_lag  = autocorr_max(buf, offset, &energy[3], pitch_lag,
720                                  SUBFRAME_LEN, -1);
721
722     ppf->index    = 0;
723     ppf->opt_gain = 0;
724     ppf->sc_gain  = 0x7fff;
725
726     /* Case 0, Section 3.6 */
727     if (!back_lag && !fwd_lag)
728         return;
729
730     /* Compute target energy */
731     energy[0] = dot_product(buf, buf, SUBFRAME_LEN);
732
733     /* Compute forward residual energy */
734     if (fwd_lag)
735         energy[2] = dot_product(buf + fwd_lag, buf + fwd_lag, SUBFRAME_LEN);
736
737     /* Compute backward residual energy */
738     if (back_lag)
739         energy[4] = dot_product(buf - back_lag, buf - back_lag, SUBFRAME_LEN);
740
741     /* Normalize and shorten */
742     temp1 = 0;
743     for (i = 0; i < 5; i++)
744         temp1 = FFMAX(energy[i], temp1);
745
746     scale = normalize_bits(temp1, 31);
747     for (i = 0; i < 5; i++)
748         energy[i] = (energy[i] << scale) >> 16;
749
750     if (fwd_lag && !back_lag) {  /* Case 1 */
751         comp_ppf_gains(fwd_lag,  ppf, cur_rate, energy[0], energy[1],
752                        energy[2]);
753     } else if (!fwd_lag) {       /* Case 2 */
754         comp_ppf_gains(-back_lag, ppf, cur_rate, energy[0], energy[3],
755                        energy[4]);
756     } else {                     /* Case 3 */
757
758         /*
759          * Select the largest of energy[1]^2/energy[2]
760          * and energy[3]^2/energy[4]
761          */
762         temp1 = energy[4] * ((energy[1] * energy[1] + (1 << 14)) >> 15);
763         temp2 = energy[2] * ((energy[3] * energy[3] + (1 << 14)) >> 15);
764         if (temp1 >= temp2) {
765             comp_ppf_gains(fwd_lag, ppf, cur_rate, energy[0], energy[1],
766                            energy[2]);
767         } else {
768             comp_ppf_gains(-back_lag, ppf, cur_rate, energy[0], energy[3],
769                            energy[4]);
770         }
771     }
772 }
773
774 /**
775  * Classify frames as voiced/unvoiced.
776  *
777  * @param p         the context
778  * @param pitch_lag decoded pitch_lag
779  * @param exc_eng   excitation energy estimation
780  * @param scale     scaling factor of exc_eng
781  *
782  * @return residual interpolation index if voiced, 0 otherwise
783  */
784 static int comp_interp_index(G723_1_Context *p, int pitch_lag,
785                              int *exc_eng, int *scale)
786 {
787     int offset = PITCH_MAX + 2 * SUBFRAME_LEN;
788     int16_t *buf = p->audio + LPC_ORDER;
789
790     int index, ccr, tgt_eng, best_eng, temp;
791
792     *scale = scale_vector(buf, p->excitation, FRAME_LEN + PITCH_MAX);
793     buf   += offset;
794
795     /* Compute maximum backward cross-correlation */
796     ccr   = 0;
797     index = autocorr_max(buf, offset, &ccr, pitch_lag, SUBFRAME_LEN * 2, -1);
798     ccr   = av_sat_add32(ccr, 1 << 15) >> 16;
799
800     /* Compute target energy */
801     tgt_eng  = dot_product(buf, buf, SUBFRAME_LEN * 2);
802     *exc_eng = av_sat_add32(tgt_eng, 1 << 15) >> 16;
803
804     if (ccr <= 0)
805         return 0;
806
807     /* Compute best energy */
808     best_eng = dot_product(buf - index, buf - index, SUBFRAME_LEN * 2);
809     best_eng = av_sat_add32(best_eng, 1 << 15) >> 16;
810
811     temp = best_eng * *exc_eng >> 3;
812
813     if (temp < ccr * ccr)
814         return index;
815     else
816         return 0;
817 }
818
819 /**
820  * Peform residual interpolation based on frame classification.
821  *
822  * @param buf   decoded excitation vector
823  * @param out   output vector
824  * @param lag   decoded pitch lag
825  * @param gain  interpolated gain
826  * @param rseed seed for random number generator
827  */
828 static void residual_interp(int16_t *buf, int16_t *out, int lag,
829                             int gain, int *rseed)
830 {
831     int i;
832     if (lag) { /* Voiced */
833         int16_t *vector_ptr = buf + PITCH_MAX;
834         /* Attenuate */
835         for (i = 0; i < lag; i++)
836             out[i] = vector_ptr[i - lag] * 3 >> 2;
837         av_memcpy_backptr((uint8_t*)(out + lag), lag * sizeof(*out),
838                           (FRAME_LEN - lag) * sizeof(*out));
839     } else {  /* Unvoiced */
840         for (i = 0; i < FRAME_LEN; i++) {
841             *rseed = *rseed * 521 + 259;
842             out[i] = gain * *rseed >> 15;
843         }
844         memset(buf, 0, (FRAME_LEN + PITCH_MAX) * sizeof(*buf));
845     }
846 }
847
848 /**
849  * Perform IIR filtering.
850  *
851  * @param fir_coef FIR coefficients
852  * @param iir_coef IIR coefficients
853  * @param src      source vector
854  * @param dest     destination vector
855  */
856 static inline void iir_filter(int16_t *fir_coef, int16_t *iir_coef,
857                               int16_t *src, int *dest)
858 {
859     int m, n;
860
861     for (m = 0; m < SUBFRAME_LEN; m++) {
862         int64_t filter = 0;
863         for (n = 1; n <= LPC_ORDER; n++) {
864             filter -= fir_coef[n - 1] * src[m - n] -
865                       iir_coef[n - 1] * (dest[m - n] >> 16);
866         }
867
868         dest[m] = av_clipl_int32((src[m] << 16) + (filter << 3) + (1 << 15));
869     }
870 }
871
872 /**
873  * Adjust gain of postfiltered signal.
874  *
875  * @param p      the context
876  * @param buf    postfiltered output vector
877  * @param energy input energy coefficient
878  */
879 static void gain_scale(G723_1_Context *p, int16_t * buf, int energy)
880 {
881     int num, denom, gain, bits1, bits2;
882     int i;
883
884     num   = energy;
885     denom = 0;
886     for (i = 0; i < SUBFRAME_LEN; i++) {
887         int temp = buf[i] >> 2;
888         temp *= temp;
889         denom = av_sat_dadd32(denom, temp);
890     }
891
892     if (num && denom) {
893         bits1   = normalize_bits(num,   31);
894         bits2   = normalize_bits(denom, 31);
895         num     = num << bits1 >> 1;
896         denom <<= bits2;
897
898         bits2 = 5 + bits1 - bits2;
899         bits2 = FFMAX(0, bits2);
900
901         gain = (num >> 1) / (denom >> 16);
902         gain = square_root(gain << 16 >> bits2);
903     } else {
904         gain = 1 << 12;
905     }
906
907     for (i = 0; i < SUBFRAME_LEN; i++) {
908         p->pf_gain = (15 * p->pf_gain + gain + (1 << 3)) >> 4;
909         buf[i]     = av_clip_int16((buf[i] * (p->pf_gain + (p->pf_gain >> 4)) +
910                                    (1 << 10)) >> 11);
911     }
912 }
913
914 /**
915  * Perform formant filtering.
916  *
917  * @param p   the context
918  * @param lpc quantized lpc coefficients
919  * @param buf input buffer
920  * @param dst output buffer
921  */
922 static void formant_postfilter(G723_1_Context *p, int16_t *lpc,
923                                int16_t *buf, int16_t *dst)
924 {
925     int16_t filter_coef[2][LPC_ORDER];
926     int filter_signal[LPC_ORDER + FRAME_LEN], *signal_ptr;
927     int i, j, k;
928
929     memcpy(buf, p->fir_mem, LPC_ORDER * sizeof(*buf));
930     memcpy(filter_signal, p->iir_mem, LPC_ORDER * sizeof(*filter_signal));
931
932     for (i = LPC_ORDER, j = 0; j < SUBFRAMES; i += SUBFRAME_LEN, j++) {
933         for (k = 0; k < LPC_ORDER; k++) {
934             filter_coef[0][k] = (-lpc[k] * postfilter_tbl[0][k] +
935                                  (1 << 14)) >> 15;
936             filter_coef[1][k] = (-lpc[k] * postfilter_tbl[1][k] +
937                                  (1 << 14)) >> 15;
938         }
939         iir_filter(filter_coef[0], filter_coef[1], buf + i,
940                    filter_signal + i);
941         lpc += LPC_ORDER;
942     }
943
944     memcpy(p->fir_mem, buf + FRAME_LEN, LPC_ORDER * sizeof(*p->fir_mem));
945     memcpy(p->iir_mem, filter_signal + FRAME_LEN,
946            LPC_ORDER * sizeof(*p->iir_mem));
947
948     buf += LPC_ORDER;
949     signal_ptr = filter_signal + LPC_ORDER;
950     for (i = 0; i < SUBFRAMES; i++) {
951         int temp;
952         int auto_corr[2];
953         int scale, energy;
954
955         /* Normalize */
956         scale = scale_vector(dst, buf, SUBFRAME_LEN);
957
958         /* Compute auto correlation coefficients */
959         auto_corr[0] = dot_product(dst, dst + 1, SUBFRAME_LEN - 1);
960         auto_corr[1] = dot_product(dst, dst,     SUBFRAME_LEN);
961
962         /* Compute reflection coefficient */
963         temp = auto_corr[1] >> 16;
964         if (temp) {
965             temp = (auto_corr[0] >> 2) / temp;
966         }
967         p->reflection_coef = (3 * p->reflection_coef + temp + 2) >> 2;
968         temp = -p->reflection_coef >> 1 & ~3;
969
970         /* Compensation filter */
971         for (j = 0; j < SUBFRAME_LEN; j++) {
972             dst[j] = av_sat_dadd32(signal_ptr[j],
973                                    (signal_ptr[j - 1] >> 16) * temp) >> 16;
974         }
975
976         /* Compute normalized signal energy */
977         temp = 2 * scale + 4;
978         if (temp < 0) {
979             energy = av_clipl_int32((int64_t)auto_corr[1] << -temp);
980         } else
981             energy = auto_corr[1] >> temp;
982
983         gain_scale(p, dst, energy);
984
985         buf        += SUBFRAME_LEN;
986         signal_ptr += SUBFRAME_LEN;
987         dst        += SUBFRAME_LEN;
988     }
989 }
990
991 static int sid_gain_to_lsp_index(int gain)
992 {
993     if (gain < 0x10)
994         return gain << 6;
995     else if (gain < 0x20)
996         return gain - 8 << 7;
997     else
998         return gain - 20 << 8;
999 }
1000
1001 static inline int cng_rand(int *state, int base)
1002 {
1003     *state = (*state * 521 + 259) & 0xFFFF;
1004     return (*state & 0x7FFF) * base >> 15;
1005 }
1006
1007 static int estimate_sid_gain(G723_1_Context *p)
1008 {
1009     int i, shift, seg, seg2, t, val, val_add, x, y;
1010
1011     shift = 16 - p->cur_gain * 2;
1012     if (shift > 0)
1013         t = p->sid_gain << shift;
1014     else
1015         t = p->sid_gain >> -shift;
1016     x = t * cng_filt[0] >> 16;
1017
1018     if (x >= cng_bseg[2])
1019         return 0x3F;
1020
1021     if (x >= cng_bseg[1]) {
1022         shift = 4;
1023         seg   = 3;
1024     } else {
1025         shift = 3;
1026         seg   = (x >= cng_bseg[0]);
1027     }
1028     seg2 = FFMIN(seg, 3);
1029
1030     val     = 1 << shift;
1031     val_add = val >> 1;
1032     for (i = 0; i < shift; i++) {
1033         t = seg * 32 + (val << seg2);
1034         t *= t;
1035         if (x >= t)
1036             val += val_add;
1037         else
1038             val -= val_add;
1039         val_add >>= 1;
1040     }
1041
1042     t = seg * 32 + (val << seg2);
1043     y = t * t - x;
1044     if (y <= 0) {
1045         t = seg * 32 + (val + 1 << seg2);
1046         t = t * t - x;
1047         val = (seg2 - 1 << 4) + val;
1048         if (t >= y)
1049             val++;
1050     } else {
1051         t = seg * 32 + (val - 1 << seg2);
1052         t = t * t - x;
1053         val = (seg2 - 1 << 4) + val;
1054         if (t >= y)
1055             val--;
1056     }
1057
1058     return val;
1059 }
1060
1061 static void generate_noise(G723_1_Context *p)
1062 {
1063     int i, j, idx, t;
1064     int off[SUBFRAMES];
1065     int signs[SUBFRAMES / 2 * 11], pos[SUBFRAMES / 2 * 11];
1066     int tmp[SUBFRAME_LEN * 2];
1067     int16_t *vector_ptr;
1068     int64_t sum;
1069     int b0, c, delta, x, shift;
1070
1071     p->pitch_lag[0] = cng_rand(&p->cng_random_seed, 21) + 123;
1072     p->pitch_lag[1] = cng_rand(&p->cng_random_seed, 19) + 123;
1073
1074     for (i = 0; i < SUBFRAMES; i++) {
1075         p->subframe[i].ad_cb_gain = cng_rand(&p->cng_random_seed, 50) + 1;
1076         p->subframe[i].ad_cb_lag  = cng_adaptive_cb_lag[i];
1077     }
1078
1079     for (i = 0; i < SUBFRAMES / 2; i++) {
1080         t = cng_rand(&p->cng_random_seed, 1 << 13);
1081         off[i * 2]     =   t       & 1;
1082         off[i * 2 + 1] = ((t >> 1) & 1) + SUBFRAME_LEN;
1083         t >>= 2;
1084         for (j = 0; j < 11; j++) {
1085             signs[i * 11 + j] = (t & 1) * 2 - 1 << 14;
1086             t >>= 1;
1087         }
1088     }
1089
1090     idx = 0;
1091     for (i = 0; i < SUBFRAMES; i++) {
1092         for (j = 0; j < SUBFRAME_LEN / 2; j++)
1093             tmp[j] = j;
1094         t = SUBFRAME_LEN / 2;
1095         for (j = 0; j < pulses[i]; j++, idx++) {
1096             int idx2 = cng_rand(&p->cng_random_seed, t);
1097
1098             pos[idx]  = tmp[idx2] * 2 + off[i];
1099             tmp[idx2] = tmp[--t];
1100         }
1101     }
1102
1103     vector_ptr = p->audio + LPC_ORDER;
1104     memcpy(vector_ptr, p->prev_excitation,
1105            PITCH_MAX * sizeof(*p->excitation));
1106     for (i = 0; i < SUBFRAMES; i += 2) {
1107         gen_acb_excitation(vector_ptr, vector_ptr,
1108                            p->pitch_lag[i >> 1], &p->subframe[i],
1109                            p->cur_rate);
1110         gen_acb_excitation(vector_ptr + SUBFRAME_LEN,
1111                            vector_ptr + SUBFRAME_LEN,
1112                            p->pitch_lag[i >> 1], &p->subframe[i + 1],
1113                            p->cur_rate);
1114
1115         t = 0;
1116         for (j = 0; j < SUBFRAME_LEN * 2; j++)
1117             t |= FFABS(vector_ptr[j]);
1118         t = FFMIN(t, 0x7FFF);
1119         if (!t) {
1120             shift = 0;
1121         } else {
1122             shift = -10 + av_log2(t);
1123             if (shift < -2)
1124                 shift = -2;
1125         }
1126         sum = 0;
1127         if (shift < 0) {
1128            for (j = 0; j < SUBFRAME_LEN * 2; j++) {
1129                t      = vector_ptr[j] << -shift;
1130                sum   += t * t;
1131                tmp[j] = t;
1132            }
1133         } else {
1134            for (j = 0; j < SUBFRAME_LEN * 2; j++) {
1135                t      = vector_ptr[j] >> shift;
1136                sum   += t * t;
1137                tmp[j] = t;
1138            }
1139         }
1140
1141         b0 = 0;
1142         for (j = 0; j < 11; j++)
1143             b0 += tmp[pos[(i / 2) * 11 + j]] * signs[(i / 2) * 11 + j];
1144         b0 = b0 * 2 * 2979LL + (1 << 29) >> 30; // approximated division by 11
1145
1146         c = p->cur_gain * (p->cur_gain * SUBFRAME_LEN >> 5);
1147         if (shift * 2 + 3 >= 0)
1148             c >>= shift * 2 + 3;
1149         else
1150             c <<= -(shift * 2 + 3);
1151         c = (av_clipl_int32(sum << 1) - c) * 2979LL >> 15;
1152
1153         delta = b0 * b0 * 2 - c;
1154         if (delta <= 0) {
1155             x = -b0;
1156         } else {
1157             delta = square_root(delta);
1158             x     = delta - b0;
1159             t     = delta + b0;
1160             if (FFABS(t) < FFABS(x))
1161                 x = -t;
1162         }
1163         shift++;
1164         if (shift < 0)
1165            x >>= -shift;
1166         else
1167            x <<= shift;
1168         x = av_clip(x, -10000, 10000);
1169
1170         for (j = 0; j < 11; j++) {
1171             idx = (i / 2) * 11 + j;
1172             vector_ptr[pos[idx]] = av_clip_int16(vector_ptr[pos[idx]] +
1173                                                  (x * signs[idx] >> 15));
1174         }
1175
1176         /* copy decoded data to serve as a history for the next decoded subframes */
1177         memcpy(vector_ptr + PITCH_MAX, vector_ptr,
1178                sizeof(*vector_ptr) * SUBFRAME_LEN * 2);
1179         vector_ptr += SUBFRAME_LEN * 2;
1180     }
1181     /* Save the excitation for the next frame */
1182     memcpy(p->prev_excitation, p->audio + LPC_ORDER + FRAME_LEN,
1183            PITCH_MAX * sizeof(*p->excitation));
1184 }
1185
1186 static int g723_1_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
1187                                int *got_frame_ptr, AVPacket *avpkt)
1188 {
1189     G723_1_Context *p  = avctx->priv_data;
1190     AVFrame *frame     = data;
1191     const uint8_t *buf = avpkt->data;
1192     int buf_size       = avpkt->size;
1193     int dec_mode       = buf[0] & 3;
1194
1195     PPFParam ppf[SUBFRAMES];
1196     int16_t cur_lsp[LPC_ORDER];
1197     int16_t lpc[SUBFRAMES * LPC_ORDER];
1198     int16_t acb_vector[SUBFRAME_LEN];
1199     int16_t *out;
1200     int bad_frame = 0, i, j, ret;
1201     int16_t *audio = p->audio;
1202
1203     if (buf_size < frame_size[dec_mode]) {
1204         if (buf_size)
1205             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
1206                    "Expected %d bytes, got %d - skipping packet\n",
1207                    frame_size[dec_mode], buf_size);
1208         *got_frame_ptr = 0;
1209         return buf_size;
1210     }
1211
1212     if (unpack_bitstream(p, buf, buf_size) < 0) {
1213         bad_frame = 1;
1214         if (p->past_frame_type == ACTIVE_FRAME)
1215             p->cur_frame_type = ACTIVE_FRAME;
1216         else
1217             p->cur_frame_type = UNTRANSMITTED_FRAME;
1218     }
1219
1220     frame->nb_samples = FRAME_LEN;
1221     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0) {
1222          av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
1223          return ret;
1224     }
1225
1226     out = (int16_t *)frame->data[0];
1227
1228     if (p->cur_frame_type == ACTIVE_FRAME) {
1229         if (!bad_frame)
1230             p->erased_frames = 0;
1231         else if (p->erased_frames != 3)
1232             p->erased_frames++;
1233
1234         inverse_quant(cur_lsp, p->prev_lsp, p->lsp_index, bad_frame);
1235         lsp_interpolate(lpc, cur_lsp, p->prev_lsp);
1236
1237         /* Save the lsp_vector for the next frame */
1238         memcpy(p->prev_lsp, cur_lsp, LPC_ORDER * sizeof(*p->prev_lsp));
1239
1240         /* Generate the excitation for the frame */
1241         memcpy(p->excitation, p->prev_excitation,
1242                PITCH_MAX * sizeof(*p->excitation));
1243         if (!p->erased_frames) {
1244             int16_t *vector_ptr = p->excitation + PITCH_MAX;
1245
1246             /* Update interpolation gain memory */
1247             p->interp_gain = fixed_cb_gain[(p->subframe[2].amp_index +
1248                                             p->subframe[3].amp_index) >> 1];
1249             for (i = 0; i < SUBFRAMES; i++) {
1250                 gen_fcb_excitation(vector_ptr, &p->subframe[i], p->cur_rate,
1251                                    p->pitch_lag[i >> 1], i);
1252                 gen_acb_excitation(acb_vector, &p->excitation[SUBFRAME_LEN * i],
1253                                    p->pitch_lag[i >> 1], &p->subframe[i],
1254                                    p->cur_rate);
1255                 /* Get the total excitation */
1256                 for (j = 0; j < SUBFRAME_LEN; j++) {
1257                     int v = av_clip_int16(vector_ptr[j] << 1);
1258                     vector_ptr[j] = av_clip_int16(v + acb_vector[j]);
1259                 }
1260                 vector_ptr += SUBFRAME_LEN;
1261             }
1262
1263             vector_ptr = p->excitation + PITCH_MAX;
1264
1265             p->interp_index = comp_interp_index(p, p->pitch_lag[1],
1266                                                 &p->sid_gain, &p->cur_gain);
1267
1268             /* Peform pitch postfiltering */
1269             if (p->postfilter) {
1270                 i = PITCH_MAX;
1271                 for (j = 0; j < SUBFRAMES; i += SUBFRAME_LEN, j++)
1272                     comp_ppf_coeff(p, i, p->pitch_lag[j >> 1],
1273                                    ppf + j, p->cur_rate);
1274
1275                 for (i = 0, j = 0; j < SUBFRAMES; i += SUBFRAME_LEN, j++)
1276                     ff_acelp_weighted_vector_sum(p->audio + LPC_ORDER + i,
1277                                                  vector_ptr + i,
1278                                                  vector_ptr + i + ppf[j].index,
1279                                                  ppf[j].sc_gain,
1280                                                  ppf[j].opt_gain,
1281                                                  1 << 14, 15, SUBFRAME_LEN);
1282             } else {
1283                 audio = vector_ptr - LPC_ORDER;
1284             }
1285
1286             /* Save the excitation for the next frame */
1287             memcpy(p->prev_excitation, p->excitation + FRAME_LEN,
1288                    PITCH_MAX * sizeof(*p->excitation));
1289         } else {
1290             p->interp_gain = (p->interp_gain * 3 + 2) >> 2;
1291             if (p->erased_frames == 3) {
1292                 /* Mute output */
1293                 memset(p->excitation, 0,
1294                        (FRAME_LEN + PITCH_MAX) * sizeof(*p->excitation));
1295                 memset(p->prev_excitation, 0,
1296                        PITCH_MAX * sizeof(*p->excitation));
1297                 memset(frame->data[0], 0,
1298                        (FRAME_LEN + LPC_ORDER) * sizeof(int16_t));
1299             } else {
1300                 int16_t *buf = p->audio + LPC_ORDER;
1301
1302                 /* Regenerate frame */
1303                 residual_interp(p->excitation, buf, p->interp_index,
1304                                 p->interp_gain, &p->random_seed);
1305
1306                 /* Save the excitation for the next frame */
1307                 memcpy(p->prev_excitation, buf + (FRAME_LEN - PITCH_MAX),
1308                        PITCH_MAX * sizeof(*p->excitation));
1309             }
1310         }
1311         p->cng_random_seed = CNG_RANDOM_SEED;
1312     } else {
1313         if (p->cur_frame_type == SID_FRAME) {
1314             p->sid_gain = sid_gain_to_lsp_index(p->subframe[0].amp_index);
1315             inverse_quant(p->sid_lsp, p->prev_lsp, p->lsp_index, 0);
1316         } else if (p->past_frame_type == ACTIVE_FRAME) {
1317             p->sid_gain = estimate_sid_gain(p);
1318         }
1319
1320         if (p->past_frame_type == ACTIVE_FRAME)
1321             p->cur_gain = p->sid_gain;
1322         else
1323             p->cur_gain = (p->cur_gain * 7 + p->sid_gain) >> 3;
1324         generate_noise(p);
1325         lsp_interpolate(lpc, p->sid_lsp, p->prev_lsp);
1326         /* Save the lsp_vector for the next frame */
1327         memcpy(p->prev_lsp, p->sid_lsp, LPC_ORDER * sizeof(*p->prev_lsp));
1328     }
1329
1330     p->past_frame_type = p->cur_frame_type;
1331
1332     memcpy(p->audio, p->synth_mem, LPC_ORDER * sizeof(*p->audio));
1333     for (i = LPC_ORDER, j = 0; j < SUBFRAMES; i += SUBFRAME_LEN, j++)
1334         ff_celp_lp_synthesis_filter(p->audio + i, &lpc[j * LPC_ORDER],
1335                                     audio + i, SUBFRAME_LEN, LPC_ORDER,
1336                                     0, 1, 1 << 12);
1337     memcpy(p->synth_mem, p->audio + FRAME_LEN, LPC_ORDER * sizeof(*p->audio));
1338
1339     if (p->postfilter) {
1340         formant_postfilter(p, lpc, p->audio, out);
1341     } else { // if output is not postfiltered it should be scaled by 2
1342         for (i = 0; i < FRAME_LEN; i++)
1343             out[i] = av_clip_int16(p->audio[LPC_ORDER + i] << 1);
1344     }
1345
1346     *got_frame_ptr = 1;
1347
1348     return frame_size[dec_mode];
1349 }
1350
1351 #define OFFSET(x) offsetof(G723_1_Context, x)
1352 #define AD     AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM | AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM
1353
1354 static const AVOption options[] = {
1355     { "postfilter", "postfilter on/off", OFFSET(postfilter), AV_OPT_TYPE_INT,
1356       { .i64 = 1 }, 0, 1, AD },
1357     { NULL }
1358 };
1359
1360
1361 static const AVClass g723_1dec_class = {
1362     .class_name = "G.723.1 decoder",
1363     .item_name  = av_default_item_name,
1364     .option     = options,
1365     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1366 };
1367
1368 AVCodec ff_g723_1_decoder = {
1369     .name           = "g723_1",
1370     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1371     .id             = AV_CODEC_ID_G723_1,
1372     .priv_data_size = sizeof(G723_1_Context),
1373     .init           = g723_1_decode_init,
1374     .decode         = g723_1_decode_frame,
1375     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("G.723.1"),
1376     .capabilities   = CODEC_CAP_SUBFRAMES | CODEC_CAP_DR1,
1377     .priv_class     = &g723_1dec_class,
1378 };