git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/aacsbr.c

   1 /*
   2  * AAC Spectral Band Replication decoding functions
   3  * Copyright (c) 2008-2009 Robert Swain ( rob opendot cl )
   4  * Copyright (c) 2009-2010 Alex Converse <alex.converse@gmail.com>
   5  *
   6  * This file is part of FFmpeg.
   7  *
   8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 /**
  24  * @file
  25  * AAC Spectral Band Replication decoding functions
  26  * @author Robert Swain ( rob opendot cl )
  27  */
  28
  29 #include "aac.h"
  30 #include "sbr.h"
  31 #include "aacsbr.h"
  32 #include "aacsbrdata.h"
  33 #include "fft.h"
  34 #include "aacps.h"
  35 #include "sbrdsp.h"
  36 #include "libavutil/libm.h"
  37 #include "libavutil/avassert.h"
  38
  39 #include <stdint.h>
  40 #include <float.h>
  41 #include <math.h>
  42
  43 #define ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET 2
  44 #define NOISE_FLOOR_OFFSET 6.0f
  45
  46 /**
  47  * SBR VLC tables
  48  */
  49 enum {
  50     T_HUFFMAN_ENV_1_5DB,
  51     F_HUFFMAN_ENV_1_5DB,
  52     T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB,
  53     F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB,
  54     T_HUFFMAN_ENV_3_0DB,
  55     F_HUFFMAN_ENV_3_0DB,
  56     T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB,
  57     F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB,
  58     T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB,
  59     T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB,
  60 };
  61
  62 /**
  63  * bs_frame_class - frame class of current SBR frame (14496-3 sp04 p98)
  64  */
  65 enum {
  66     FIXFIX,
  67     FIXVAR,
  68     VARFIX,
  69     VARVAR,
  70 };
  71
  72 enum {
  73     EXTENSION_ID_PS = 2,
  74 };
  75
  76 static VLC vlc_sbr[10];
  77 static const int8_t vlc_sbr_lav[10] =
  78     { 60, 60, 24, 24, 31, 31, 12, 12, 31, 12 };
  79 static const DECLARE_ALIGNED(16, float, zero64)[64];
  80
  81 #define SBR_INIT_VLC_STATIC(num, size) \
  82     INIT_VLC_STATIC(&vlc_sbr[num], 9, sbr_tmp[num].table_size / sbr_tmp[num].elem_size,     \
  83                     sbr_tmp[num].sbr_bits ,                      1,                      1, \
  84                     sbr_tmp[num].sbr_codes, sbr_tmp[num].elem_size, sbr_tmp[num].elem_size, \
  85                     size)
  86
  87 #define SBR_VLC_ROW(name) \
  88     { name ## _codes, name ## _bits, sizeof(name ## _codes), sizeof(name ## _codes[0]) }
  89
  90 av_cold void ff_aac_sbr_init(void)
  91 {
  92     int n;
  93     static const struct {
  94         const void *sbr_codes, *sbr_bits;
  95         const unsigned int table_size, elem_size;
  96     } sbr_tmp[] = {
  97         SBR_VLC_ROW(t_huffman_env_1_5dB),
  98         SBR_VLC_ROW(f_huffman_env_1_5dB),
  99         SBR_VLC_ROW(t_huffman_env_bal_1_5dB),
 100         SBR_VLC_ROW(f_huffman_env_bal_1_5dB),
 101         SBR_VLC_ROW(t_huffman_env_3_0dB),
 102         SBR_VLC_ROW(f_huffman_env_3_0dB),
 103         SBR_VLC_ROW(t_huffman_env_bal_3_0dB),
 104         SBR_VLC_ROW(f_huffman_env_bal_3_0dB),
 105         SBR_VLC_ROW(t_huffman_noise_3_0dB),
 106         SBR_VLC_ROW(t_huffman_noise_bal_3_0dB),
 107     };
 108
 109     // SBR VLC table initialization
 110     SBR_INIT_VLC_STATIC(0, 1098);
 111     SBR_INIT_VLC_STATIC(1, 1092);
 112     SBR_INIT_VLC_STATIC(2, 768);
 113     SBR_INIT_VLC_STATIC(3, 1026);
 114     SBR_INIT_VLC_STATIC(4, 1058);
 115     SBR_INIT_VLC_STATIC(5, 1052);
 116     SBR_INIT_VLC_STATIC(6, 544);
 117     SBR_INIT_VLC_STATIC(7, 544);
 118     SBR_INIT_VLC_STATIC(8, 592);
 119     SBR_INIT_VLC_STATIC(9, 512);
 120
 121     for (n = 1; n < 320; n++)
 122         sbr_qmf_window_us[320 + n] = sbr_qmf_window_us[320 - n];
 123     sbr_qmf_window_us[384] = -sbr_qmf_window_us[384];
 124     sbr_qmf_window_us[512] = -sbr_qmf_window_us[512];
 125
 126     for (n = 0; n < 320; n++)
 127         sbr_qmf_window_ds[n] = sbr_qmf_window_us[2*n];
 128
 129     ff_ps_init();
 130 }
 131
 132 /** Places SBR in pure upsampling mode. */
 133 static void sbr_turnoff(SpectralBandReplication *sbr) {
 134     sbr->start = 0;
 135     // Init defults used in pure upsampling mode
 136     sbr->kx[1] = 32; //Typo in spec, kx' inits to 32
 137     sbr->m[1] = 0;
 138     // Reset values for first SBR header
 139     sbr->data[0].e_a[1] = sbr->data[1].e_a[1] = -1;
 140     memset(&sbr->spectrum_params, -1, sizeof(SpectrumParameters));
 141 }
 142
 143 av_cold void ff_aac_sbr_ctx_init(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
 144 {
 145     if(sbr->mdct.mdct_bits)
 146         return;
 147     sbr->kx[0] = sbr->kx[1];
 148     sbr_turnoff(sbr);
 149     sbr->data[0].synthesis_filterbank_samples_offset = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - (1280 - 128);
 150     sbr->data[1].synthesis_filterbank_samples_offset = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - (1280 - 128);
 151     /* SBR requires samples to be scaled to +/-32768.0 to work correctly.
 152      * mdct scale factors are adjusted to scale up from +/-1.0 at analysis
 153      * and scale back down at synthesis. */
 154     ff_mdct_init(&sbr->mdct,     7, 1, 1.0 / (64 * 32768.0));
 155     ff_mdct_init(&sbr->mdct_ana, 7, 1, -2.0 * 32768.0);
 156     ff_ps_ctx_init(&sbr->ps);
 157     ff_sbrdsp_init(&sbr->dsp);
 158 }
 159
 160 av_cold void ff_aac_sbr_ctx_close(SpectralBandReplication *sbr)
 161 {
 162     ff_mdct_end(&sbr->mdct);
 163     ff_mdct_end(&sbr->mdct_ana);
 164 }
 165
 166 static int qsort_comparison_function_int16(const void *a, const void *b)
 167 {
 168     return *(const int16_t *)a - *(const int16_t *)b;
 169 }
 170
 171 static inline int in_table_int16(const int16_t *table, int last_el, int16_t needle)
 172 {
 173     int i;
 174     for (i = 0; i <= last_el; i++)
 175         if (table[i] == needle)
 176             return 1;
 177     return 0;
 178 }
 179
 180 /// Limiter Frequency Band Table (14496-3 sp04 p198)
 181 static void sbr_make_f_tablelim(SpectralBandReplication *sbr)
 182 {
 183     int k;
 184     if (sbr->bs_limiter_bands > 0) {
 185         static const float bands_warped[3] = { 1.32715174233856803909f,   //2^(0.49/1.2)
 186                                                1.18509277094158210129f,   //2^(0.49/2)
 187                                                1.11987160404675912501f }; //2^(0.49/3)
 188         const float lim_bands_per_octave_warped = bands_warped[sbr->bs_limiter_bands - 1];
 189         int16_t patch_borders[7];
 190         uint16_t *in = sbr->f_tablelim + 1, *out = sbr->f_tablelim;
 191
 192         patch_borders[0] = sbr->kx[1];
 193         for (k = 1; k <= sbr->num_patches; k++)
 194             patch_borders[k] = patch_borders[k-1] + sbr->patch_num_subbands[k-1];
 195
 196         memcpy(sbr->f_tablelim, sbr->f_tablelow,
 197                (sbr->n[0] + 1) * sizeof(sbr->f_tablelow[0]));
 198         if (sbr->num_patches > 1)
 199             memcpy(sbr->f_tablelim + sbr->n[0] + 1, patch_borders + 1,
 200                    (sbr->num_patches - 1) * sizeof(patch_borders[0]));
 201
 202         qsort(sbr->f_tablelim, sbr->num_patches + sbr->n[0],
 203               sizeof(sbr->f_tablelim[0]),
 204               qsort_comparison_function_int16);
 205
 206         sbr->n_lim = sbr->n[0] + sbr->num_patches - 1;
 207         while (out < sbr->f_tablelim + sbr->n_lim) {
 208             if (*in >= *out * lim_bands_per_octave_warped) {
 209                 *++out = *in++;
 210             } else if (*in == *out ||
 211                 !in_table_int16(patch_borders, sbr->num_patches, *in)) {
 212                 in++;
 213                 sbr->n_lim--;
 214             } else if (!in_table_int16(patch_borders, sbr->num_patches, *out)) {
 215                 *out = *in++;
 216                 sbr->n_lim--;
 217             } else {
 218                 *++out = *in++;
 219             }
 220         }
 221     } else {
 222         sbr->f_tablelim[0] = sbr->f_tablelow[0];
 223         sbr->f_tablelim[1] = sbr->f_tablelow[sbr->n[0]];
 224         sbr->n_lim = 1;
 225     }
 226 }
 227
 228 static unsigned int read_sbr_header(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb)
 229 {
 230     unsigned int cnt = get_bits_count(gb);
 231     uint8_t bs_header_extra_1;
 232     uint8_t bs_header_extra_2;
 233     int old_bs_limiter_bands = sbr->bs_limiter_bands;
 234     SpectrumParameters old_spectrum_params;
 235
 236     sbr->start = 1;
 237
 238     // Save last spectrum parameters variables to compare to new ones
 239     memcpy(&old_spectrum_params, &sbr->spectrum_params, sizeof(SpectrumParameters));
 240
 241     sbr->bs_amp_res_header              = get_bits1(gb);
 242     sbr->spectrum_params.bs_start_freq  = get_bits(gb, 4);
 243     sbr->spectrum_params.bs_stop_freq   = get_bits(gb, 4);
 244     sbr->spectrum_params.bs_xover_band  = get_bits(gb, 3);
 245                                           skip_bits(gb, 2); // bs_reserved
 246
 247     bs_header_extra_1 = get_bits1(gb);
 248     bs_header_extra_2 = get_bits1(gb);
 249
 250     if (bs_header_extra_1) {
 251         sbr->spectrum_params.bs_freq_scale  = get_bits(gb, 2);
 252         sbr->spectrum_params.bs_alter_scale = get_bits1(gb);
 253         sbr->spectrum_params.bs_noise_bands = get_bits(gb, 2);
 254     } else {
 255         sbr->spectrum_params.bs_freq_scale  = 2;
 256         sbr->spectrum_params.bs_alter_scale = 1;
 257         sbr->spectrum_params.bs_noise_bands = 2;
 258     }
 259
 260     // Check if spectrum parameters changed
 261     if (memcmp(&old_spectrum_params, &sbr->spectrum_params, sizeof(SpectrumParameters)))
 262         sbr->reset = 1;
 263
 264     if (bs_header_extra_2) {
 265         sbr->bs_limiter_bands  = get_bits(gb, 2);
 266         sbr->bs_limiter_gains  = get_bits(gb, 2);
 267         sbr->bs_interpol_freq  = get_bits1(gb);
 268         sbr->bs_smoothing_mode = get_bits1(gb);
 269     } else {
 270         sbr->bs_limiter_bands  = 2;
 271         sbr->bs_limiter_gains  = 2;
 272         sbr->bs_interpol_freq  = 1;
 273         sbr->bs_smoothing_mode = 1;
 274     }
 275
 276     if (sbr->bs_limiter_bands != old_bs_limiter_bands && !sbr->reset)
 277         sbr_make_f_tablelim(sbr);
 278
 279     return get_bits_count(gb) - cnt;
 280 }
 281
 282 static int array_min_int16(const int16_t *array, int nel)
 283 {
 284     int i, min = array[0];
 285     for (i = 1; i < nel; i++)
 286         min = FFMIN(array[i], min);
 287     return min;
 288 }
 289
 290 static void make_bands(int16_t* bands, int start, int stop, int num_bands)
 291 {
 292     int k, previous, present;
 293     float base, prod;
 294
 295     base = powf((float)stop / start, 1.0f / num_bands);
 296     prod = start;
 297     previous = start;
 298
 299     for (k = 0; k < num_bands-1; k++) {
 300         prod *= base;
 301         present  = lrintf(prod);
 302         bands[k] = present - previous;
 303         previous = present;
 304     }
 305     bands[num_bands-1] = stop - previous;
 306 }
 307
 308 static int check_n_master(AVCodecContext *avctx, int n_master, int bs_xover_band)
 309 {
 310     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 311     if (n_master <= 0) {
 312         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid n_master: %d\n", n_master);
 313         return -1;
 314     }
 315     if (bs_xover_band >= n_master) {
 316         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 317                "Invalid bitstream, crossover band index beyond array bounds: %d\n",
 318                bs_xover_band);
 319         return -1;
 320     }
 321     return 0;
 322 }
 323
 324 /// Master Frequency Band Table (14496-3 sp04 p194)
 325 static int sbr_make_f_master(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
 326                              SpectrumParameters *spectrum)
 327 {
 328     unsigned int temp, max_qmf_subbands;
 329     unsigned int start_min, stop_min;
 330     int k;
 331     const int8_t *sbr_offset_ptr;
 332     int16_t stop_dk[13];
 333
 334     if (sbr->sample_rate < 32000) {
 335         temp = 3000;
 336     } else if (sbr->sample_rate < 64000) {
 337         temp = 4000;
 338     } else
 339         temp = 5000;
 340
 341     switch (sbr->sample_rate) {
 342     case 16000:
 343         sbr_offset_ptr = sbr_offset[0];
 344         break;
 345     case 22050:
 346         sbr_offset_ptr = sbr_offset[1];
 347         break;
 348     case 24000:
 349         sbr_offset_ptr = sbr_offset[2];
 350         break;
 351     case 32000:
 352         sbr_offset_ptr = sbr_offset[3];
 353         break;
 354     case 44100: case 48000: case 64000:
 355         sbr_offset_ptr = sbr_offset[4];
 356         break;
 357     case 88200: case 96000: case 128000: case 176400: case 192000:
 358         sbr_offset_ptr = sbr_offset[5];
 359         break;
 360     default:
 361         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 362                "Unsupported sample rate for SBR: %d\n", sbr->sample_rate);
 363         return -1;
 364     }
 365
 366     start_min = ((temp << 7) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
 367     stop_min  = ((temp << 8) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
 368
 369     sbr->k[0] = start_min + sbr_offset_ptr[spectrum->bs_start_freq];
 370
 371     if (spectrum->bs_stop_freq < 14) {
 372         sbr->k[2] = stop_min;
 373         make_bands(stop_dk, stop_min, 64, 13);
 374         qsort(stop_dk, 13, sizeof(stop_dk[0]), qsort_comparison_function_int16);
 375         for (k = 0; k < spectrum->bs_stop_freq; k++)
 376             sbr->k[2] += stop_dk[k];
 377     } else if (spectrum->bs_stop_freq == 14) {
 378         sbr->k[2] = 2*sbr->k[0];
 379     } else if (spectrum->bs_stop_freq == 15) {
 380         sbr->k[2] = 3*sbr->k[0];
 381     } else {
 382         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 383                "Invalid bs_stop_freq: %d\n", spectrum->bs_stop_freq);
 384         return -1;
 385     }
 386     sbr->k[2] = FFMIN(64, sbr->k[2]);
 387
 388     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 389     if (sbr->sample_rate <= 32000) {
 390         max_qmf_subbands = 48;
 391     } else if (sbr->sample_rate == 44100) {
 392         max_qmf_subbands = 35;
 393     } else if (sbr->sample_rate >= 48000)
 394         max_qmf_subbands = 32;
 395
 396     if (sbr->k[2] - sbr->k[0] > max_qmf_subbands) {
 397         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 398                "Invalid bitstream, too many QMF subbands: %d\n", sbr->k[2] - sbr->k[0]);
 399         return -1;
 400     }
 401
 402     if (!spectrum->bs_freq_scale) {
 403         int dk, k2diff;
 404
 405         dk = spectrum->bs_alter_scale + 1;
 406         sbr->n_master = ((sbr->k[2] - sbr->k[0] + (dk&2)) >> dk) << 1;
 407         if (check_n_master(ac->avctx, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
 408             return -1;
 409
 410         for (k = 1; k <= sbr->n_master; k++)
 411             sbr->f_master[k] = dk;
 412
 413         k2diff = sbr->k[2] - sbr->k[0] - sbr->n_master * dk;
 414         if (k2diff < 0) {
 415             sbr->f_master[1]--;
 416             sbr->f_master[2]-= (k2diff < -1);
 417         } else if (k2diff) {
 418             sbr->f_master[sbr->n_master]++;
 419         }
 420
 421         sbr->f_master[0] = sbr->k[0];
 422         for (k = 1; k <= sbr->n_master; k++)
 423             sbr->f_master[k] += sbr->f_master[k - 1];
 424
 425     } else {
 426         int half_bands = 7 - spectrum->bs_freq_scale;      // bs_freq_scale  = {1,2,3}
 427         int two_regions, num_bands_0;
 428         int vdk0_max, vdk1_min;
 429         int16_t vk0[49];
 430
 431         if (49 * sbr->k[2] > 110 * sbr->k[0]) {
 432             two_regions = 1;
 433             sbr->k[1] = 2 * sbr->k[0];
 434         } else {
 435             two_regions = 0;
 436             sbr->k[1] = sbr->k[2];
 437         }
 438
 439         num_bands_0 = lrintf(half_bands * log2f(sbr->k[1] / (float)sbr->k[0])) * 2;
 440
 441         if (num_bands_0 <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 442             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid num_bands_0: %d\n", num_bands_0);
 443             return -1;
 444         }
 445
 446         vk0[0] = 0;
 447
 448         make_bands(vk0+1, sbr->k[0], sbr->k[1], num_bands_0);
 449
 450         qsort(vk0 + 1, num_bands_0, sizeof(vk0[1]), qsort_comparison_function_int16);
 451         vdk0_max = vk0[num_bands_0];
 452
 453         vk0[0] = sbr->k[0];
 454         for (k = 1; k <= num_bands_0; k++) {
 455             if (vk0[k] <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 456                 av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid vDk0[%d]: %d\n", k, vk0[k]);
 457                 return -1;
 458             }
 459             vk0[k] += vk0[k-1];
 460         }
 461
 462         if (two_regions) {
 463             int16_t vk1[49];
 464             float invwarp = spectrum->bs_alter_scale ? 0.76923076923076923077f
 465                                                      : 1.0f; // bs_alter_scale = {0,1}
 466             int num_bands_1 = lrintf(half_bands * invwarp *
 467                                      log2f(sbr->k[2] / (float)sbr->k[1])) * 2;
 468
 469             make_bands(vk1+1, sbr->k[1], sbr->k[2], num_bands_1);
 470
 471             vdk1_min = array_min_int16(vk1 + 1, num_bands_1);
 472
 473             if (vdk1_min < vdk0_max) {
 474                 int change;
 475                 qsort(vk1 + 1, num_bands_1, sizeof(vk1[1]), qsort_comparison_function_int16);
 476                 change = FFMIN(vdk0_max - vk1[1], (vk1[num_bands_1] - vk1[1]) >> 1);
 477                 vk1[1]           += change;
 478                 vk1[num_bands_1] -= change;
 479             }
 480
 481             qsort(vk1 + 1, num_bands_1, sizeof(vk1[1]), qsort_comparison_function_int16);
 482
 483             vk1[0] = sbr->k[1];
 484             for (k = 1; k <= num_bands_1; k++) {
 485                 if (vk1[k] <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 486                     av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid vDk1[%d]: %d\n", k, vk1[k]);
 487                     return -1;
 488                 }
 489                 vk1[k] += vk1[k-1];
 490             }
 491
 492             sbr->n_master = num_bands_0 + num_bands_1;
 493             if (check_n_master(ac->avctx, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
 494                 return -1;
 495             memcpy(&sbr->f_master[0],               vk0,
 496                    (num_bands_0 + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
 497             memcpy(&sbr->f_master[num_bands_0 + 1], vk1 + 1,
 498                     num_bands_1      * sizeof(sbr->f_master[0]));
 499
 500         } else {
 501             sbr->n_master = num_bands_0;
 502             if (check_n_master(ac->avctx, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
 503                 return -1;
 504             memcpy(sbr->f_master, vk0, (num_bands_0 + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
 505         }
 506     }
 507
 508     return 0;
 509 }
 510
 511 /// High Frequency Generation - Patch Construction (14496-3 sp04 p216 fig. 4.46)
 512 static int sbr_hf_calc_npatches(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
 513 {
 514     int i, k, sb = 0;
 515     int msb = sbr->k[0];
 516     int usb = sbr->kx[1];
 517     int goal_sb = ((1000 << 11) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
 518
 519     sbr->num_patches = 0;
 520
 521     if (goal_sb < sbr->kx[1] + sbr->m[1]) {
 522         for (k = 0; sbr->f_master[k] < goal_sb; k++) ;
 523     } else
 524         k = sbr->n_master;
 525
 526     do {
 527         int odd = 0;
 528         for (i = k; i == k || sb > (sbr->k[0] - 1 + msb - odd); i--) {
 529             sb = sbr->f_master[i];
 530             odd = (sb + sbr->k[0]) & 1;
 531         }
 532
 533         // Requirements (14496-3 sp04 p205) sets the maximum number of patches to 5.
 534         // After this check the final number of patches can still be six which is
 535         // illegal however the Coding Technologies decoder check stream has a final
 536         // count of 6 patches
 537         if (sbr->num_patches > 5) {
 538             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many patches: %d\n", sbr->num_patches);
 539             return -1;
 540         }
 541
 542         sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches]  = FFMAX(sb - usb, 0);
 543         sbr->patch_start_subband[sbr->num_patches] = sbr->k[0] - odd - sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches];
 544
 545         if (sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches] > 0) {
 546             usb = sb;
 547             msb = sb;
 548             sbr->num_patches++;
 549         } else
 550             msb = sbr->kx[1];
 551
 552         if (sbr->f_master[k] - sb < 3)
 553             k = sbr->n_master;
 554     } while (sb != sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
 555
 556     if (sbr->num_patches > 1 && sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches-1] < 3)
 557         sbr->num_patches--;
 558
 559     return 0;
 560 }
 561
 562 /// Derived Frequency Band Tables (14496-3 sp04 p197)
 563 static int sbr_make_f_derived(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
 564 {
 565     int k, temp;
 566
 567     sbr->n[1] = sbr->n_master - sbr->spectrum_params.bs_xover_band;
 568     sbr->n[0] = (sbr->n[1] + 1) >> 1;
 569
 570     memcpy(sbr->f_tablehigh, &sbr->f_master[sbr->spectrum_params.bs_xover_band],
 571            (sbr->n[1] + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
 572     sbr->m[1] = sbr->f_tablehigh[sbr->n[1]] - sbr->f_tablehigh[0];
 573     sbr->kx[1] = sbr->f_tablehigh[0];
 574
 575     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 576     if (sbr->kx[1] + sbr->m[1] > 64) {
 577         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 578                "Stop frequency border too high: %d\n", sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
 579         return -1;
 580     }
 581     if (sbr->kx[1] > 32) {
 582         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Start frequency border too high: %d\n", sbr->kx[1]);
 583         return -1;
 584     }
 585
 586     sbr->f_tablelow[0] = sbr->f_tablehigh[0];
 587     temp = sbr->n[1] & 1;
 588     for (k = 1; k <= sbr->n[0]; k++)
 589         sbr->f_tablelow[k] = sbr->f_tablehigh[2 * k - temp];
 590
 591     sbr->n_q = FFMAX(1, lrintf(sbr->spectrum_params.bs_noise_bands *
 592                                log2f(sbr->k[2] / (float)sbr->kx[1]))); // 0 <= bs_noise_bands <= 3
 593     if (sbr->n_q > 5) {
 594         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many noise floor scale factors: %d\n", sbr->n_q);
 595         return -1;
 596     }
 597
 598     sbr->f_tablenoise[0] = sbr->f_tablelow[0];
 599     temp = 0;
 600     for (k = 1; k <= sbr->n_q; k++) {
 601         temp += (sbr->n[0] - temp) / (sbr->n_q + 1 - k);
 602         sbr->f_tablenoise[k] = sbr->f_tablelow[temp];
 603     }
 604
 605     if (sbr_hf_calc_npatches(ac, sbr) < 0)
 606         return -1;
 607
 608     sbr_make_f_tablelim(sbr);
 609
 610     sbr->data[0].f_indexnoise = 0;
 611     sbr->data[1].f_indexnoise = 0;
 612
 613     return 0;
 614 }
 615
 616 static av_always_inline void get_bits1_vector(GetBitContext *gb, uint8_t *vec,
 617                                               int elements)
 618 {
 619     int i;
 620     for (i = 0; i < elements; i++) {
 621         vec[i] = get_bits1(gb);
 622     }
 623 }
 624
 625 /** ceil(log2(index+1)) */
 626 static const int8_t ceil_log2[] = {
 627     0, 1, 2, 2, 3, 3,
 628 };
 629
 630 static int read_sbr_grid(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
 631                          GetBitContext *gb, SBRData *ch_data)
 632 {
 633     int i;
 634     unsigned bs_pointer = 0;
 635     // frameLengthFlag ? 15 : 16; 960 sample length frames unsupported; this value is numTimeSlots
 636     int abs_bord_trail = 16;
 637     int num_rel_lead, num_rel_trail;
 638     unsigned bs_num_env_old = ch_data->bs_num_env;
 639
 640     ch_data->bs_freq_res[0] = ch_data->bs_freq_res[ch_data->bs_num_env];
 641     ch_data->bs_amp_res = sbr->bs_amp_res_header;
 642     ch_data->t_env_num_env_old = ch_data->t_env[bs_num_env_old];
 643
 644     switch (ch_data->bs_frame_class = get_bits(gb, 2)) {
 645     case FIXFIX:
 646         ch_data->bs_num_env                 = 1 << get_bits(gb, 2);
 647         num_rel_lead                        = ch_data->bs_num_env - 1;
 648         if (ch_data->bs_num_env == 1)
 649             ch_data->bs_amp_res = 0;
 650
 651         if (ch_data->bs_num_env > 4) {
 652             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 653                    "Invalid bitstream, too many SBR envelopes in FIXFIX type SBR frame: %d\n",
 654                    ch_data->bs_num_env);
 655             return -1;
 656         }
 657
 658         ch_data->t_env[0]                   = 0;
 659         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
 660
 661         abs_bord_trail = (abs_bord_trail + (ch_data->bs_num_env >> 1)) /
 662                    ch_data->bs_num_env;
 663         for (i = 0; i < num_rel_lead; i++)
 664             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + abs_bord_trail;
 665
 666         ch_data->bs_freq_res[1] = get_bits1(gb);
 667         for (i = 1; i < ch_data->bs_num_env; i++)
 668             ch_data->bs_freq_res[i + 1] = ch_data->bs_freq_res[1];
 669         break;
 670     case FIXVAR:
 671         abs_bord_trail                     += get_bits(gb, 2);
 672         num_rel_trail                       = get_bits(gb, 2);
 673         ch_data->bs_num_env                 = num_rel_trail + 1;
 674         ch_data->t_env[0]                   = 0;
 675         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
 676
 677         for (i = 0; i < num_rel_trail; i++)
 678             ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - 1 - i] =
 679                 ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - i] - 2 * get_bits(gb, 2) - 2;
 680
 681         bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env]);
 682
 683         for (i = 0; i < ch_data->bs_num_env; i++)
 684             ch_data->bs_freq_res[ch_data->bs_num_env - i] = get_bits1(gb);
 685         break;
 686     case VARFIX:
 687         ch_data->t_env[0]                   = get_bits(gb, 2);
 688         num_rel_lead                        = get_bits(gb, 2);
 689         ch_data->bs_num_env                 = num_rel_lead + 1;
 690         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
 691
 692         for (i = 0; i < num_rel_lead; i++)
 693             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + 2 * get_bits(gb, 2) + 2;
 694
 695         bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env]);
 696
 697         get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_freq_res + 1, ch_data->bs_num_env);
 698         break;
 699     case VARVAR:
 700         ch_data->t_env[0]                   = get_bits(gb, 2);
 701         abs_bord_trail                     += get_bits(gb, 2);
 702         num_rel_lead                        = get_bits(gb, 2);
 703         num_rel_trail                       = get_bits(gb, 2);
 704         ch_data->bs_num_env                 = num_rel_lead + num_rel_trail + 1;
 705
 706         if (ch_data->bs_num_env > 5) {
 707             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 708                    "Invalid bitstream, too many SBR envelopes in VARVAR type SBR frame: %d\n",
 709                    ch_data->bs_num_env);
 710             return -1;
 711         }
 712
 713         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
 714
 715         for (i = 0; i < num_rel_lead; i++)
 716             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + 2 * get_bits(gb, 2) + 2;
 717         for (i = 0; i < num_rel_trail; i++)
 718             ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - 1 - i] =
 719                 ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - i] - 2 * get_bits(gb, 2) - 2;
 720
 721         bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env]);
 722
 723         get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_freq_res + 1, ch_data->bs_num_env);
 724         break;
 725     }
 726
 727     if (bs_pointer > ch_data->bs_num_env + 1) {
 728         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 729                "Invalid bitstream, bs_pointer points to a middle noise border outside the time borders table: %d\n",
 730                bs_pointer);
 731         return -1;
 732     }
 733
 734     for (i = 1; i <= ch_data->bs_num_env; i++) {
 735         if (ch_data->t_env[i-1] > ch_data->t_env[i]) {
 736             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Non monotone time borders\n");
 737             return -1;
 738         }
 739     }
 740
 741     ch_data->bs_num_noise = (ch_data->bs_num_env > 1) + 1;
 742
 743     ch_data->t_q[0]                     = ch_data->t_env[0];
 744     ch_data->t_q[ch_data->bs_num_noise] = ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env];
 745     if (ch_data->bs_num_noise > 1) {
 746         unsigned int idx;
 747         if (ch_data->bs_frame_class == FIXFIX) {
 748             idx = ch_data->bs_num_env >> 1;
 749         } else if (ch_data->bs_frame_class & 1) { // FIXVAR or VARVAR
 750             idx = ch_data->bs_num_env - FFMAX((int)bs_pointer - 1, 1);
 751         } else { // VARFIX
 752             if (!bs_pointer)
 753                 idx = 1;
 754             else if (bs_pointer == 1)
 755                 idx = ch_data->bs_num_env - 1;
 756             else // bs_pointer > 1
 757                 idx = bs_pointer - 1;
 758         }
 759         ch_data->t_q[1] = ch_data->t_env[idx];
 760     }
 761
 762     ch_data->e_a[0] = -(ch_data->e_a[1] != bs_num_env_old); // l_APrev
 763     ch_data->e_a[1] = -1;
 764     if ((ch_data->bs_frame_class & 1) && bs_pointer) { // FIXVAR or VARVAR and bs_pointer != 0
 765         ch_data->e_a[1] = ch_data->bs_num_env + 1 - bs_pointer;
 766     } else if ((ch_data->bs_frame_class == 2) && (bs_pointer > 1)) // VARFIX and bs_pointer > 1
 767         ch_data->e_a[1] = bs_pointer - 1;
 768
 769     return 0;
 770 }
 771
 772 static void copy_sbr_grid(SBRData *dst, const SBRData *src) {
 773     //These variables are saved from the previous frame rather than copied
 774     dst->bs_freq_res[0]    = dst->bs_freq_res[dst->bs_num_env];
 775     dst->t_env_num_env_old = dst->t_env[dst->bs_num_env];
 776     dst->e_a[0]            = -(dst->e_a[1] != dst->bs_num_env);
 777
 778     //These variables are read from the bitstream and therefore copied
 779     memcpy(dst->bs_freq_res+1, src->bs_freq_res+1, sizeof(dst->bs_freq_res)-sizeof(*dst->bs_freq_res));
 780     memcpy(dst->t_env,         src->t_env,         sizeof(dst->t_env));
 781     memcpy(dst->t_q,           src->t_q,           sizeof(dst->t_q));
 782     dst->bs_num_env        = src->bs_num_env;
 783     dst->bs_amp_res        = src->bs_amp_res;
 784     dst->bs_num_noise      = src->bs_num_noise;
 785     dst->bs_frame_class    = src->bs_frame_class;
 786     dst->e_a[1]            = src->e_a[1];
 787 }
 788
 789 /// Read how the envelope and noise floor data is delta coded
 790 static void read_sbr_dtdf(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 791                           SBRData *ch_data)
 792 {
 793     get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_df_env,   ch_data->bs_num_env);
 794     get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_df_noise, ch_data->bs_num_noise);
 795 }
 796
 797 /// Read inverse filtering data
 798 static void read_sbr_invf(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 799                           SBRData *ch_data)
 800 {
 801     int i;
 802
 803     memcpy(ch_data->bs_invf_mode[1], ch_data->bs_invf_mode[0], 5 * sizeof(uint8_t));
 804     for (i = 0; i < sbr->n_q; i++)
 805         ch_data->bs_invf_mode[0][i] = get_bits(gb, 2);
 806 }
 807
 808 static void read_sbr_envelope(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 809                               SBRData *ch_data, int ch)
 810 {
 811     int bits;
 812     int i, j, k;
 813     VLC_TYPE (*t_huff)[2], (*f_huff)[2];
 814     int t_lav, f_lav;
 815     const int delta = (ch == 1 && sbr->bs_coupling == 1) + 1;
 816     const int odd = sbr->n[1] & 1;
 817
 818     if (sbr->bs_coupling && ch) {
 819         if (ch_data->bs_amp_res) {
 820             bits   = 5;
 821             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
 822             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
 823             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
 824             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
 825         } else {
 826             bits   = 6;
 827             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB].table;
 828             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB];
 829             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB].table;
 830             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB];
 831         }
 832     } else {
 833         if (ch_data->bs_amp_res) {
 834             bits   = 6;
 835             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
 836             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
 837             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
 838             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
 839         } else {
 840             bits   = 7;
 841             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_1_5DB].table;
 842             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_1_5DB];
 843             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_1_5DB].table;
 844             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_1_5DB];
 845         }
 846     }
 847
 848     for (i = 0; i < ch_data->bs_num_env; i++) {
 849         if (ch_data->bs_df_env[i]) {
 850             // bs_freq_res[0] == bs_freq_res[bs_num_env] from prev frame
 851             if (ch_data->bs_freq_res[i + 1] == ch_data->bs_freq_res[i]) {
 852                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++)
 853                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][j] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
 854             } else if (ch_data->bs_freq_res[i + 1]) {
 855                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++) {
 856                     k = (j + odd) >> 1; // find k such that f_tablelow[k] <= f_tablehigh[j] < f_tablelow[k + 1]
 857                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][k] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
 858                 }
 859             } else {
 860                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++) {
 861                     k = j ? 2*j - odd : 0; // find k such that f_tablehigh[k] == f_tablelow[j]
 862                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][k] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
 863                 }
 864             }
 865         } else {
 866             ch_data->env_facs[i + 1][0] = delta * get_bits(gb, bits); // bs_env_start_value_balance
 867             for (j = 1; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++)
 868                 ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i + 1][j - 1] + delta * (get_vlc2(gb, f_huff, 9, 3) - f_lav);
 869         }
 870     }
 871
 872     //assign 0th elements of env_facs from last elements
 873     memcpy(ch_data->env_facs[0], ch_data->env_facs[ch_data->bs_num_env],
 874            sizeof(ch_data->env_facs[0]));
 875 }
 876
 877 static void read_sbr_noise(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 878                            SBRData *ch_data, int ch)
 879 {
 880     int i, j;
 881     VLC_TYPE (*t_huff)[2], (*f_huff)[2];
 882     int t_lav, f_lav;
 883     int delta = (ch == 1 && sbr->bs_coupling == 1) + 1;
 884
 885     if (sbr->bs_coupling && ch) {
 886         t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB].table;
 887         t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB];
 888         f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
 889         f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
 890     } else {
 891         t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB].table;
 892         t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB];
 893         f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
 894         f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
 895     }
 896
 897     for (i = 0; i < ch_data->bs_num_noise; i++) {
 898         if (ch_data->bs_df_noise[i]) {
 899             for (j = 0; j < sbr->n_q; j++)
 900                 ch_data->noise_facs[i + 1][j] = ch_data->noise_facs[i][j] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 2) - t_lav);
 901         } else {
 902             ch_data->noise_facs[i + 1][0] = delta * get_bits(gb, 5); // bs_noise_start_value_balance or bs_noise_start_value_level
 903             for (j = 1; j < sbr->n_q; j++)
 904                 ch_data->noise_facs[i + 1][j] = ch_data->noise_facs[i + 1][j - 1] + delta * (get_vlc2(gb, f_huff, 9, 3) - f_lav);
 905         }
 906     }
 907
 908     //assign 0th elements of noise_facs from last elements
 909     memcpy(ch_data->noise_facs[0], ch_data->noise_facs[ch_data->bs_num_noise],
 910            sizeof(ch_data->noise_facs[0]));
 911 }
 912
 913 static void read_sbr_extension(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
 914                                GetBitContext *gb,
 915                                int bs_extension_id, int *num_bits_left)
 916 {
 917     switch (bs_extension_id) {
 918     case EXTENSION_ID_PS:
 919         if (!ac->oc[1].m4ac.ps) {
 920             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Parametric Stereo signaled to be not-present but was found in the bitstream.\n");
 921             skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
 922             *num_bits_left = 0;
 923         } else {
 924 #if 1
 925             *num_bits_left -= ff_ps_read_data(ac->avctx, gb, &sbr->ps, *num_bits_left);
 926 #else
 927             av_log_missing_feature(ac->avctx, "Parametric Stereo", 0);
 928             skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
 929             *num_bits_left = 0;
 930 #endif
 931         }
 932         break;
 933     default:
 934         // some files contain 0-padding
 935         if (bs_extension_id || *num_bits_left > 16 || show_bits(gb, *num_bits_left))
 936             av_log_missing_feature(ac->avctx, "Reserved SBR extensions", 1);
 937         skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
 938         *num_bits_left = 0;
 939         break;
 940     }
 941 }
 942
 943 static int read_sbr_single_channel_element(AACContext *ac,
 944                                             SpectralBandReplication *sbr,
 945                                             GetBitContext *gb)
 946 {
 947     if (get_bits1(gb)) // bs_data_extra
 948         skip_bits(gb, 4); // bs_reserved
 949
 950     if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]))
 951         return -1;
 952     read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 953     read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 954     read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 955     read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 956
 957     if ((sbr->data[0].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
 958         get_bits1_vector(gb, sbr->data[0].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
 959
 960     return 0;
 961 }
 962
 963 static int read_sbr_channel_pair_element(AACContext *ac,
 964                                           SpectralBandReplication *sbr,
 965                                           GetBitContext *gb)
 966 {
 967     if (get_bits1(gb))    // bs_data_extra
 968         skip_bits(gb, 8); // bs_reserved
 969
 970     if ((sbr->bs_coupling = get_bits1(gb))) {
 971         if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]))
 972             return -1;
 973         copy_sbr_grid(&sbr->data[1], &sbr->data[0]);
 974         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 975         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
 976         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 977         memcpy(sbr->data[1].bs_invf_mode[1], sbr->data[1].bs_invf_mode[0], sizeof(sbr->data[1].bs_invf_mode[0]));
 978         memcpy(sbr->data[1].bs_invf_mode[0], sbr->data[0].bs_invf_mode[0], sizeof(sbr->data[1].bs_invf_mode[0]));
 979         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 980         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 981         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 982         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 983     } else {
 984         if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]) ||
 985             read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[1]))
 986             return -1;
 987         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 988         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
 989         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 990         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
 991         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 992         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 993         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 994         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 995     }
 996
 997     if ((sbr->data[0].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
 998         get_bits1_vector(gb, sbr->data[0].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
 999     if ((sbr->data[1].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
1000         get_bits1_vector(gb, sbr->data[1].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
1001
1002     return 0;
1003 }
1004
1005 static unsigned int read_sbr_data(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1006                                   GetBitContext *gb, int id_aac)
1007 {
1008     unsigned int cnt = get_bits_count(gb);
1009
1010     if (id_aac == TYPE_SCE || id_aac == TYPE_CCE) {
1011         if (read_sbr_single_channel_element(ac, sbr, gb)) {
1012             sbr_turnoff(sbr);
1013             return get_bits_count(gb) - cnt;
1014         }
1015     } else if (id_aac == TYPE_CPE) {
1016         if (read_sbr_channel_pair_element(ac, sbr, gb)) {
1017             sbr_turnoff(sbr);
1018             return get_bits_count(gb) - cnt;
1019         }
1020     } else {
1021         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1022             "Invalid bitstream - cannot apply SBR to element type %d\n", id_aac);
1023         sbr_turnoff(sbr);
1024         return get_bits_count(gb) - cnt;
1025     }
1026     if (get_bits1(gb)) { // bs_extended_data
1027         int num_bits_left = get_bits(gb, 4); // bs_extension_size
1028         if (num_bits_left == 15)
1029             num_bits_left += get_bits(gb, 8); // bs_esc_count
1030
1031         num_bits_left <<= 3;
1032         while (num_bits_left > 7) {
1033             num_bits_left -= 2;
1034             read_sbr_extension(ac, sbr, gb, get_bits(gb, 2), &num_bits_left); // bs_extension_id
1035         }
1036         if (num_bits_left < 0) {
1037             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "SBR Extension over read.\n");
1038         }
1039         if (num_bits_left > 0)
1040             skip_bits(gb, num_bits_left);
1041     }
1042
1043     return get_bits_count(gb) - cnt;
1044 }
1045
1046 static void sbr_reset(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
1047 {
1048     int err;
1049     err = sbr_make_f_master(ac, sbr, &sbr->spectrum_params);
1050     if (err >= 0)
1051         err = sbr_make_f_derived(ac, sbr);
1052     if (err < 0) {
1053         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1054                "SBR reset failed. Switching SBR to pure upsampling mode.\n");
1055         sbr_turnoff(sbr);
1056     }
1057 }
1058
1059 /**
1060  * Decode Spectral Band Replication extension data; reference: table 4.55.
1061  *
1062  * @param   crc flag indicating the presence of CRC checksum
1063  * @param   cnt length of TYPE_FIL syntactic element in bytes
1064  *
1065  * @return  Returns number of bytes consumed from the TYPE_FIL element.
1066  */
1067 int ff_decode_sbr_extension(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1068                             GetBitContext *gb_host, int crc, int cnt, int id_aac)
1069 {
1070     unsigned int num_sbr_bits = 0, num_align_bits;
1071     unsigned bytes_read;
1072     GetBitContext gbc = *gb_host, *gb = &gbc;
1073     skip_bits_long(gb_host, cnt*8 - 4);
1074
1075     sbr->reset = 0;
1076
1077     if (!sbr->sample_rate)
1078         sbr->sample_rate = 2 * ac->oc[1].m4ac.sample_rate; //TODO use the nominal sample rate for arbitrary sample rate support
1079     if (!ac->oc[1].m4ac.ext_sample_rate)
1080         ac->oc[1].m4ac.ext_sample_rate = 2 * ac->oc[1].m4ac.sample_rate;
1081
1082     if (crc) {
1083         skip_bits(gb, 10); // bs_sbr_crc_bits; TODO - implement CRC check
1084         num_sbr_bits += 10;
1085     }
1086
1087     //Save some state from the previous frame.
1088     sbr->kx[0] = sbr->kx[1];
1089     sbr->m[0] = sbr->m[1];
1090     sbr->kx_and_m_pushed = 1;
1091
1092     num_sbr_bits++;
1093     if (get_bits1(gb)) // bs_header_flag
1094         num_sbr_bits += read_sbr_header(sbr, gb);
1095
1096     if (sbr->reset)
1097         sbr_reset(ac, sbr);
1098
1099     if (sbr->start)
1100         num_sbr_bits  += read_sbr_data(ac, sbr, gb, id_aac);
1101
1102     num_align_bits = ((cnt << 3) - 4 - num_sbr_bits) & 7;
1103     bytes_read = ((num_sbr_bits + num_align_bits + 4) >> 3);
1104
1105     if (bytes_read > cnt) {
1106         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1107                "Expected to read %d SBR bytes actually read %d.\n", cnt, bytes_read);
1108     }
1109     return cnt;
1110 }
1111
1112 /// Dequantization and stereo decoding (14496-3 sp04 p203)
1113 static void sbr_dequant(SpectralBandReplication *sbr, int id_aac)
1114 {
1115     int k, e;
1116     int ch;
1117
1118     if (id_aac == TYPE_CPE && sbr->bs_coupling) {
1119         float alpha      = sbr->data[0].bs_amp_res ?  1.0f :  0.5f;
1120         float pan_offset = sbr->data[0].bs_amp_res ? 12.0f : 24.0f;
1121         for (e = 1; e <= sbr->data[0].bs_num_env; e++) {
1122             for (k = 0; k < sbr->n[sbr->data[0].bs_freq_res[e]]; k++) {
1123                 float temp1 = exp2f(sbr->data[0].env_facs[e][k] * alpha + 7.0f);
1124                 float temp2 = exp2f((pan_offset - sbr->data[1].env_facs[e][k]) * alpha);
1125                 float fac   = temp1 / (1.0f + temp2);
1126                 sbr->data[0].env_facs[e][k] = fac;
1127                 sbr->data[1].env_facs[e][k] = fac * temp2;
1128             }
1129         }
1130         for (e = 1; e <= sbr->data[0].bs_num_noise; e++) {
1131             for (k = 0; k < sbr->n_q; k++) {
1132                 float temp1 = exp2f(NOISE_FLOOR_OFFSET - sbr->data[0].noise_facs[e][k] + 1);
1133                 float temp2 = exp2f(12 - sbr->data[1].noise_facs[e][k]);
1134                 float fac   = temp1 / (1.0f + temp2);
1135                 sbr->data[0].noise_facs[e][k] = fac;
1136                 sbr->data[1].noise_facs[e][k] = fac * temp2;
1137             }
1138         }
1139     } else { // SCE or one non-coupled CPE
1140         for (ch = 0; ch < (id_aac == TYPE_CPE) + 1; ch++) {
1141             float alpha = sbr->data[ch].bs_amp_res ? 1.0f : 0.5f;
1142             for (e = 1; e <= sbr->data[ch].bs_num_env; e++)
1143                 for (k = 0; k < sbr->n[sbr->data[ch].bs_freq_res[e]]; k++)
1144                     sbr->data[ch].env_facs[e][k] =
1145                         exp2f(alpha * sbr->data[ch].env_facs[e][k] + 6.0f);
1146             for (e = 1; e <= sbr->data[ch].bs_num_noise; e++)
1147                 for (k = 0; k < sbr->n_q; k++)
1148                     sbr->data[ch].noise_facs[e][k] =
1149                         exp2f(NOISE_FLOOR_OFFSET - sbr->data[ch].noise_facs[e][k]);
1150         }
1151     }
1152 }
1153
1154 /**
1155  * Analysis QMF Bank (14496-3 sp04 p206)
1156  *
1157  * @param   x       pointer to the beginning of the first sample window
1158  * @param   W       array of complex-valued samples split into subbands
1159  */
1160 static void sbr_qmf_analysis(DSPContext *dsp, FFTContext *mdct,
1161                              SBRDSPContext *sbrdsp, const float *in, float *x,
1162                              float z[320], float W[2][32][32][2])
1163 {
1164     int i;
1165     memcpy(W[0], W[1], sizeof(W[0]));
1166     memcpy(x    , x+1024, (320-32)*sizeof(x[0]));
1167     memcpy(x+288, in,         1024*sizeof(x[0]));
1168     for (i = 0; i < 32; i++) { // numTimeSlots*RATE = 16*2 as 960 sample frames
1169                                // are not supported
1170         dsp->vector_fmul_reverse(z, sbr_qmf_window_ds, x, 320);
1171         sbrdsp->sum64x5(z);
1172         sbrdsp->qmf_pre_shuffle(z);
1173         mdct->imdct_half(mdct, z, z+64);
1174         sbrdsp->qmf_post_shuffle(W[1][i], z);
1175         x += 32;
1176     }
1177 }
1178
1179 /**
1180  * Synthesis QMF Bank (14496-3 sp04 p206) and Downsampled Synthesis QMF Bank
1181  * (14496-3 sp04 p206)
1182  */
1183 static void sbr_qmf_synthesis(DSPContext *dsp, FFTContext *mdct,
1184                               SBRDSPContext *sbrdsp,
1185                               float *out, float X[2][38][64],
1186                               float mdct_buf[2][64],
1187                               float *v0, int *v_off, const unsigned int div)
1188 {
1189     int i, n;
1190     const float *sbr_qmf_window = div ? sbr_qmf_window_ds : sbr_qmf_window_us;
1191     const int step = 128 >> div;
1192     float *v;
1193     for (i = 0; i < 32; i++) {
1194         if (*v_off < step) {
1195             int saved_samples = (1280 - 128) >> div;
1196             memcpy(&v0[SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - saved_samples], v0, saved_samples * sizeof(float));
1197             *v_off = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - saved_samples - step;
1198         } else {
1199             *v_off -= step;
1200         }
1201         v = v0 + *v_off;
1202         if (div) {
1203             for (n = 0; n < 32; n++) {
1204                 X[0][i][   n] = -X[0][i][n];
1205                 X[0][i][32+n] =  X[1][i][31-n];
1206             }
1207             mdct->imdct_half(mdct, mdct_buf[0], X[0][i]);
1208             sbrdsp->qmf_deint_neg(v, mdct_buf[0]);
1209         } else {
1210             sbrdsp->neg_odd_64(X[1][i]);
1211             mdct->imdct_half(mdct, mdct_buf[0], X[0][i]);
1212             mdct->imdct_half(mdct, mdct_buf[1], X[1][i]);
1213             sbrdsp->qmf_deint_bfly(v, mdct_buf[1], mdct_buf[0]);
1214         }
1215         dsp->vector_fmul_add(out, v                , sbr_qmf_window               , zero64, 64 >> div);
1216         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 192 >> div), sbr_qmf_window + ( 64 >> div), out   , 64 >> div);
1217         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 256 >> div), sbr_qmf_window + (128 >> div), out   , 64 >> div);
1218         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 448 >> div), sbr_qmf_window + (192 >> div), out   , 64 >> div);
1219         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 512 >> div), sbr_qmf_window + (256 >> div), out   , 64 >> div);
1220         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 704 >> div), sbr_qmf_window + (320 >> div), out   , 64 >> div);
1221         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 768 >> div), sbr_qmf_window + (384 >> div), out   , 64 >> div);
1222         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 960 >> div), sbr_qmf_window + (448 >> div), out   , 64 >> div);
1223         dsp->vector_fmul_add(out, v + (1024 >> div), sbr_qmf_window + (512 >> div), out   , 64 >> div);
1224         dsp->vector_fmul_add(out, v + (1216 >> div), sbr_qmf_window + (576 >> div), out   , 64 >> div);
1225         out += 64 >> div;
1226     }
1227 }
1228
1229 /** High Frequency Generation (14496-3 sp04 p214+) and Inverse Filtering
1230  * (14496-3 sp04 p214)
1231  * Warning: This routine does not seem numerically stable.
1232  */
1233 static void sbr_hf_inverse_filter(SBRDSPContext *dsp,
1234                                   float (*alpha0)[2], float (*alpha1)[2],
1235                                   const float X_low[32][40][2], int k0)
1236 {
1237     int k;
1238     for (k = 0; k < k0; k++) {
1239         LOCAL_ALIGNED_16(float, phi, [3], [2][2]);
1240         float dk;
1241
1242         dsp->autocorrelate(X_low[k], phi);
1243
1244         dk =  phi[2][1][0] * phi[1][0][0] -
1245              (phi[1][1][0] * phi[1][1][0] + phi[1][1][1] * phi[1][1][1]) / 1.000001f;
1246
1247         if (!dk) {
1248             alpha1[k][0] = 0;
1249             alpha1[k][1] = 0;
1250         } else {
1251             float temp_real, temp_im;
1252             temp_real = phi[0][0][0] * phi[1][1][0] -
1253                         phi[0][0][1] * phi[1][1][1] -
1254                         phi[0][1][0] * phi[1][0][0];
1255             temp_im   = phi[0][0][0] * phi[1][1][1] +
1256                         phi[0][0][1] * phi[1][1][0] -
1257                         phi[0][1][1] * phi[1][0][0];
1258
1259             alpha1[k][0] = temp_real / dk;
1260             alpha1[k][1] = temp_im   / dk;
1261         }
1262
1263         if (!phi[1][0][0]) {
1264             alpha0[k][0] = 0;
1265             alpha0[k][1] = 0;
1266         } else {
1267             float temp_real, temp_im;
1268             temp_real = phi[0][0][0] + alpha1[k][0] * phi[1][1][0] +
1269                                        alpha1[k][1] * phi[1][1][1];
1270             temp_im   = phi[0][0][1] + alpha1[k][1] * phi[1][1][0] -
1271                                        alpha1[k][0] * phi[1][1][1];
1272
1273             alpha0[k][0] = -temp_real / phi[1][0][0];
1274             alpha0[k][1] = -temp_im   / phi[1][0][0];
1275         }
1276
1277         if (alpha1[k][0] * alpha1[k][0] + alpha1[k][1] * alpha1[k][1] >= 16.0f ||
1278            alpha0[k][0] * alpha0[k][0] + alpha0[k][1] * alpha0[k][1] >= 16.0f) {
1279             alpha1[k][0] = 0;
1280             alpha1[k][1] = 0;
1281             alpha0[k][0] = 0;
1282             alpha0[k][1] = 0;
1283         }
1284     }
1285 }
1286
1287 /// Chirp Factors (14496-3 sp04 p214)
1288 static void sbr_chirp(SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data)
1289 {
1290     int i;
1291     float new_bw;
1292     static const float bw_tab[] = { 0.0f, 0.75f, 0.9f, 0.98f };
1293
1294     for (i = 0; i < sbr->n_q; i++) {
1295         if (ch_data->bs_invf_mode[0][i] + ch_data->bs_invf_mode[1][i] == 1) {
1296             new_bw = 0.6f;
1297         } else
1298             new_bw = bw_tab[ch_data->bs_invf_mode[0][i]];
1299
1300         if (new_bw < ch_data->bw_array[i]) {
1301             new_bw = 0.75f    * new_bw + 0.25f    * ch_data->bw_array[i];
1302         } else
1303             new_bw = 0.90625f * new_bw + 0.09375f * ch_data->bw_array[i];
1304         ch_data->bw_array[i] = new_bw < 0.015625f ? 0.0f : new_bw;
1305     }
1306 }
1307
1308 /// Generate the subband filtered lowband
1309 static int sbr_lf_gen(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1310                       float X_low[32][40][2], const float W[2][32][32][2])
1311 {
1312     int i, k;
1313     const int t_HFGen = 8;
1314     const int i_f = 32;
1315     memset(X_low, 0, 32*sizeof(*X_low));
1316     for (k = 0; k < sbr->kx[1]; k++) {
1317         for (i = t_HFGen; i < i_f + t_HFGen; i++) {
1318             X_low[k][i][0] = W[1][i - t_HFGen][k][0];
1319             X_low[k][i][1] = W[1][i - t_HFGen][k][1];
1320         }
1321     }
1322     for (k = 0; k < sbr->kx[0]; k++) {
1323         for (i = 0; i < t_HFGen; i++) {
1324             X_low[k][i][0] = W[0][i + i_f - t_HFGen][k][0];
1325             X_low[k][i][1] = W[0][i + i_f - t_HFGen][k][1];
1326         }
1327     }
1328     return 0;
1329 }
1330
1331 /// High Frequency Generator (14496-3 sp04 p215)
1332 static int sbr_hf_gen(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1333                       float X_high[64][40][2], const float X_low[32][40][2],
1334                       const float (*alpha0)[2], const float (*alpha1)[2],
1335                       const float bw_array[5], const uint8_t *t_env,
1336                       int bs_num_env)
1337 {
1338     int j, x;
1339     int g = 0;
1340     int k = sbr->kx[1];
1341     for (j = 0; j < sbr->num_patches; j++) {
1342         for (x = 0; x < sbr->patch_num_subbands[j]; x++, k++) {
1343             const int p = sbr->patch_start_subband[j] + x;
1344             while (g <= sbr->n_q && k >= sbr->f_tablenoise[g])
1345                 g++;
1346             g--;
1347
1348             if (g < 0) {
1349                 av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1350                        "ERROR : no subband found for frequency %d\n", k);
1351                 return -1;
1352             }
1353
1354             sbr->dsp.hf_gen(X_high[k] + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET,
1355                             X_low[p]  + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET,
1356                             alpha0[p], alpha1[p], bw_array[g],
1357                             2 * t_env[0], 2 * t_env[bs_num_env]);
1358         }
1359     }
1360     if (k < sbr->m[1] + sbr->kx[1])
1361         memset(X_high + k, 0, (sbr->m[1] + sbr->kx[1] - k) * sizeof(*X_high));
1362
1363     return 0;
1364 }
1365
1366 /// Generate the subband filtered lowband
1367 static int sbr_x_gen(SpectralBandReplication *sbr, float X[2][38][64],
1368                      const float Y0[38][64][2], const float Y1[38][64][2],
1369                      const float X_low[32][40][2], int ch)
1370 {
1371     int k, i;
1372     const int i_f = 32;
1373     const int i_Temp = FFMAX(2*sbr->data[ch].t_env_num_env_old - i_f, 0);
1374     memset(X, 0, 2*sizeof(*X));
1375     for (k = 0; k < sbr->kx[0]; k++) {
1376         for (i = 0; i < i_Temp; i++) {
1377             X[0][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][0];
1378             X[1][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][1];
1379         }
1380     }
1381     for (; k < sbr->kx[0] + sbr->m[0]; k++) {
1382         for (i = 0; i < i_Temp; i++) {
1383             X[0][i][k] = Y0[i + i_f][k][0];
1384             X[1][i][k] = Y0[i + i_f][k][1];
1385         }
1386     }
1387
1388     for (k = 0; k < sbr->kx[1]; k++) {
1389         for (i = i_Temp; i < 38; i++) {
1390             X[0][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][0];
1391             X[1][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][1];
1392         }
1393     }
1394     for (; k < sbr->kx[1] + sbr->m[1]; k++) {
1395         for (i = i_Temp; i < i_f; i++) {
1396             X[0][i][k] = Y1[i][k][0];
1397             X[1][i][k] = Y1[i][k][1];
1398         }
1399     }
1400     return 0;
1401 }
1402
1403 /** High Frequency Adjustment (14496-3 sp04 p217) and Mapping
1404  * (14496-3 sp04 p217)
1405  */
1406 static int sbr_mapping(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1407                         SBRData *ch_data, int e_a[2])
1408 {
1409     int e, i, m;
1410
1411     memset(ch_data->s_indexmapped[1], 0, 7*sizeof(ch_data->s_indexmapped[1]));
1412     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1413         const unsigned int ilim = sbr->n[ch_data->bs_freq_res[e + 1]];
1414         uint16_t *table = ch_data->bs_freq_res[e + 1] ? sbr->f_tablehigh : sbr->f_tablelow;
1415         int k;
1416
1417         if (sbr->kx[1] != table[0]) {
1418             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "kx != f_table{high,low}[0]. "
1419                    "Derived frequency tables were not regenerated.\n");
1420             sbr_turnoff(sbr);
1421             return AVERROR_BUG;
1422         }
1423         for (i = 0; i < ilim; i++)
1424             for (m = table[i]; m < table[i + 1]; m++)
1425                 sbr->e_origmapped[e][m - sbr->kx[1]] = ch_data->env_facs[e+1][i];
1426
1427         // ch_data->bs_num_noise > 1 => 2 noise floors
1428         k = (ch_data->bs_num_noise > 1) && (ch_data->t_env[e] >= ch_data->t_q[1]);
1429         for (i = 0; i < sbr->n_q; i++)
1430             for (m = sbr->f_tablenoise[i]; m < sbr->f_tablenoise[i + 1]; m++)
1431                 sbr->q_mapped[e][m - sbr->kx[1]] = ch_data->noise_facs[k+1][i];
1432
1433         for (i = 0; i < sbr->n[1]; i++) {
1434             if (ch_data->bs_add_harmonic_flag) {
1435                 const unsigned int m_midpoint =
1436                     (sbr->f_tablehigh[i] + sbr->f_tablehigh[i + 1]) >> 1;
1437
1438                 ch_data->s_indexmapped[e + 1][m_midpoint - sbr->kx[1]] = ch_data->bs_add_harmonic[i] *
1439                     (e >= e_a[1] || (ch_data->s_indexmapped[0][m_midpoint - sbr->kx[1]] == 1));
1440             }
1441         }
1442
1443         for (i = 0; i < ilim; i++) {
1444             int additional_sinusoid_present = 0;
1445             for (m = table[i]; m < table[i + 1]; m++) {
1446                 if (ch_data->s_indexmapped[e + 1][m - sbr->kx[1]]) {
1447                     additional_sinusoid_present = 1;
1448                     break;
1449                 }
1450             }
1451             memset(&sbr->s_mapped[e][table[i] - sbr->kx[1]], additional_sinusoid_present,
1452                    (table[i + 1] - table[i]) * sizeof(sbr->s_mapped[e][0]));
1453         }
1454     }
1455
1456     memcpy(ch_data->s_indexmapped[0], ch_data->s_indexmapped[ch_data->bs_num_env], sizeof(ch_data->s_indexmapped[0]));
1457     return 0;
1458 }
1459
1460 /// Estimation of current envelope (14496-3 sp04 p218)
1461 static void sbr_env_estimate(float (*e_curr)[48], float X_high[64][40][2],
1462                              SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data)
1463 {
1464     int e, m;
1465     int kx1 = sbr->kx[1];
1466
1467     if (sbr->bs_interpol_freq) {
1468         for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1469             const float recip_env_size = 0.5f / (ch_data->t_env[e + 1] - ch_data->t_env[e]);
1470             int ilb = ch_data->t_env[e]     * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1471             int iub = ch_data->t_env[e + 1] * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1472
1473             for (m = 0; m < sbr->m[1]; m++) {
1474                 float sum = sbr->dsp.sum_square(X_high[m+kx1] + ilb, iub - ilb);
1475                 e_curr[e][m] = sum * recip_env_size;
1476             }
1477         }
1478     } else {
1479         int k, p;
1480
1481         for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1482             const int env_size = 2 * (ch_data->t_env[e + 1] - ch_data->t_env[e]);
1483             int ilb = ch_data->t_env[e]     * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1484             int iub = ch_data->t_env[e + 1] * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1485             const uint16_t *table = ch_data->bs_freq_res[e + 1] ? sbr->f_tablehigh : sbr->f_tablelow;
1486
1487             for (p = 0; p < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[e + 1]]; p++) {
1488                 float sum = 0.0f;
1489                 const int den = env_size * (table[p + 1] - table[p]);
1490
1491                 for (k = table[p]; k < table[p + 1]; k++) {
1492                     sum += sbr->dsp.sum_square(X_high[k] + ilb, iub - ilb);
1493                 }
1494                 sum /= den;
1495                 for (k = table[p]; k < table[p + 1]; k++) {
1496                     e_curr[e][k - kx1] = sum;
1497                 }
1498             }
1499         }
1500     }
1501 }
1502
1503 /**
1504  * Calculation of levels of additional HF signal components (14496-3 sp04 p219)
1505  * and Calculation of gain (14496-3 sp04 p219)
1506  */
1507 static void sbr_gain_calc(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1508                           SBRData *ch_data, const int e_a[2])
1509 {
1510     int e, k, m;
1511     // max gain limits : -3dB, 0dB, 3dB, inf dB (limiter off)
1512     static const float limgain[4] = { 0.70795, 1.0, 1.41254, 10000000000 };
1513
1514     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1515         int delta = !((e == e_a[1]) || (e == e_a[0]));
1516         for (k = 0; k < sbr->n_lim; k++) {
1517             float gain_boost, gain_max;
1518             float sum[2] = { 0.0f, 0.0f };
1519             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1520                 const float temp = sbr->e_origmapped[e][m] / (1.0f + sbr->q_mapped[e][m]);
1521                 sbr->q_m[e][m] = sqrtf(temp * sbr->q_mapped[e][m]);
1522                 sbr->s_m[e][m] = sqrtf(temp * ch_data->s_indexmapped[e + 1][m]);
1523                 if (!sbr->s_mapped[e][m]) {
1524                     sbr->gain[e][m] = sqrtf(sbr->e_origmapped[e][m] /
1525                                             ((1.0f + sbr->e_curr[e][m]) *
1526                                              (1.0f + sbr->q_mapped[e][m] * delta)));
1527                 } else {
1528                     sbr->gain[e][m] = sqrtf(sbr->e_origmapped[e][m] * sbr->q_mapped[e][m] /
1529                                             ((1.0f + sbr->e_curr[e][m]) *
1530                                              (1.0f + sbr->q_mapped[e][m])));
1531                 }
1532             }
1533             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1534                 sum[0] += sbr->e_origmapped[e][m];
1535                 sum[1] += sbr->e_curr[e][m];
1536             }
1537             gain_max = limgain[sbr->bs_limiter_gains] * sqrtf((FLT_EPSILON + sum[0]) / (FLT_EPSILON + sum[1]));
1538             gain_max = FFMIN(100000.f, gain_max);
1539             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1540                 float q_m_max   = sbr->q_m[e][m] * gain_max / sbr->gain[e][m];
1541                 sbr->q_m[e][m]  = FFMIN(sbr->q_m[e][m], q_m_max);
1542                 sbr->gain[e][m] = FFMIN(sbr->gain[e][m], gain_max);
1543             }
1544             sum[0] = sum[1] = 0.0f;
1545             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1546                 sum[0] += sbr->e_origmapped[e][m];
1547                 sum[1] += sbr->e_curr[e][m] * sbr->gain[e][m] * sbr->gain[e][m]
1548                           + sbr->s_m[e][m] * sbr->s_m[e][m]
1549                           + (delta && !sbr->s_m[e][m]) * sbr->q_m[e][m] * sbr->q_m[e][m];
1550             }
1551             gain_boost = sqrtf((FLT_EPSILON + sum[0]) / (FLT_EPSILON + sum[1]));
1552             gain_boost = FFMIN(1.584893192f, gain_boost);
1553             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1554                 sbr->gain[e][m] *= gain_boost;
1555                 sbr->q_m[e][m]  *= gain_boost;
1556                 sbr->s_m[e][m]  *= gain_boost;
1557             }
1558         }
1559     }
1560 }
1561
1562 /// Assembling HF Signals (14496-3 sp04 p220)
1563 static void sbr_hf_assemble(float Y1[38][64][2],
1564                             const float X_high[64][40][2],
1565                             SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data,
1566                             const int e_a[2])
1567 {
1568     int e, i, j, m;
1569     const int h_SL = 4 * !sbr->bs_smoothing_mode;
1570     const int kx = sbr->kx[1];
1571     const int m_max = sbr->m[1];
1572     static const float h_smooth[5] = {
1573         0.33333333333333,
1574         0.30150283239582,
1575         0.21816949906249,
1576         0.11516383427084,
1577         0.03183050093751,
1578     };
1579     float (*g_temp)[48] = ch_data->g_temp, (*q_temp)[48] = ch_data->q_temp;
1580     int indexnoise = ch_data->f_indexnoise;
1581     int indexsine  = ch_data->f_indexsine;
1582
1583     if (sbr->reset) {
1584         for (i = 0; i < h_SL; i++) {
1585             memcpy(g_temp[i + 2*ch_data->t_env[0]], sbr->gain[0], m_max * sizeof(sbr->gain[0][0]));
1586             memcpy(q_temp[i + 2*ch_data->t_env[0]], sbr->q_m[0],  m_max * sizeof(sbr->q_m[0][0]));
1587         }
1588     } else if (h_SL) {
1589         memcpy(g_temp[2*ch_data->t_env[0]], g_temp[2*ch_data->t_env_num_env_old], 4*sizeof(g_temp[0]));
1590         memcpy(q_temp[2*ch_data->t_env[0]], q_temp[2*ch_data->t_env_num_env_old], 4*sizeof(q_temp[0]));
1591     }
1592
1593     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1594         for (i = 2 * ch_data->t_env[e]; i < 2 * ch_data->t_env[e + 1]; i++) {
1595             memcpy(g_temp[h_SL + i], sbr->gain[e], m_max * sizeof(sbr->gain[0][0]));
1596             memcpy(q_temp[h_SL + i], sbr->q_m[e],  m_max * sizeof(sbr->q_m[0][0]));
1597         }
1598     }
1599
1600     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1601         for (i = 2 * ch_data->t_env[e]; i < 2 * ch_data->t_env[e + 1]; i++) {
1602             LOCAL_ALIGNED_16(float, g_filt_tab, [48]);
1603             LOCAL_ALIGNED_16(float, q_filt_tab, [48]);
1604             float *g_filt, *q_filt;
1605
1606             if (h_SL && e != e_a[0] && e != e_a[1]) {
1607                 g_filt = g_filt_tab;
1608                 q_filt = q_filt_tab;
1609                 for (m = 0; m < m_max; m++) {
1610                     const int idx1 = i + h_SL;
1611                     g_filt[m] = 0.0f;
1612                     q_filt[m] = 0.0f;
1613                     for (j = 0; j <= h_SL; j++) {
1614                         g_filt[m] += g_temp[idx1 - j][m] * h_smooth[j];
1615                         q_filt[m] += q_temp[idx1 - j][m] * h_smooth[j];
1616                     }
1617                 }
1618             } else {
1619                 g_filt = g_temp[i + h_SL];
1620                 q_filt = q_temp[i];
1621             }
1622
1623             sbr->dsp.hf_g_filt(Y1[i] + kx, X_high + kx, g_filt, m_max,
1624                                i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET);
1625
1626             if (e != e_a[0] && e != e_a[1]) {
1627                 sbr->dsp.hf_apply_noise[indexsine](Y1[i] + kx, sbr->s_m[e],
1628                                                    q_filt, indexnoise,
1629                                                    kx, m_max);
1630             } else {
1631                 int idx = indexsine&1;
1632                 int A = (1-((indexsine+(kx & 1))&2));
1633                 int B = (A^(-idx)) + idx;
1634                 float *out = &Y1[i][kx][idx];
1635                 float *in  = sbr->s_m[e];
1636                 for (m = 0; m+1 < m_max; m+=2) {
1637                     out[2*m  ] += in[m  ] * A;
1638                     out[2*m+2] += in[m+1] * B;
1639                 }
1640                 if(m_max&1)
1641                     out[2*m  ] += in[m  ] * A;
1642             }
1643             indexnoise = (indexnoise + m_max) & 0x1ff;
1644             indexsine = (indexsine + 1) & 3;
1645         }
1646     }
1647     ch_data->f_indexnoise = indexnoise;
1648     ch_data->f_indexsine  = indexsine;
1649 }
1650
1651 void ff_sbr_apply(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr, int id_aac,
1652                   float* L, float* R)
1653 {
1654     int downsampled = ac->oc[1].m4ac.ext_sample_rate < sbr->sample_rate;
1655     int ch;
1656     int nch = (id_aac == TYPE_CPE) ? 2 : 1;
1657     int err;
1658
1659     if (!sbr->kx_and_m_pushed) {
1660         sbr->kx[0] = sbr->kx[1];
1661         sbr->m[0] = sbr->m[1];
1662     } else {
1663         sbr->kx_and_m_pushed = 0;
1664     }
1665
1666     if (sbr->start) {
1667         sbr_dequant(sbr, id_aac);
1668     }
1669     for (ch = 0; ch < nch; ch++) {
1670         /* decode channel */
1671         sbr_qmf_analysis(&ac->dsp, &sbr->mdct_ana, &sbr->dsp, ch ? R : L, sbr->data[ch].analysis_filterbank_samples,
1672                          (float*)sbr->qmf_filter_scratch,
1673                          sbr->data[ch].W);
1674         sbr_lf_gen(ac, sbr, sbr->X_low, sbr->data[ch].W);
1675         sbr->data[ch].Ypos ^= 1;
1676         if (sbr->start) {
1677             sbr_hf_inverse_filter(&sbr->dsp, sbr->alpha0, sbr->alpha1, sbr->X_low, sbr->k[0]);
1678             sbr_chirp(sbr, &sbr->data[ch]);
1679             sbr_hf_gen(ac, sbr, sbr->X_high, sbr->X_low, sbr->alpha0, sbr->alpha1,
1680                        sbr->data[ch].bw_array, sbr->data[ch].t_env,
1681                        sbr->data[ch].bs_num_env);
1682
1683             // hf_adj
1684             err = sbr_mapping(ac, sbr, &sbr->data[ch], sbr->data[ch].e_a);
1685             if (!err) {
1686                 sbr_env_estimate(sbr->e_curr, sbr->X_high, sbr, &sbr->data[ch]);
1687                 sbr_gain_calc(ac, sbr, &sbr->data[ch], sbr->data[ch].e_a);
1688                 sbr_hf_assemble(sbr->data[ch].Y[sbr->data[ch].Ypos],
1689                                 sbr->X_high, sbr, &sbr->data[ch],
1690                                 sbr->data[ch].e_a);
1691             }
1692         }
1693
1694         /* synthesis */
1695         sbr_x_gen(sbr, sbr->X[ch],
1696                   sbr->data[ch].Y[1-sbr->data[ch].Ypos],
1697                   sbr->data[ch].Y[  sbr->data[ch].Ypos],
1698                   sbr->X_low, ch);
1699     }
1700
1701     if (ac->oc[1].m4ac.ps == 1) {
1702         if (sbr->ps.start) {
1703             ff_ps_apply(ac->avctx, &sbr->ps, sbr->X[0], sbr->X[1], sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
1704         } else {
1705             memcpy(sbr->X[1], sbr->X[0], sizeof(sbr->X[0]));
1706         }
1707         nch = 2;
1708     }
1709
1710     sbr_qmf_synthesis(&ac->dsp, &sbr->mdct, &sbr->dsp, L, sbr->X[0], sbr->qmf_filter_scratch,
1711                       sbr->data[0].synthesis_filterbank_samples,
1712                       &sbr->data[0].synthesis_filterbank_samples_offset,
1713                       downsampled);
1714     if (nch == 2)
1715         sbr_qmf_synthesis(&ac->dsp, &sbr->mdct, &sbr->dsp, R, sbr->X[1], sbr->qmf_filter_scratch,
1716                           sbr->data[1].synthesis_filterbank_samples,
1717                           &sbr->data[1].synthesis_filterbank_samples_offset,
1718                           downsampled);
1719 }