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