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