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

   1 /*
   2  * AAC Spectral Band Replication decoding functions
   3  * Copyright (c) 2008-2009 Robert Swain ( rob opendot cl )
   4  * Copyright (c) 2009-2010 Alex Converse <alex.converse@gmail.com>
   5  *
   6  * This file is part of FFmpeg.
   7  *
   8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 /**
  24  * @file
  25  * AAC Spectral Band Replication decoding functions
  26  * @author Robert Swain ( rob opendot cl )
  27  */
  28
  29 #include "aac.h"
  30 #include "sbr.h"
  31 #include "aacsbr.h"
  32 #include "aacsbrdata.h"
  33 #include "fft.h"
  34 #include "aacps.h"
  35 #include "libavutil/libm.h"
  36
  37 #include <stdint.h>
  38 #include <float.h>
  39 #include <math.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 av_cold void ff_aac_sbr_ctx_init(SpectralBandReplication *sbr)
 131 {
 132     sbr->kx[0] = sbr->kx[1] = 32; //Typo in spec, kx' inits to 32
 133     sbr->data[0].e_a[1] = sbr->data[1].e_a[1] = -1;
 134     sbr->data[0].synthesis_filterbank_samples_offset = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - (1280 - 128);
 135     sbr->data[1].synthesis_filterbank_samples_offset = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - (1280 - 128);
 136     ff_mdct_init(&sbr->mdct, 7, 1, 1.0/64);
 137     ff_mdct_init(&sbr->mdct_ana, 7, 1, -2.0);
 138     ff_ps_ctx_init(&sbr->ps);
 139 }
 140
 141 av_cold void ff_aac_sbr_ctx_close(SpectralBandReplication *sbr)
 142 {
 143     ff_mdct_end(&sbr->mdct);
 144     ff_mdct_end(&sbr->mdct_ana);
 145 }
 146
 147 static int qsort_comparison_function_int16(const void *a, const void *b)
 148 {
 149     return *(const int16_t *)a - *(const int16_t *)b;
 150 }
 151
 152 static inline int in_table_int16(const int16_t *table, int last_el, int16_t needle)
 153 {
 154     int i;
 155     for (i = 0; i <= last_el; i++)
 156         if (table[i] == needle)
 157             return 1;
 158     return 0;
 159 }
 160
 161 /// Limiter Frequency Band Table (14496-3 sp04 p198)
 162 static void sbr_make_f_tablelim(SpectralBandReplication *sbr)
 163 {
 164     int k;
 165     if (sbr->bs_limiter_bands > 0) {
 166         static const float bands_warped[3] = { 1.32715174233856803909f,   //2^(0.49/1.2)
 167                                                1.18509277094158210129f,   //2^(0.49/2)
 168                                                1.11987160404675912501f }; //2^(0.49/3)
 169         const float lim_bands_per_octave_warped = bands_warped[sbr->bs_limiter_bands - 1];
 170         int16_t patch_borders[7];
 171         uint16_t *in = sbr->f_tablelim + 1, *out = sbr->f_tablelim;
 172
 173         patch_borders[0] = sbr->kx[1];
 174         for (k = 1; k <= sbr->num_patches; k++)
 175             patch_borders[k] = patch_borders[k-1] + sbr->patch_num_subbands[k-1];
 176
 177         memcpy(sbr->f_tablelim, sbr->f_tablelow,
 178                (sbr->n[0] + 1) * sizeof(sbr->f_tablelow[0]));
 179         if (sbr->num_patches > 1)
 180             memcpy(sbr->f_tablelim + sbr->n[0] + 1, patch_borders + 1,
 181                    (sbr->num_patches - 1) * sizeof(patch_borders[0]));
 182
 183         qsort(sbr->f_tablelim, sbr->num_patches + sbr->n[0],
 184               sizeof(sbr->f_tablelim[0]),
 185               qsort_comparison_function_int16);
 186
 187         sbr->n_lim = sbr->n[0] + sbr->num_patches - 1;
 188         while (out < sbr->f_tablelim + sbr->n_lim) {
 189             if (*in >= *out * lim_bands_per_octave_warped) {
 190                 *++out = *in++;
 191             } else if (*in == *out ||
 192                 !in_table_int16(patch_borders, sbr->num_patches, *in)) {
 193                 in++;
 194                 sbr->n_lim--;
 195             } else if (!in_table_int16(patch_borders, sbr->num_patches, *out)) {
 196                 *out = *in++;
 197                 sbr->n_lim--;
 198             } else {
 199                 *++out = *in++;
 200             }
 201         }
 202     } else {
 203         sbr->f_tablelim[0] = sbr->f_tablelow[0];
 204         sbr->f_tablelim[1] = sbr->f_tablelow[sbr->n[0]];
 205         sbr->n_lim = 1;
 206     }
 207 }
 208
 209 static unsigned int read_sbr_header(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb)
 210 {
 211     unsigned int cnt = get_bits_count(gb);
 212     uint8_t bs_header_extra_1;
 213     uint8_t bs_header_extra_2;
 214     int old_bs_limiter_bands = sbr->bs_limiter_bands;
 215     SpectrumParameters old_spectrum_params;
 216
 217     sbr->start = 1;
 218
 219     // Save last spectrum parameters variables to compare to new ones
 220     memcpy(&old_spectrum_params, &sbr->spectrum_params, sizeof(SpectrumParameters));
 221
 222     sbr->bs_amp_res_header              = get_bits1(gb);
 223     sbr->spectrum_params.bs_start_freq  = get_bits(gb, 4);
 224     sbr->spectrum_params.bs_stop_freq   = get_bits(gb, 4);
 225     sbr->spectrum_params.bs_xover_band  = get_bits(gb, 3);
 226                                           skip_bits(gb, 2); // bs_reserved
 227
 228     bs_header_extra_1 = get_bits1(gb);
 229     bs_header_extra_2 = get_bits1(gb);
 230
 231     if (bs_header_extra_1) {
 232         sbr->spectrum_params.bs_freq_scale  = get_bits(gb, 2);
 233         sbr->spectrum_params.bs_alter_scale = get_bits1(gb);
 234         sbr->spectrum_params.bs_noise_bands = get_bits(gb, 2);
 235     } else {
 236         sbr->spectrum_params.bs_freq_scale  = 2;
 237         sbr->spectrum_params.bs_alter_scale = 1;
 238         sbr->spectrum_params.bs_noise_bands = 2;
 239     }
 240
 241     // Check if spectrum parameters changed
 242     if (memcmp(&old_spectrum_params, &sbr->spectrum_params, sizeof(SpectrumParameters)))
 243         sbr->reset = 1;
 244
 245     if (bs_header_extra_2) {
 246         sbr->bs_limiter_bands  = get_bits(gb, 2);
 247         sbr->bs_limiter_gains  = get_bits(gb, 2);
 248         sbr->bs_interpol_freq  = get_bits1(gb);
 249         sbr->bs_smoothing_mode = get_bits1(gb);
 250     } else {
 251         sbr->bs_limiter_bands  = 2;
 252         sbr->bs_limiter_gains  = 2;
 253         sbr->bs_interpol_freq  = 1;
 254         sbr->bs_smoothing_mode = 1;
 255     }
 256
 257     if (sbr->bs_limiter_bands != old_bs_limiter_bands && !sbr->reset)
 258         sbr_make_f_tablelim(sbr);
 259
 260     return get_bits_count(gb) - cnt;
 261 }
 262
 263 static int array_min_int16(const int16_t *array, int nel)
 264 {
 265     int i, min = array[0];
 266     for (i = 1; i < nel; i++)
 267         min = FFMIN(array[i], min);
 268     return min;
 269 }
 270
 271 static void make_bands(int16_t* bands, int start, int stop, int num_bands)
 272 {
 273     int k, previous, present;
 274     float base, prod;
 275
 276     base = powf((float)stop / start, 1.0f / num_bands);
 277     prod = start;
 278     previous = start;
 279
 280     for (k = 0; k < num_bands-1; k++) {
 281         prod *= base;
 282         present  = lrintf(prod);
 283         bands[k] = present - previous;
 284         previous = present;
 285     }
 286     bands[num_bands-1] = stop - previous;
 287 }
 288
 289 static int check_n_master(AVCodecContext *avctx, int n_master, int bs_xover_band)
 290 {
 291     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 292     if (n_master <= 0) {
 293         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid n_master: %d\n", n_master);
 294         return -1;
 295     }
 296     if (bs_xover_band >= n_master) {
 297         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 298                "Invalid bitstream, crossover band index beyond array bounds: %d\n",
 299                bs_xover_band);
 300         return -1;
 301     }
 302     return 0;
 303 }
 304
 305 /// Master Frequency Band Table (14496-3 sp04 p194)
 306 static int sbr_make_f_master(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
 307                              SpectrumParameters *spectrum)
 308 {
 309     unsigned int temp, max_qmf_subbands;
 310     unsigned int start_min, stop_min;
 311     int k;
 312     const int8_t *sbr_offset_ptr;
 313     int16_t stop_dk[13];
 314
 315     if (sbr->sample_rate < 32000) {
 316         temp = 3000;
 317     } else if (sbr->sample_rate < 64000) {
 318         temp = 4000;
 319     } else
 320         temp = 5000;
 321
 322     start_min = ((temp << 7) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
 323     stop_min  = ((temp << 8) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
 324
 325     switch (sbr->sample_rate) {
 326     case 16000:
 327         sbr_offset_ptr = sbr_offset[0];
 328         break;
 329     case 22050:
 330         sbr_offset_ptr = sbr_offset[1];
 331         break;
 332     case 24000:
 333         sbr_offset_ptr = sbr_offset[2];
 334         break;
 335     case 32000:
 336         sbr_offset_ptr = sbr_offset[3];
 337         break;
 338     case 44100: case 48000: case 64000:
 339         sbr_offset_ptr = sbr_offset[4];
 340         break;
 341     case 88200: case 96000: case 128000: case 176400: case 192000:
 342         sbr_offset_ptr = sbr_offset[5];
 343         break;
 344     default:
 345         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 346                "Unsupported sample rate for SBR: %d\n", sbr->sample_rate);
 347         return -1;
 348     }
 349
 350     sbr->k[0] = start_min + sbr_offset_ptr[spectrum->bs_start_freq];
 351
 352     if (spectrum->bs_stop_freq < 14) {
 353         sbr->k[2] = stop_min;
 354         make_bands(stop_dk, stop_min, 64, 13);
 355         qsort(stop_dk, 13, sizeof(stop_dk[0]), qsort_comparison_function_int16);
 356         for (k = 0; k < spectrum->bs_stop_freq; k++)
 357             sbr->k[2] += stop_dk[k];
 358     } else if (spectrum->bs_stop_freq == 14) {
 359         sbr->k[2] = 2*sbr->k[0];
 360     } else if (spectrum->bs_stop_freq == 15) {
 361         sbr->k[2] = 3*sbr->k[0];
 362     } else {
 363         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 364                "Invalid bs_stop_freq: %d\n", spectrum->bs_stop_freq);
 365         return -1;
 366     }
 367     sbr->k[2] = FFMIN(64, sbr->k[2]);
 368
 369     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 370     if (sbr->sample_rate <= 32000) {
 371         max_qmf_subbands = 48;
 372     } else if (sbr->sample_rate == 44100) {
 373         max_qmf_subbands = 35;
 374     } else if (sbr->sample_rate >= 48000)
 375         max_qmf_subbands = 32;
 376
 377     if (sbr->k[2] - sbr->k[0] > max_qmf_subbands) {
 378         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 379                "Invalid bitstream, too many QMF subbands: %d\n", sbr->k[2] - sbr->k[0]);
 380         return -1;
 381     }
 382
 383     if (!spectrum->bs_freq_scale) {
 384         int dk, k2diff;
 385
 386         dk = spectrum->bs_alter_scale + 1;
 387         sbr->n_master = ((sbr->k[2] - sbr->k[0] + (dk&2)) >> dk) << 1;
 388         if (check_n_master(ac->avctx, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
 389             return -1;
 390
 391         for (k = 1; k <= sbr->n_master; k++)
 392             sbr->f_master[k] = dk;
 393
 394         k2diff = sbr->k[2] - sbr->k[0] - sbr->n_master * dk;
 395         if (k2diff < 0) {
 396             sbr->f_master[1]--;
 397             sbr->f_master[2]-= (k2diff < -1);
 398         } else if (k2diff) {
 399             sbr->f_master[sbr->n_master]++;
 400         }
 401
 402         sbr->f_master[0] = sbr->k[0];
 403         for (k = 1; k <= sbr->n_master; k++)
 404             sbr->f_master[k] += sbr->f_master[k - 1];
 405
 406     } else {
 407         int half_bands = 7 - spectrum->bs_freq_scale;      // bs_freq_scale  = {1,2,3}
 408         int two_regions, num_bands_0;
 409         int vdk0_max, vdk1_min;
 410         int16_t vk0[49];
 411
 412         if (49 * sbr->k[2] > 110 * sbr->k[0]) {
 413             two_regions = 1;
 414             sbr->k[1] = 2 * sbr->k[0];
 415         } else {
 416             two_regions = 0;
 417             sbr->k[1] = sbr->k[2];
 418         }
 419
 420         num_bands_0 = lrintf(half_bands * log2f(sbr->k[1] / (float)sbr->k[0])) * 2;
 421
 422         if (num_bands_0 <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 423             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid num_bands_0: %d\n", num_bands_0);
 424             return -1;
 425         }
 426
 427         vk0[0] = 0;
 428
 429         make_bands(vk0+1, sbr->k[0], sbr->k[1], num_bands_0);
 430
 431         qsort(vk0 + 1, num_bands_0, sizeof(vk0[1]), qsort_comparison_function_int16);
 432         vdk0_max = vk0[num_bands_0];
 433
 434         vk0[0] = sbr->k[0];
 435         for (k = 1; k <= num_bands_0; k++) {
 436             if (vk0[k] <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 437                 av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid vDk0[%d]: %d\n", k, vk0[k]);
 438                 return -1;
 439             }
 440             vk0[k] += vk0[k-1];
 441         }
 442
 443         if (two_regions) {
 444             int16_t vk1[49];
 445             float invwarp = spectrum->bs_alter_scale ? 0.76923076923076923077f
 446                                                      : 1.0f; // bs_alter_scale = {0,1}
 447             int num_bands_1 = lrintf(half_bands * invwarp *
 448                                      log2f(sbr->k[2] / (float)sbr->k[1])) * 2;
 449
 450             make_bands(vk1+1, sbr->k[1], sbr->k[2], num_bands_1);
 451
 452             vdk1_min = array_min_int16(vk1 + 1, num_bands_1);
 453
 454             if (vdk1_min < vdk0_max) {
 455                 int change;
 456                 qsort(vk1 + 1, num_bands_1, sizeof(vk1[1]), qsort_comparison_function_int16);
 457                 change = FFMIN(vdk0_max - vk1[1], (vk1[num_bands_1] - vk1[1]) >> 1);
 458                 vk1[1]           += change;
 459                 vk1[num_bands_1] -= change;
 460             }
 461
 462             qsort(vk1 + 1, num_bands_1, sizeof(vk1[1]), qsort_comparison_function_int16);
 463
 464             vk1[0] = sbr->k[1];
 465             for (k = 1; k <= num_bands_1; k++) {
 466                 if (vk1[k] <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 467                     av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid vDk1[%d]: %d\n", k, vk1[k]);
 468                     return -1;
 469                 }
 470                 vk1[k] += vk1[k-1];
 471             }
 472
 473             sbr->n_master = num_bands_0 + num_bands_1;
 474             if (check_n_master(ac->avctx, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
 475                 return -1;
 476             memcpy(&sbr->f_master[0],               vk0,
 477                    (num_bands_0 + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
 478             memcpy(&sbr->f_master[num_bands_0 + 1], vk1 + 1,
 479                     num_bands_1      * sizeof(sbr->f_master[0]));
 480
 481         } else {
 482             sbr->n_master = num_bands_0;
 483             if (check_n_master(ac->avctx, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
 484                 return -1;
 485             memcpy(sbr->f_master, vk0, (num_bands_0 + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
 486         }
 487     }
 488
 489     return 0;
 490 }
 491
 492 /// High Frequency Generation - Patch Construction (14496-3 sp04 p216 fig. 4.46)
 493 static int sbr_hf_calc_npatches(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
 494 {
 495     int i, k, sb = 0;
 496     int msb = sbr->k[0];
 497     int usb = sbr->kx[1];
 498     int goal_sb = ((1000 << 11) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
 499
 500     sbr->num_patches = 0;
 501
 502     if (goal_sb < sbr->kx[1] + sbr->m[1]) {
 503         for (k = 0; sbr->f_master[k] < goal_sb; k++) ;
 504     } else
 505         k = sbr->n_master;
 506
 507     do {
 508         int odd = 0;
 509         for (i = k; i == k || sb > (sbr->k[0] - 1 + msb - odd); i--) {
 510             sb = sbr->f_master[i];
 511             odd = (sb + sbr->k[0]) & 1;
 512         }
 513
 514         // Requirements (14496-3 sp04 p205) sets the maximum number of patches to 5.
 515         // After this check the final number of patches can still be six which is
 516         // illegal however the Coding Technologies decoder check stream has a final
 517         // count of 6 patches
 518         if (sbr->num_patches > 5) {
 519             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many patches: %d\n", sbr->num_patches);
 520             return -1;
 521         }
 522
 523         sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches]  = FFMAX(sb - usb, 0);
 524         sbr->patch_start_subband[sbr->num_patches] = sbr->k[0] - odd - sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches];
 525
 526         if (sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches] > 0) {
 527             usb = sb;
 528             msb = sb;
 529             sbr->num_patches++;
 530         } else
 531             msb = sbr->kx[1];
 532
 533         if (sbr->f_master[k] - sb < 3)
 534             k = sbr->n_master;
 535     } while (sb != sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
 536
 537     if (sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches-1] < 3 && sbr->num_patches > 1)
 538         sbr->num_patches--;
 539
 540     return 0;
 541 }
 542
 543 /// Derived Frequency Band Tables (14496-3 sp04 p197)
 544 static int sbr_make_f_derived(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
 545 {
 546     int k, temp;
 547
 548     sbr->n[1] = sbr->n_master - sbr->spectrum_params.bs_xover_band;
 549     sbr->n[0] = (sbr->n[1] + 1) >> 1;
 550
 551     memcpy(sbr->f_tablehigh, &sbr->f_master[sbr->spectrum_params.bs_xover_band],
 552            (sbr->n[1] + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
 553     sbr->m[1] = sbr->f_tablehigh[sbr->n[1]] - sbr->f_tablehigh[0];
 554     sbr->kx[1] = sbr->f_tablehigh[0];
 555
 556     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 557     if (sbr->kx[1] + sbr->m[1] > 64) {
 558         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 559                "Stop frequency border too high: %d\n", sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
 560         return -1;
 561     }
 562     if (sbr->kx[1] > 32) {
 563         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Start frequency border too high: %d\n", sbr->kx[1]);
 564         return -1;
 565     }
 566
 567     sbr->f_tablelow[0] = sbr->f_tablehigh[0];
 568     temp = sbr->n[1] & 1;
 569     for (k = 1; k <= sbr->n[0]; k++)
 570         sbr->f_tablelow[k] = sbr->f_tablehigh[2 * k - temp];
 571
 572     sbr->n_q = FFMAX(1, lrintf(sbr->spectrum_params.bs_noise_bands *
 573                                log2f(sbr->k[2] / (float)sbr->kx[1]))); // 0 <= bs_noise_bands <= 3
 574     if (sbr->n_q > 5) {
 575         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many noise floor scale factors: %d\n", sbr->n_q);
 576         return -1;
 577     }
 578
 579     sbr->f_tablenoise[0] = sbr->f_tablelow[0];
 580     temp = 0;
 581     for (k = 1; k <= sbr->n_q; k++) {
 582         temp += (sbr->n[0] - temp) / (sbr->n_q + 1 - k);
 583         sbr->f_tablenoise[k] = sbr->f_tablelow[temp];
 584     }
 585
 586     if (sbr_hf_calc_npatches(ac, sbr) < 0)
 587         return -1;
 588
 589     sbr_make_f_tablelim(sbr);
 590
 591     sbr->data[0].f_indexnoise = 0;
 592     sbr->data[1].f_indexnoise = 0;
 593
 594     return 0;
 595 }
 596
 597 static av_always_inline void get_bits1_vector(GetBitContext *gb, uint8_t *vec,
 598                                               int elements)
 599 {
 600     int i;
 601     for (i = 0; i < elements; i++) {
 602         vec[i] = get_bits1(gb);
 603     }
 604 }
 605
 606 /** ceil(log2(index+1)) */
 607 static const int8_t ceil_log2[] = {
 608     0, 1, 2, 2, 3, 3,
 609 };
 610
 611 static int read_sbr_grid(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
 612                          GetBitContext *gb, SBRData *ch_data)
 613 {
 614     int i;
 615     unsigned bs_pointer = 0;
 616     // frameLengthFlag ? 15 : 16; 960 sample length frames unsupported; this value is numTimeSlots
 617     int abs_bord_trail = 16;
 618     int num_rel_lead, num_rel_trail;
 619     unsigned bs_num_env_old = ch_data->bs_num_env;
 620
 621     ch_data->bs_freq_res[0] = ch_data->bs_freq_res[ch_data->bs_num_env];
 622     ch_data->bs_amp_res = sbr->bs_amp_res_header;
 623     ch_data->t_env_num_env_old = ch_data->t_env[bs_num_env_old];
 624
 625     switch (ch_data->bs_frame_class = get_bits(gb, 2)) {
 626     case FIXFIX:
 627         ch_data->bs_num_env                 = 1 << get_bits(gb, 2);
 628         num_rel_lead                        = ch_data->bs_num_env - 1;
 629         if (ch_data->bs_num_env == 1)
 630             ch_data->bs_amp_res = 0;
 631
 632         if (ch_data->bs_num_env > 4) {
 633             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 634                    "Invalid bitstream, too many SBR envelopes in FIXFIX type SBR frame: %d\n",
 635                    ch_data->bs_num_env);
 636             return -1;
 637         }
 638
 639         ch_data->t_env[0]                   = 0;
 640         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
 641
 642         abs_bord_trail = (abs_bord_trail + (ch_data->bs_num_env >> 1)) /
 643                    ch_data->bs_num_env;
 644         for (i = 0; i < num_rel_lead; i++)
 645             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + abs_bord_trail;
 646
 647         ch_data->bs_freq_res[1] = get_bits1(gb);
 648         for (i = 1; i < ch_data->bs_num_env; i++)
 649             ch_data->bs_freq_res[i + 1] = ch_data->bs_freq_res[1];
 650         break;
 651     case FIXVAR:
 652         abs_bord_trail                     += get_bits(gb, 2);
 653         num_rel_trail                       = get_bits(gb, 2);
 654         ch_data->bs_num_env                 = num_rel_trail + 1;
 655         ch_data->t_env[0]                   = 0;
 656         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
 657
 658         for (i = 0; i < num_rel_trail; i++)
 659             ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - 1 - i] =
 660                 ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - i] - 2 * get_bits(gb, 2) - 2;
 661
 662         bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env]);
 663
 664         for (i = 0; i < ch_data->bs_num_env; i++)
 665             ch_data->bs_freq_res[ch_data->bs_num_env - i] = get_bits1(gb);
 666         break;
 667     case VARFIX:
 668         ch_data->t_env[0]                   = get_bits(gb, 2);
 669         num_rel_lead                        = get_bits(gb, 2);
 670         ch_data->bs_num_env                 = num_rel_lead + 1;
 671         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
 672
 673         for (i = 0; i < num_rel_lead; i++)
 674             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + 2 * get_bits(gb, 2) + 2;
 675
 676         bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env]);
 677
 678         get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_freq_res + 1, ch_data->bs_num_env);
 679         break;
 680     case VARVAR:
 681         ch_data->t_env[0]                   = get_bits(gb, 2);
 682         abs_bord_trail                     += get_bits(gb, 2);
 683         num_rel_lead                        = get_bits(gb, 2);
 684         num_rel_trail                       = get_bits(gb, 2);
 685         ch_data->bs_num_env                 = num_rel_lead + num_rel_trail + 1;
 686
 687         if (ch_data->bs_num_env > 5) {
 688             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 689                    "Invalid bitstream, too many SBR envelopes in VARVAR type SBR frame: %d\n",
 690                    ch_data->bs_num_env);
 691             return -1;
 692         }
 693
 694         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
 695
 696         for (i = 0; i < num_rel_lead; i++)
 697             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + 2 * get_bits(gb, 2) + 2;
 698         for (i = 0; i < num_rel_trail; i++)
 699             ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - 1 - i] =
 700                 ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - i] - 2 * get_bits(gb, 2) - 2;
 701
 702         bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env]);
 703
 704         get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_freq_res + 1, ch_data->bs_num_env);
 705         break;
 706     }
 707
 708     if (bs_pointer > ch_data->bs_num_env + 1) {
 709         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 710                "Invalid bitstream, bs_pointer points to a middle noise border outside the time borders table: %d\n",
 711                bs_pointer);
 712         return -1;
 713     }
 714
 715     for (i = 1; i <= ch_data->bs_num_env; i++) {
 716         if (ch_data->t_env[i-1] > ch_data->t_env[i]) {
 717             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Non monotone time borders\n");
 718             return -1;
 719         }
 720     }
 721
 722     ch_data->bs_num_noise = (ch_data->bs_num_env > 1) + 1;
 723
 724     ch_data->t_q[0]                     = ch_data->t_env[0];
 725     ch_data->t_q[ch_data->bs_num_noise] = ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env];
 726     if (ch_data->bs_num_noise > 1) {
 727         unsigned int idx;
 728         if (ch_data->bs_frame_class == FIXFIX) {
 729             idx = ch_data->bs_num_env >> 1;
 730         } else if (ch_data->bs_frame_class & 1) { // FIXVAR or VARVAR
 731             idx = ch_data->bs_num_env - FFMAX(bs_pointer - 1, 1);
 732         } else { // VARFIX
 733             if (!bs_pointer)
 734                 idx = 1;
 735             else if (bs_pointer == 1)
 736                 idx = ch_data->bs_num_env - 1;
 737             else // bs_pointer > 1
 738                 idx = bs_pointer - 1;
 739         }
 740         ch_data->t_q[1] = ch_data->t_env[idx];
 741     }
 742
 743     ch_data->e_a[0] = -(ch_data->e_a[1] != bs_num_env_old); // l_APrev
 744     ch_data->e_a[1] = -1;
 745     if ((ch_data->bs_frame_class & 1) && bs_pointer) { // FIXVAR or VARVAR and bs_pointer != 0
 746         ch_data->e_a[1] = ch_data->bs_num_env + 1 - bs_pointer;
 747     } else if ((ch_data->bs_frame_class == 2) && (bs_pointer > 1)) // VARFIX and bs_pointer > 1
 748         ch_data->e_a[1] = bs_pointer - 1;
 749
 750     return 0;
 751 }
 752
 753 static void copy_sbr_grid(SBRData *dst, const SBRData *src) {
 754     //These variables are saved from the previous frame rather than copied
 755     dst->bs_freq_res[0]    = dst->bs_freq_res[dst->bs_num_env];
 756     dst->t_env_num_env_old = dst->t_env[dst->bs_num_env];
 757     dst->e_a[0]            = -(dst->e_a[1] != dst->bs_num_env);
 758
 759     //These variables are read from the bitstream and therefore copied
 760     memcpy(dst->bs_freq_res+1, src->bs_freq_res+1, sizeof(dst->bs_freq_res)-sizeof(*dst->bs_freq_res));
 761     memcpy(dst->t_env,         src->t_env,         sizeof(dst->t_env));
 762     memcpy(dst->t_q,           src->t_q,           sizeof(dst->t_q));
 763     dst->bs_num_env        = src->bs_num_env;
 764     dst->bs_amp_res        = src->bs_amp_res;
 765     dst->bs_num_noise      = src->bs_num_noise;
 766     dst->bs_frame_class    = src->bs_frame_class;
 767     dst->e_a[1]            = src->e_a[1];
 768 }
 769
 770 /// Read how the envelope and noise floor data is delta coded
 771 static void read_sbr_dtdf(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 772                           SBRData *ch_data)
 773 {
 774     get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_df_env,   ch_data->bs_num_env);
 775     get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_df_noise, ch_data->bs_num_noise);
 776 }
 777
 778 /// Read inverse filtering data
 779 static void read_sbr_invf(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 780                           SBRData *ch_data)
 781 {
 782     int i;
 783
 784     memcpy(ch_data->bs_invf_mode[1], ch_data->bs_invf_mode[0], 5 * sizeof(uint8_t));
 785     for (i = 0; i < sbr->n_q; i++)
 786         ch_data->bs_invf_mode[0][i] = get_bits(gb, 2);
 787 }
 788
 789 static void read_sbr_envelope(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 790                               SBRData *ch_data, int ch)
 791 {
 792     int bits;
 793     int i, j, k;
 794     VLC_TYPE (*t_huff)[2], (*f_huff)[2];
 795     int t_lav, f_lav;
 796     const int delta = (ch == 1 && sbr->bs_coupling == 1) + 1;
 797     const int odd = sbr->n[1] & 1;
 798
 799     if (sbr->bs_coupling && ch) {
 800         if (ch_data->bs_amp_res) {
 801             bits   = 5;
 802             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
 803             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
 804             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
 805             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
 806         } else {
 807             bits   = 6;
 808             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB].table;
 809             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB];
 810             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB].table;
 811             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB];
 812         }
 813     } else {
 814         if (ch_data->bs_amp_res) {
 815             bits   = 6;
 816             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
 817             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
 818             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
 819             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
 820         } else {
 821             bits   = 7;
 822             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_1_5DB].table;
 823             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_1_5DB];
 824             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_1_5DB].table;
 825             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_1_5DB];
 826         }
 827     }
 828
 829     for (i = 0; i < ch_data->bs_num_env; i++) {
 830         if (ch_data->bs_df_env[i]) {
 831             // bs_freq_res[0] == bs_freq_res[bs_num_env] from prev frame
 832             if (ch_data->bs_freq_res[i + 1] == ch_data->bs_freq_res[i]) {
 833                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++)
 834                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][j] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
 835             } else if (ch_data->bs_freq_res[i + 1]) {
 836                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++) {
 837                     k = (j + odd) >> 1; // find k such that f_tablelow[k] <= f_tablehigh[j] < f_tablelow[k + 1]
 838                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][k] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
 839                 }
 840             } else {
 841                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++) {
 842                     k = j ? 2*j - odd : 0; // find k such that f_tablehigh[k] == f_tablelow[j]
 843                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][k] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
 844                 }
 845             }
 846         } else {
 847             ch_data->env_facs[i + 1][0] = delta * get_bits(gb, bits); // bs_env_start_value_balance
 848             for (j = 1; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++)
 849                 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);
 850         }
 851     }
 852
 853     //assign 0th elements of env_facs from last elements
 854     memcpy(ch_data->env_facs[0], ch_data->env_facs[ch_data->bs_num_env],
 855            sizeof(ch_data->env_facs[0]));
 856 }
 857
 858 static void read_sbr_noise(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 859                            SBRData *ch_data, int ch)
 860 {
 861     int i, j;
 862     VLC_TYPE (*t_huff)[2], (*f_huff)[2];
 863     int t_lav, f_lav;
 864     int delta = (ch == 1 && sbr->bs_coupling == 1) + 1;
 865
 866     if (sbr->bs_coupling && ch) {
 867         t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB].table;
 868         t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB];
 869         f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
 870         f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
 871     } else {
 872         t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB].table;
 873         t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB];
 874         f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
 875         f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
 876     }
 877
 878     for (i = 0; i < ch_data->bs_num_noise; i++) {
 879         if (ch_data->bs_df_noise[i]) {
 880             for (j = 0; j < sbr->n_q; j++)
 881                 ch_data->noise_facs[i + 1][j] = ch_data->noise_facs[i][j] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 2) - t_lav);
 882         } else {
 883             ch_data->noise_facs[i + 1][0] = delta * get_bits(gb, 5); // bs_noise_start_value_balance or bs_noise_start_value_level
 884             for (j = 1; j < sbr->n_q; j++)
 885                 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);
 886         }
 887     }
 888
 889     //assign 0th elements of noise_facs from last elements
 890     memcpy(ch_data->noise_facs[0], ch_data->noise_facs[ch_data->bs_num_noise],
 891            sizeof(ch_data->noise_facs[0]));
 892 }
 893
 894 static void read_sbr_extension(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
 895                                GetBitContext *gb,
 896                                int bs_extension_id, int *num_bits_left)
 897 {
 898     switch (bs_extension_id) {
 899     case EXTENSION_ID_PS:
 900         if (!ac->m4ac.ps) {
 901             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Parametric Stereo signaled to be not-present but was found in the bitstream.\n");
 902             skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
 903             *num_bits_left = 0;
 904         } else {
 905 #if 1
 906             *num_bits_left -= ff_ps_read_data(ac->avctx, gb, &sbr->ps, *num_bits_left);
 907 #else
 908             av_log_missing_feature(ac->avctx, "Parametric Stereo is", 0);
 909             skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
 910             *num_bits_left = 0;
 911 #endif
 912         }
 913         break;
 914     default:
 915         av_log_missing_feature(ac->avctx, "Reserved SBR extensions are", 1);
 916         skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
 917         *num_bits_left = 0;
 918         break;
 919     }
 920 }
 921
 922 static int read_sbr_single_channel_element(AACContext *ac,
 923                                             SpectralBandReplication *sbr,
 924                                             GetBitContext *gb)
 925 {
 926     if (get_bits1(gb)) // bs_data_extra
 927         skip_bits(gb, 4); // bs_reserved
 928
 929     if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]))
 930         return -1;
 931     read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 932     read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 933     read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 934     read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 935
 936     if ((sbr->data[0].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
 937         get_bits1_vector(gb, sbr->data[0].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
 938
 939     return 0;
 940 }
 941
 942 static int read_sbr_channel_pair_element(AACContext *ac,
 943                                           SpectralBandReplication *sbr,
 944                                           GetBitContext *gb)
 945 {
 946     if (get_bits1(gb))    // bs_data_extra
 947         skip_bits(gb, 8); // bs_reserved
 948
 949     if ((sbr->bs_coupling = get_bits1(gb))) {
 950         if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]))
 951             return -1;
 952         copy_sbr_grid(&sbr->data[1], &sbr->data[0]);
 953         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 954         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
 955         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 956         memcpy(sbr->data[1].bs_invf_mode[1], sbr->data[1].bs_invf_mode[0], sizeof(sbr->data[1].bs_invf_mode[0]));
 957         memcpy(sbr->data[1].bs_invf_mode[0], sbr->data[0].bs_invf_mode[0], sizeof(sbr->data[1].bs_invf_mode[0]));
 958         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 959         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 960         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 961         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 962     } else {
 963         if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]) ||
 964             read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[1]))
 965             return -1;
 966         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 967         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
 968         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 969         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
 970         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 971         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 972         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 973         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 974     }
 975
 976     if ((sbr->data[0].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
 977         get_bits1_vector(gb, sbr->data[0].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
 978     if ((sbr->data[1].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
 979         get_bits1_vector(gb, sbr->data[1].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
 980
 981     return 0;
 982 }
 983
 984 static unsigned int read_sbr_data(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
 985                                   GetBitContext *gb, int id_aac)
 986 {
 987     unsigned int cnt = get_bits_count(gb);
 988
 989     if (id_aac == TYPE_SCE || id_aac == TYPE_CCE) {
 990         if (read_sbr_single_channel_element(ac, sbr, gb)) {
 991             sbr->start = 0;
 992             return get_bits_count(gb) - cnt;
 993         }
 994     } else if (id_aac == TYPE_CPE) {
 995         if (read_sbr_channel_pair_element(ac, sbr, gb)) {
 996             sbr->start = 0;
 997             return get_bits_count(gb) - cnt;
 998         }
 999     } else {
1000         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1001             "Invalid bitstream - cannot apply SBR to element type %d\n", id_aac);
1002         sbr->start = 0;
1003         return get_bits_count(gb) - cnt;
1004     }
1005     if (get_bits1(gb)) { // bs_extended_data
1006         int num_bits_left = get_bits(gb, 4); // bs_extension_size
1007         if (num_bits_left == 15)
1008             num_bits_left += get_bits(gb, 8); // bs_esc_count
1009
1010         num_bits_left <<= 3;
1011         while (num_bits_left > 7) {
1012             num_bits_left -= 2;
1013             read_sbr_extension(ac, sbr, gb, get_bits(gb, 2), &num_bits_left); // bs_extension_id
1014         }
1015         if (num_bits_left < 0) {
1016             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "SBR Extension over read.\n");
1017         }
1018         if (num_bits_left > 0)
1019             skip_bits(gb, num_bits_left);
1020     }
1021
1022     return get_bits_count(gb) - cnt;
1023 }
1024
1025 static void sbr_reset(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
1026 {
1027     int err;
1028     err = sbr_make_f_master(ac, sbr, &sbr->spectrum_params);
1029     if (err >= 0)
1030         err = sbr_make_f_derived(ac, sbr);
1031     if (err < 0) {
1032         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1033                "SBR reset failed. Switching SBR to pure upsampling mode.\n");
1034         sbr->start = 0;
1035     }
1036 }
1037
1038 /**
1039  * Decode Spectral Band Replication extension data; reference: table 4.55.
1040  *
1041  * @param   crc flag indicating the presence of CRC checksum
1042  * @param   cnt length of TYPE_FIL syntactic element in bytes
1043  *
1044  * @return  Returns number of bytes consumed from the TYPE_FIL element.
1045  */
1046 int ff_decode_sbr_extension(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1047                             GetBitContext *gb_host, int crc, int cnt, int id_aac)
1048 {
1049     unsigned int num_sbr_bits = 0, num_align_bits;
1050     unsigned bytes_read;
1051     GetBitContext gbc = *gb_host, *gb = &gbc;
1052     skip_bits_long(gb_host, cnt*8 - 4);
1053
1054     sbr->reset = 0;
1055
1056     if (!sbr->sample_rate)
1057         sbr->sample_rate = 2 * ac->m4ac.sample_rate; //TODO use the nominal sample rate for arbitrary sample rate support
1058     if (!ac->m4ac.ext_sample_rate)
1059         ac->m4ac.ext_sample_rate = 2 * ac->m4ac.sample_rate;
1060
1061     if (crc) {
1062         skip_bits(gb, 10); // bs_sbr_crc_bits; TODO - implement CRC check
1063         num_sbr_bits += 10;
1064     }
1065
1066     //Save some state from the previous frame.
1067     sbr->kx[0] = sbr->kx[1];
1068     sbr->m[0] = sbr->m[1];
1069
1070     num_sbr_bits++;
1071     if (get_bits1(gb)) // bs_header_flag
1072         num_sbr_bits += read_sbr_header(sbr, gb);
1073
1074     if (sbr->reset)
1075         sbr_reset(ac, sbr);
1076
1077     if (sbr->start)
1078         num_sbr_bits  += read_sbr_data(ac, sbr, gb, id_aac);
1079
1080     num_align_bits = ((cnt << 3) - 4 - num_sbr_bits) & 7;
1081     bytes_read = ((num_sbr_bits + num_align_bits + 4) >> 3);
1082
1083     if (bytes_read > cnt) {
1084         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1085                "Expected to read %d SBR bytes actually read %d.\n", cnt, bytes_read);
1086     }
1087     return cnt;
1088 }
1089
1090 /// Dequantization and stereo decoding (14496-3 sp04 p203)
1091 static void sbr_dequant(SpectralBandReplication *sbr, int id_aac)
1092 {
1093     int k, e;
1094     int ch;
1095
1096     if (id_aac == TYPE_CPE && sbr->bs_coupling) {
1097         float alpha      = sbr->data[0].bs_amp_res ?  1.0f :  0.5f;
1098         float pan_offset = sbr->data[0].bs_amp_res ? 12.0f : 24.0f;
1099         for (e = 1; e <= sbr->data[0].bs_num_env; e++) {
1100             for (k = 0; k < sbr->n[sbr->data[0].bs_freq_res[e]]; k++) {
1101                 float temp1 = exp2f(sbr->data[0].env_facs[e][k] * alpha + 7.0f);
1102                 float temp2 = exp2f((pan_offset - sbr->data[1].env_facs[e][k]) * alpha);
1103                 float fac   = temp1 / (1.0f + temp2);
1104                 sbr->data[0].env_facs[e][k] = fac;
1105                 sbr->data[1].env_facs[e][k] = fac * temp2;
1106             }
1107         }
1108         for (e = 1; e <= sbr->data[0].bs_num_noise; e++) {
1109             for (k = 0; k < sbr->n_q; k++) {
1110                 float temp1 = exp2f(NOISE_FLOOR_OFFSET - sbr->data[0].noise_facs[e][k] + 1);
1111                 float temp2 = exp2f(12 - sbr->data[1].noise_facs[e][k]);
1112                 float fac   = temp1 / (1.0f + temp2);
1113                 sbr->data[0].noise_facs[e][k] = fac;
1114                 sbr->data[1].noise_facs[e][k] = fac * temp2;
1115             }
1116         }
1117     } else { // SCE or one non-coupled CPE
1118         for (ch = 0; ch < (id_aac == TYPE_CPE) + 1; ch++) {
1119             float alpha = sbr->data[ch].bs_amp_res ? 1.0f : 0.5f;
1120             for (e = 1; e <= sbr->data[ch].bs_num_env; e++)
1121                 for (k = 0; k < sbr->n[sbr->data[ch].bs_freq_res[e]]; k++)
1122                     sbr->data[ch].env_facs[e][k] =
1123                         exp2f(alpha * sbr->data[ch].env_facs[e][k] + 6.0f);
1124             for (e = 1; e <= sbr->data[ch].bs_num_noise; e++)
1125                 for (k = 0; k < sbr->n_q; k++)
1126                     sbr->data[ch].noise_facs[e][k] =
1127                         exp2f(NOISE_FLOOR_OFFSET - sbr->data[ch].noise_facs[e][k]);
1128         }
1129     }
1130 }
1131
1132 /**
1133  * Analysis QMF Bank (14496-3 sp04 p206)
1134  *
1135  * @param   x       pointer to the beginning of the first sample window
1136  * @param   W       array of complex-valued samples split into subbands
1137  */
1138 static void sbr_qmf_analysis(DSPContext *dsp, FFTContext *mdct, const float *in, float *x,
1139                              float z[320], float W[2][32][32][2])
1140 {
1141     int i, k;
1142     memcpy(W[0], W[1], sizeof(W[0]));
1143     memcpy(x    , x+1024, (320-32)*sizeof(x[0]));
1144     memcpy(x+288, in,         1024*sizeof(x[0]));
1145     for (i = 0; i < 32; i++) { // numTimeSlots*RATE = 16*2 as 960 sample frames
1146                                // are not supported
1147         dsp->vector_fmul_reverse(z, sbr_qmf_window_ds, x, 320);
1148         for (k = 0; k < 64; k++) {
1149             float f = z[k] + z[k + 64] + z[k + 128] + z[k + 192] + z[k + 256];
1150             z[k] = f;
1151         }
1152         //Shuffle to IMDCT
1153         z[64] = z[0];
1154         for (k = 1; k < 32; k++) {
1155             z[64+2*k-1] =  z[   k];
1156             z[64+2*k  ] = -z[64-k];
1157         }
1158         z[64+63] = z[32];
1159
1160         mdct->imdct_half(mdct, z, z+64);
1161         for (k = 0; k < 32; k++) {
1162             W[1][i][k][0] = -z[63-k];
1163             W[1][i][k][1] = z[k];
1164         }
1165         x += 32;
1166     }
1167 }
1168
1169 /**
1170  * Synthesis QMF Bank (14496-3 sp04 p206) and Downsampled Synthesis QMF Bank
1171  * (14496-3 sp04 p206)
1172  */
1173 static void sbr_qmf_synthesis(DSPContext *dsp, FFTContext *mdct,
1174                               float *out, float X[2][38][64],
1175                               float mdct_buf[2][64],
1176                               float *v0, int *v_off, const unsigned int div)
1177 {
1178     int i, n;
1179     const float *sbr_qmf_window = div ? sbr_qmf_window_ds : sbr_qmf_window_us;
1180     float *v;
1181     for (i = 0; i < 32; i++) {
1182         if (*v_off == 0) {
1183             int saved_samples = (1280 - 128) >> div;
1184             memcpy(&v0[SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - saved_samples], v0, saved_samples * sizeof(float));
1185             *v_off = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - saved_samples - (128 >> div);
1186         } else {
1187             *v_off -= 128 >> div;
1188         }
1189         v = v0 + *v_off;
1190         if (div) {
1191             for (n = 0; n < 32; n++) {
1192                 X[0][i][   n] = -X[0][i][n];
1193                 X[0][i][32+n] =  X[1][i][31-n];
1194             }
1195             mdct->imdct_half(mdct, mdct_buf[0], X[0][i]);
1196             for (n = 0; n < 32; n++) {
1197                 v[     n] =  mdct_buf[0][63 - 2*n];
1198                 v[63 - n] = -mdct_buf[0][62 - 2*n];
1199             }
1200         } else {
1201             for (n = 1; n < 64; n+=2) {
1202                 X[1][i][n] = -X[1][i][n];
1203             }
1204             mdct->imdct_half(mdct, mdct_buf[0], X[0][i]);
1205             mdct->imdct_half(mdct, mdct_buf[1], X[1][i]);
1206             for (n = 0; n < 64; n++) {
1207                 v[      n] = -mdct_buf[0][63 -   n] + mdct_buf[1][  n    ];
1208                 v[127 - n] =  mdct_buf[0][63 -   n] + mdct_buf[1][  n    ];
1209             }
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 static void autocorrelate(const float x[40][2], float phi[3][2][2], int lag)
1226 {
1227     int i;
1228     float real_sum = 0.0f;
1229     float imag_sum = 0.0f;
1230     if (lag) {
1231         for (i = 1; i < 38; i++) {
1232             real_sum += x[i][0] * x[i+lag][0] + x[i][1] * x[i+lag][1];
1233             imag_sum += x[i][0] * x[i+lag][1] - x[i][1] * x[i+lag][0];
1234         }
1235         phi[2-lag][1][0] = real_sum + x[ 0][0] * x[lag][0] + x[ 0][1] * x[lag][1];
1236         phi[2-lag][1][1] = imag_sum + x[ 0][0] * x[lag][1] - x[ 0][1] * x[lag][0];
1237         if (lag == 1) {
1238             phi[0][0][0] = real_sum + x[38][0] * x[39][0] + x[38][1] * x[39][1];
1239             phi[0][0][1] = imag_sum + x[38][0] * x[39][1] - x[38][1] * x[39][0];
1240         }
1241     } else {
1242         for (i = 1; i < 38; i++) {
1243             real_sum += x[i][0] * x[i][0] + x[i][1] * x[i][1];
1244         }
1245         phi[2][1][0] = real_sum + x[ 0][0] * x[ 0][0] + x[ 0][1] * x[ 0][1];
1246         phi[1][0][0] = real_sum + x[38][0] * x[38][0] + x[38][1] * x[38][1];
1247     }
1248 }
1249
1250 /** High Frequency Generation (14496-3 sp04 p214+) and Inverse Filtering
1251  * (14496-3 sp04 p214)
1252  * Warning: This routine does not seem numerically stable.
1253  */
1254 static void sbr_hf_inverse_filter(float (*alpha0)[2], float (*alpha1)[2],
1255                                   const float X_low[32][40][2], int k0)
1256 {
1257     int k;
1258     for (k = 0; k < k0; k++) {
1259         float phi[3][2][2], dk;
1260
1261         autocorrelate(X_low[k], phi, 0);
1262         autocorrelate(X_low[k], phi, 1);
1263         autocorrelate(X_low[k], phi, 2);
1264
1265         dk =  phi[2][1][0] * phi[1][0][0] -
1266              (phi[1][1][0] * phi[1][1][0] + phi[1][1][1] * phi[1][1][1]) / 1.000001f;
1267
1268         if (!dk) {
1269             alpha1[k][0] = 0;
1270             alpha1[k][1] = 0;
1271         } else {
1272             float temp_real, temp_im;
1273             temp_real = phi[0][0][0] * phi[1][1][0] -
1274                         phi[0][0][1] * phi[1][1][1] -
1275                         phi[0][1][0] * phi[1][0][0];
1276             temp_im   = phi[0][0][0] * phi[1][1][1] +
1277                         phi[0][0][1] * phi[1][1][0] -
1278                         phi[0][1][1] * phi[1][0][0];
1279
1280             alpha1[k][0] = temp_real / dk;
1281             alpha1[k][1] = temp_im   / dk;
1282         }
1283
1284         if (!phi[1][0][0]) {
1285             alpha0[k][0] = 0;
1286             alpha0[k][1] = 0;
1287         } else {
1288             float temp_real, temp_im;
1289             temp_real = phi[0][0][0] + alpha1[k][0] * phi[1][1][0] +
1290                                        alpha1[k][1] * phi[1][1][1];
1291             temp_im   = phi[0][0][1] + alpha1[k][1] * phi[1][1][0] -
1292                                        alpha1[k][0] * phi[1][1][1];
1293
1294             alpha0[k][0] = -temp_real / phi[1][0][0];
1295             alpha0[k][1] = -temp_im   / phi[1][0][0];
1296         }
1297
1298         if (alpha1[k][0] * alpha1[k][0] + alpha1[k][1] * alpha1[k][1] >= 16.0f ||
1299            alpha0[k][0] * alpha0[k][0] + alpha0[k][1] * alpha0[k][1] >= 16.0f) {
1300             alpha1[k][0] = 0;
1301             alpha1[k][1] = 0;
1302             alpha0[k][0] = 0;
1303             alpha0[k][1] = 0;
1304         }
1305     }
1306 }
1307
1308 /// Chirp Factors (14496-3 sp04 p214)
1309 static void sbr_chirp(SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data)
1310 {
1311     int i;
1312     float new_bw;
1313     static const float bw_tab[] = { 0.0f, 0.75f, 0.9f, 0.98f };
1314
1315     for (i = 0; i < sbr->n_q; i++) {
1316         if (ch_data->bs_invf_mode[0][i] + ch_data->bs_invf_mode[1][i] == 1) {
1317             new_bw = 0.6f;
1318         } else
1319             new_bw = bw_tab[ch_data->bs_invf_mode[0][i]];
1320
1321         if (new_bw < ch_data->bw_array[i]) {
1322             new_bw = 0.75f    * new_bw + 0.25f    * ch_data->bw_array[i];
1323         } else
1324             new_bw = 0.90625f * new_bw + 0.09375f * ch_data->bw_array[i];
1325         ch_data->bw_array[i] = new_bw < 0.015625f ? 0.0f : new_bw;
1326     }
1327 }
1328
1329 /// Generate the subband filtered lowband
1330 static int sbr_lf_gen(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1331                       float X_low[32][40][2], const float W[2][32][32][2])
1332 {
1333     int i, k;
1334     const int t_HFGen = 8;
1335     const int i_f = 32;
1336     memset(X_low, 0, 32*sizeof(*X_low));
1337     for (k = 0; k < sbr->kx[1]; k++) {
1338         for (i = t_HFGen; i < i_f + t_HFGen; i++) {
1339             X_low[k][i][0] = W[1][i - t_HFGen][k][0];
1340             X_low[k][i][1] = W[1][i - t_HFGen][k][1];
1341         }
1342     }
1343     for (k = 0; k < sbr->kx[0]; k++) {
1344         for (i = 0; i < t_HFGen; i++) {
1345             X_low[k][i][0] = W[0][i + i_f - t_HFGen][k][0];
1346             X_low[k][i][1] = W[0][i + i_f - t_HFGen][k][1];
1347         }
1348     }
1349     return 0;
1350 }
1351
1352 /// High Frequency Generator (14496-3 sp04 p215)
1353 static int sbr_hf_gen(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1354                       float X_high[64][40][2], const float X_low[32][40][2],
1355                       const float (*alpha0)[2], const float (*alpha1)[2],
1356                       const float bw_array[5], const uint8_t *t_env,
1357                       int bs_num_env)
1358 {
1359     int i, j, x;
1360     int g = 0;
1361     int k = sbr->kx[1];
1362     for (j = 0; j < sbr->num_patches; j++) {
1363         for (x = 0; x < sbr->patch_num_subbands[j]; x++, k++) {
1364             float alpha[4];
1365             const int p = sbr->patch_start_subband[j] + x;
1366             while (g <= sbr->n_q && k >= sbr->f_tablenoise[g])
1367                 g++;
1368             g--;
1369
1370             if (g < 0) {
1371                 av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1372                        "ERROR : no subband found for frequency %d\n", k);
1373                 return -1;
1374             }
1375
1376             alpha[0] = alpha1[p][0] * bw_array[g] * bw_array[g];
1377             alpha[1] = alpha1[p][1] * bw_array[g] * bw_array[g];
1378             alpha[2] = alpha0[p][0] * bw_array[g];
1379             alpha[3] = alpha0[p][1] * bw_array[g];
1380
1381             for (i = 2 * t_env[0]; i < 2 * t_env[bs_num_env]; i++) {
1382                 const int idx = i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1383                 X_high[k][idx][0] =
1384                     X_low[p][idx - 2][0] * alpha[0] -
1385                     X_low[p][idx - 2][1] * alpha[1] +
1386                     X_low[p][idx - 1][0] * alpha[2] -
1387                     X_low[p][idx - 1][1] * alpha[3] +
1388                     X_low[p][idx][0];
1389                 X_high[k][idx][1] =
1390                     X_low[p][idx - 2][1] * alpha[0] +
1391                     X_low[p][idx - 2][0] * alpha[1] +
1392                     X_low[p][idx - 1][1] * alpha[2] +
1393                     X_low[p][idx - 1][0] * alpha[3] +
1394                     X_low[p][idx][1];
1395             }
1396         }
1397     }
1398     if (k < sbr->m[1] + sbr->kx[1])
1399         memset(X_high + k, 0, (sbr->m[1] + sbr->kx[1] - k) * sizeof(*X_high));
1400
1401     return 0;
1402 }
1403
1404 /// Generate the subband filtered lowband
1405 static int sbr_x_gen(SpectralBandReplication *sbr, float X[2][38][64],
1406                      const float X_low[32][40][2], const float Y[2][38][64][2],
1407                      int ch)
1408 {
1409     int k, i;
1410     const int i_f = 32;
1411     const int i_Temp = FFMAX(2*sbr->data[ch].t_env_num_env_old - i_f, 0);
1412     memset(X, 0, 2*sizeof(*X));
1413     for (k = 0; k < sbr->kx[0]; k++) {
1414         for (i = 0; i < i_Temp; i++) {
1415             X[0][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][0];
1416             X[1][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][1];
1417         }
1418     }
1419     for (; k < sbr->kx[0] + sbr->m[0]; k++) {
1420         for (i = 0; i < i_Temp; i++) {
1421             X[0][i][k] = Y[0][i + i_f][k][0];
1422             X[1][i][k] = Y[0][i + i_f][k][1];
1423         }
1424     }
1425
1426     for (k = 0; k < sbr->kx[1]; k++) {
1427         for (i = i_Temp; i < 38; i++) {
1428             X[0][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][0];
1429             X[1][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][1];
1430         }
1431     }
1432     for (; k < sbr->kx[1] + sbr->m[1]; k++) {
1433         for (i = i_Temp; i < i_f; i++) {
1434             X[0][i][k] = Y[1][i][k][0];
1435             X[1][i][k] = Y[1][i][k][1];
1436         }
1437     }
1438     return 0;
1439 }
1440
1441 /** High Frequency Adjustment (14496-3 sp04 p217) and Mapping
1442  * (14496-3 sp04 p217)
1443  */
1444 static void sbr_mapping(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1445                         SBRData *ch_data, int e_a[2])
1446 {
1447     int e, i, m;
1448
1449     memset(ch_data->s_indexmapped[1], 0, 7*sizeof(ch_data->s_indexmapped[1]));
1450     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1451         const unsigned int ilim = sbr->n[ch_data->bs_freq_res[e + 1]];
1452         uint16_t *table = ch_data->bs_freq_res[e + 1] ? sbr->f_tablehigh : sbr->f_tablelow;
1453         int k;
1454
1455         for (i = 0; i < ilim; i++)
1456             for (m = table[i]; m < table[i + 1]; m++)
1457                 sbr->e_origmapped[e][m - sbr->kx[1]] = ch_data->env_facs[e+1][i];
1458
1459         // ch_data->bs_num_noise > 1 => 2 noise floors
1460         k = (ch_data->bs_num_noise > 1) && (ch_data->t_env[e] >= ch_data->t_q[1]);
1461         for (i = 0; i < sbr->n_q; i++)
1462             for (m = sbr->f_tablenoise[i]; m < sbr->f_tablenoise[i + 1]; m++)
1463                 sbr->q_mapped[e][m - sbr->kx[1]] = ch_data->noise_facs[k+1][i];
1464
1465         for (i = 0; i < sbr->n[1]; i++) {
1466             if (ch_data->bs_add_harmonic_flag) {
1467                 const unsigned int m_midpoint =
1468                     (sbr->f_tablehigh[i] + sbr->f_tablehigh[i + 1]) >> 1;
1469
1470                 ch_data->s_indexmapped[e + 1][m_midpoint - sbr->kx[1]] = ch_data->bs_add_harmonic[i] *
1471                     (e >= e_a[1] || (ch_data->s_indexmapped[0][m_midpoint - sbr->kx[1]] == 1));
1472             }
1473         }
1474
1475         for (i = 0; i < ilim; i++) {
1476             int additional_sinusoid_present = 0;
1477             for (m = table[i]; m < table[i + 1]; m++) {
1478                 if (ch_data->s_indexmapped[e + 1][m - sbr->kx[1]]) {
1479                     additional_sinusoid_present = 1;
1480                     break;
1481                 }
1482             }
1483             memset(&sbr->s_mapped[e][table[i] - sbr->kx[1]], additional_sinusoid_present,
1484                    (table[i + 1] - table[i]) * sizeof(sbr->s_mapped[e][0]));
1485         }
1486     }
1487
1488     memcpy(ch_data->s_indexmapped[0], ch_data->s_indexmapped[ch_data->bs_num_env], sizeof(ch_data->s_indexmapped[0]));
1489 }
1490
1491 /// Estimation of current envelope (14496-3 sp04 p218)
1492 static void sbr_env_estimate(float (*e_curr)[48], float X_high[64][40][2],
1493                              SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data)
1494 {
1495     int e, i, m;
1496
1497     if (sbr->bs_interpol_freq) {
1498         for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1499             const float recip_env_size = 0.5f / (ch_data->t_env[e + 1] - ch_data->t_env[e]);
1500             int ilb = ch_data->t_env[e]     * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1501             int iub = ch_data->t_env[e + 1] * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1502
1503             for (m = 0; m < sbr->m[1]; m++) {
1504                 float sum = 0.0f;
1505
1506                 for (i = ilb; i < iub; i++) {
1507                     sum += X_high[m + sbr->kx[1]][i][0] * X_high[m + sbr->kx[1]][i][0] +
1508                            X_high[m + sbr->kx[1]][i][1] * X_high[m + sbr->kx[1]][i][1];
1509                 }
1510                 e_curr[e][m] = sum * recip_env_size;
1511             }
1512         }
1513     } else {
1514         int k, p;
1515
1516         for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1517             const int env_size = 2 * (ch_data->t_env[e + 1] - ch_data->t_env[e]);
1518             int ilb = ch_data->t_env[e]     * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1519             int iub = ch_data->t_env[e + 1] * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1520             const uint16_t *table = ch_data->bs_freq_res[e + 1] ? sbr->f_tablehigh : sbr->f_tablelow;
1521
1522             for (p = 0; p < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[e + 1]]; p++) {
1523                 float sum = 0.0f;
1524                 const int den = env_size * (table[p + 1] - table[p]);
1525
1526                 for (k = table[p]; k < table[p + 1]; k++) {
1527                     for (i = ilb; i < iub; i++) {
1528                         sum += X_high[k][i][0] * X_high[k][i][0] +
1529                                X_high[k][i][1] * X_high[k][i][1];
1530                     }
1531                 }
1532                 sum /= den;
1533                 for (k = table[p]; k < table[p + 1]; k++) {
1534                     e_curr[e][k - sbr->kx[1]] = sum;
1535                 }
1536             }
1537         }
1538     }
1539 }
1540
1541 /**
1542  * Calculation of levels of additional HF signal components (14496-3 sp04 p219)
1543  * and Calculation of gain (14496-3 sp04 p219)
1544  */
1545 static void sbr_gain_calc(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1546                           SBRData *ch_data, const int e_a[2])
1547 {
1548     int e, k, m;
1549     // max gain limits : -3dB, 0dB, 3dB, inf dB (limiter off)
1550     static const float limgain[4] = { 0.70795, 1.0, 1.41254, 10000000000 };
1551
1552     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1553         int delta = !((e == e_a[1]) || (e == e_a[0]));
1554         for (k = 0; k < sbr->n_lim; k++) {
1555             float gain_boost, gain_max;
1556             float sum[2] = { 0.0f, 0.0f };
1557             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1558                 const float temp = sbr->e_origmapped[e][m] / (1.0f + sbr->q_mapped[e][m]);
1559                 sbr->q_m[e][m] = sqrtf(temp * sbr->q_mapped[e][m]);
1560                 sbr->s_m[e][m] = sqrtf(temp * ch_data->s_indexmapped[e + 1][m]);
1561                 if (!sbr->s_mapped[e][m]) {
1562                     sbr->gain[e][m] = sqrtf(sbr->e_origmapped[e][m] /
1563                                             ((1.0f + sbr->e_curr[e][m]) *
1564                                              (1.0f + sbr->q_mapped[e][m] * delta)));
1565                 } else {
1566                     sbr->gain[e][m] = sqrtf(sbr->e_origmapped[e][m] * sbr->q_mapped[e][m] /
1567                                             ((1.0f + sbr->e_curr[e][m]) *
1568                                              (1.0f + sbr->q_mapped[e][m])));
1569                 }
1570             }
1571             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1572                 sum[0] += sbr->e_origmapped[e][m];
1573                 sum[1] += sbr->e_curr[e][m];
1574             }
1575             gain_max = limgain[sbr->bs_limiter_gains] * sqrtf((FLT_EPSILON + sum[0]) / (FLT_EPSILON + sum[1]));
1576             gain_max = FFMIN(100000.f, gain_max);
1577             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1578                 float q_m_max   = sbr->q_m[e][m] * gain_max / sbr->gain[e][m];
1579                 sbr->q_m[e][m]  = FFMIN(sbr->q_m[e][m], q_m_max);
1580                 sbr->gain[e][m] = FFMIN(sbr->gain[e][m], gain_max);
1581             }
1582             sum[0] = sum[1] = 0.0f;
1583             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1584                 sum[0] += sbr->e_origmapped[e][m];
1585                 sum[1] += sbr->e_curr[e][m] * sbr->gain[e][m] * sbr->gain[e][m]
1586                           + sbr->s_m[e][m] * sbr->s_m[e][m]
1587                           + (delta && !sbr->s_m[e][m]) * sbr->q_m[e][m] * sbr->q_m[e][m];
1588             }
1589             gain_boost = sqrtf((FLT_EPSILON + sum[0]) / (FLT_EPSILON + sum[1]));
1590             gain_boost = FFMIN(1.584893192f, gain_boost);
1591             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1592                 sbr->gain[e][m] *= gain_boost;
1593                 sbr->q_m[e][m]  *= gain_boost;
1594                 sbr->s_m[e][m]  *= gain_boost;
1595             }
1596         }
1597     }
1598 }
1599
1600 /// Assembling HF Signals (14496-3 sp04 p220)
1601 static void sbr_hf_assemble(float Y[2][38][64][2], const float X_high[64][40][2],
1602                             SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data,
1603                             const int e_a[2])
1604 {
1605     int e, i, j, m;
1606     const int h_SL = 4 * !sbr->bs_smoothing_mode;
1607     const int kx = sbr->kx[1];
1608     const int m_max = sbr->m[1];
1609     static const float h_smooth[5] = {
1610         0.33333333333333,
1611         0.30150283239582,
1612         0.21816949906249,
1613         0.11516383427084,
1614         0.03183050093751,
1615     };
1616     static const int8_t phi[2][4] = {
1617         {  1,  0, -1,  0}, // real
1618         {  0,  1,  0, -1}, // imaginary
1619     };
1620     float (*g_temp)[48] = ch_data->g_temp, (*q_temp)[48] = ch_data->q_temp;
1621     int indexnoise = ch_data->f_indexnoise;
1622     int indexsine  = ch_data->f_indexsine;
1623     memcpy(Y[0], Y[1], sizeof(Y[0]));
1624
1625     if (sbr->reset) {
1626         for (i = 0; i < h_SL; i++) {
1627             memcpy(g_temp[i + 2*ch_data->t_env[0]], sbr->gain[0], m_max * sizeof(sbr->gain[0][0]));
1628             memcpy(q_temp[i + 2*ch_data->t_env[0]], sbr->q_m[0],  m_max * sizeof(sbr->q_m[0][0]));
1629         }
1630     } else if (h_SL) {
1631         memcpy(g_temp[2*ch_data->t_env[0]], g_temp[2*ch_data->t_env_num_env_old], 4*sizeof(g_temp[0]));
1632         memcpy(q_temp[2*ch_data->t_env[0]], q_temp[2*ch_data->t_env_num_env_old], 4*sizeof(q_temp[0]));
1633     }
1634
1635     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1636         for (i = 2 * ch_data->t_env[e]; i < 2 * ch_data->t_env[e + 1]; i++) {
1637             memcpy(g_temp[h_SL + i], sbr->gain[e], m_max * sizeof(sbr->gain[0][0]));
1638             memcpy(q_temp[h_SL + i], sbr->q_m[e],  m_max * sizeof(sbr->q_m[0][0]));
1639         }
1640     }
1641
1642     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1643         for (i = 2 * ch_data->t_env[e]; i < 2 * ch_data->t_env[e + 1]; i++) {
1644             int phi_sign = (1 - 2*(kx & 1));
1645
1646             if (h_SL && e != e_a[0] && e != e_a[1]) {
1647                 for (m = 0; m < m_max; m++) {
1648                     const int idx1 = i + h_SL;
1649                     float g_filt = 0.0f;
1650                     for (j = 0; j <= h_SL; j++)
1651                         g_filt += g_temp[idx1 - j][m] * h_smooth[j];
1652                     Y[1][i][m + kx][0] =
1653                         X_high[m + kx][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][0] * g_filt;
1654                     Y[1][i][m + kx][1] =
1655                         X_high[m + kx][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][1] * g_filt;
1656                 }
1657             } else {
1658                 for (m = 0; m < m_max; m++) {
1659                     const float g_filt = g_temp[i + h_SL][m];
1660                     Y[1][i][m + kx][0] =
1661                         X_high[m + kx][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][0] * g_filt;
1662                     Y[1][i][m + kx][1] =
1663                         X_high[m + kx][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][1] * g_filt;
1664                 }
1665             }
1666
1667             if (e != e_a[0] && e != e_a[1]) {
1668                 for (m = 0; m < m_max; m++) {
1669                     indexnoise = (indexnoise + 1) & 0x1ff;
1670                     if (sbr->s_m[e][m]) {
1671                         Y[1][i][m + kx][0] +=
1672                             sbr->s_m[e][m] * phi[0][indexsine];
1673                         Y[1][i][m + kx][1] +=
1674                             sbr->s_m[e][m] * (phi[1][indexsine] * phi_sign);
1675                     } else {
1676                         float q_filt;
1677                         if (h_SL) {
1678                             const int idx1 = i + h_SL;
1679                             q_filt = 0.0f;
1680                             for (j = 0; j <= h_SL; j++)
1681                                 q_filt += q_temp[idx1 - j][m] * h_smooth[j];
1682                         } else {
1683                             q_filt = q_temp[i][m];
1684                         }
1685                         Y[1][i][m + kx][0] +=
1686                             q_filt * sbr_noise_table[indexnoise][0];
1687                         Y[1][i][m + kx][1] +=
1688                             q_filt * sbr_noise_table[indexnoise][1];
1689                     }
1690                     phi_sign = -phi_sign;
1691                 }
1692             } else {
1693                 indexnoise = (indexnoise + m_max) & 0x1ff;
1694                 for (m = 0; m < m_max; m++) {
1695                     Y[1][i][m + kx][0] +=
1696                         sbr->s_m[e][m] * phi[0][indexsine];
1697                     Y[1][i][m + kx][1] +=
1698                         sbr->s_m[e][m] * (phi[1][indexsine] * phi_sign);
1699                     phi_sign = -phi_sign;
1700                 }
1701             }
1702             indexsine = (indexsine + 1) & 3;
1703         }
1704     }
1705     ch_data->f_indexnoise = indexnoise;
1706     ch_data->f_indexsine  = indexsine;
1707 }
1708
1709 void ff_sbr_apply(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr, int id_aac,
1710                   float* L, float* R)
1711 {
1712     int downsampled = ac->m4ac.ext_sample_rate < sbr->sample_rate;
1713     int ch;
1714     int nch = (id_aac == TYPE_CPE) ? 2 : 1;
1715
1716     if (sbr->start) {
1717         sbr_dequant(sbr, id_aac);
1718     }
1719     for (ch = 0; ch < nch; ch++) {
1720         /* decode channel */
1721         sbr_qmf_analysis(&ac->dsp, &sbr->mdct_ana, ch ? R : L, sbr->data[ch].analysis_filterbank_samples,
1722                          (float*)sbr->qmf_filter_scratch,
1723                          sbr->data[ch].W);
1724         sbr_lf_gen(ac, sbr, sbr->X_low, sbr->data[ch].W);
1725         if (sbr->start) {
1726             sbr_hf_inverse_filter(sbr->alpha0, sbr->alpha1, sbr->X_low, sbr->k[0]);
1727             sbr_chirp(sbr, &sbr->data[ch]);
1728             sbr_hf_gen(ac, sbr, sbr->X_high, sbr->X_low, sbr->alpha0, sbr->alpha1,
1729                        sbr->data[ch].bw_array, sbr->data[ch].t_env,
1730                        sbr->data[ch].bs_num_env);
1731
1732             // hf_adj
1733             sbr_mapping(ac, sbr, &sbr->data[ch], sbr->data[ch].e_a);
1734             sbr_env_estimate(sbr->e_curr, sbr->X_high, sbr, &sbr->data[ch]);
1735             sbr_gain_calc(ac, sbr, &sbr->data[ch], sbr->data[ch].e_a);
1736             sbr_hf_assemble(sbr->data[ch].Y, sbr->X_high, sbr, &sbr->data[ch],
1737                             sbr->data[ch].e_a);
1738         }
1739
1740         /* synthesis */
1741         sbr_x_gen(sbr, sbr->X[ch], sbr->X_low, sbr->data[ch].Y, ch);
1742     }
1743
1744     if (ac->m4ac.ps == 1) {
1745         if (sbr->ps.start) {
1746             ff_ps_apply(ac->avctx, &sbr->ps, sbr->X[0], sbr->X[1], sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
1747         } else {
1748             memcpy(sbr->X[1], sbr->X[0], sizeof(sbr->X[0]));
1749         }
1750         nch = 2;
1751     }
1752
1753     sbr_qmf_synthesis(&ac->dsp, &sbr->mdct, L, sbr->X[0], sbr->qmf_filter_scratch,
1754                       sbr->data[0].synthesis_filterbank_samples,
1755                       &sbr->data[0].synthesis_filterbank_samples_offset,
1756                       downsampled);
1757     if (nch == 2)
1758         sbr_qmf_synthesis(&ac->dsp, &sbr->mdct, R, sbr->X[1], sbr->qmf_filter_scratch,
1759                           sbr->data[1].synthesis_filterbank_samples,
1760                           &sbr->data[1].synthesis_filterbank_samples_offset,
1761                           downsampled);
1762 }