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

   1 /*
   2  * AAC Spectral Band Replication decoding functions
   3  * Copyright (c) 2008-2009 Robert Swain ( rob opendot cl )
   4  * Copyright (c) 2009-2010 Alex Converse <alex.converse@gmail.com>
   5  *
   6  * This file is part of FFmpeg.
   7  *
   8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 /**
  24  * @file
  25  * AAC Spectral Band Replication decoding functions
  26  * @author Robert Swain ( rob opendot cl )
  27  */
  28
  29 #include "aac.h"
  30 #include "sbr.h"
  31 #include "aacsbr.h"
  32 #include "aacsbrdata.h"
  33 #include "fft.h"
  34 #include "aacps.h"
  35 #include "sbrdsp.h"
  36 #include "libavutil/libm.h"
  37 #include "libavutil/avassert.h"
  38
  39 #include <stdint.h>
  40 #include <float.h>
  41 #include <math.h>
  42
  43 #define ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET 2
  44 #define NOISE_FLOOR_OFFSET 6.0f
  45
  46 /**
  47  * SBR VLC tables
  48  */
  49 enum {
  50     T_HUFFMAN_ENV_1_5DB,
  51     F_HUFFMAN_ENV_1_5DB,
  52     T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB,
  53     F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB,
  54     T_HUFFMAN_ENV_3_0DB,
  55     F_HUFFMAN_ENV_3_0DB,
  56     T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB,
  57     F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB,
  58     T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB,
  59     T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB,
  60 };
  61
  62 /**
  63  * bs_frame_class - frame class of current SBR frame (14496-3 sp04 p98)
  64  */
  65 enum {
  66     FIXFIX,
  67     FIXVAR,
  68     VARFIX,
  69     VARVAR,
  70 };
  71
  72 enum {
  73     EXTENSION_ID_PS = 2,
  74 };
  75
  76 static VLC vlc_sbr[10];
  77 static const int8_t vlc_sbr_lav[10] =
  78     { 60, 60, 24, 24, 31, 31, 12, 12, 31, 12 };
  79 static const DECLARE_ALIGNED(16, float, zero64)[64];
  80
  81 #define SBR_INIT_VLC_STATIC(num, size) \
  82     INIT_VLC_STATIC(&vlc_sbr[num], 9, sbr_tmp[num].table_size / sbr_tmp[num].elem_size,     \
  83                     sbr_tmp[num].sbr_bits ,                      1,                      1, \
  84                     sbr_tmp[num].sbr_codes, sbr_tmp[num].elem_size, sbr_tmp[num].elem_size, \
  85                     size)
  86
  87 #define SBR_VLC_ROW(name) \
  88     { name ## _codes, name ## _bits, sizeof(name ## _codes), sizeof(name ## _codes[0]) }
  89
  90 av_cold void ff_aac_sbr_init(void)
  91 {
  92     int n;
  93     static const struct {
  94         const void *sbr_codes, *sbr_bits;
  95         const unsigned int table_size, elem_size;
  96     } sbr_tmp[] = {
  97         SBR_VLC_ROW(t_huffman_env_1_5dB),
  98         SBR_VLC_ROW(f_huffman_env_1_5dB),
  99         SBR_VLC_ROW(t_huffman_env_bal_1_5dB),
 100         SBR_VLC_ROW(f_huffman_env_bal_1_5dB),
 101         SBR_VLC_ROW(t_huffman_env_3_0dB),
 102         SBR_VLC_ROW(f_huffman_env_3_0dB),
 103         SBR_VLC_ROW(t_huffman_env_bal_3_0dB),
 104         SBR_VLC_ROW(f_huffman_env_bal_3_0dB),
 105         SBR_VLC_ROW(t_huffman_noise_3_0dB),
 106         SBR_VLC_ROW(t_huffman_noise_bal_3_0dB),
 107     };
 108
 109     // SBR VLC table initialization
 110     SBR_INIT_VLC_STATIC(0, 1098);
 111     SBR_INIT_VLC_STATIC(1, 1092);
 112     SBR_INIT_VLC_STATIC(2, 768);
 113     SBR_INIT_VLC_STATIC(3, 1026);
 114     SBR_INIT_VLC_STATIC(4, 1058);
 115     SBR_INIT_VLC_STATIC(5, 1052);
 116     SBR_INIT_VLC_STATIC(6, 544);
 117     SBR_INIT_VLC_STATIC(7, 544);
 118     SBR_INIT_VLC_STATIC(8, 592);
 119     SBR_INIT_VLC_STATIC(9, 512);
 120
 121     for (n = 1; n < 320; n++)
 122         sbr_qmf_window_us[320 + n] = sbr_qmf_window_us[320 - n];
 123     sbr_qmf_window_us[384] = -sbr_qmf_window_us[384];
 124     sbr_qmf_window_us[512] = -sbr_qmf_window_us[512];
 125
 126     for (n = 0; n < 320; n++)
 127         sbr_qmf_window_ds[n] = sbr_qmf_window_us[2*n];
 128
 129     ff_ps_init();
 130 }
 131
 132 /** Places SBR in pure upsampling mode. */
 133 static void sbr_turnoff(SpectralBandReplication *sbr) {
 134     sbr->start = 0;
 135     // Init defults used in pure upsampling mode
 136     sbr->kx[1] = 32; //Typo in spec, kx' inits to 32
 137     sbr->m[1] = 0;
 138     // Reset values for first SBR header
 139     sbr->data[0].e_a[1] = sbr->data[1].e_a[1] = -1;
 140     memset(&sbr->spectrum_params, -1, sizeof(SpectrumParameters));
 141 }
 142
 143 av_cold void ff_aac_sbr_ctx_init(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
 144 {
 145     float mdct_scale;
 146     if(sbr->mdct.mdct_bits)
 147         return;
 148     sbr->kx[0] = sbr->kx[1];
 149     sbr_turnoff(sbr);
 150     sbr->data[0].synthesis_filterbank_samples_offset = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - (1280 - 128);
 151     sbr->data[1].synthesis_filterbank_samples_offset = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - (1280 - 128);
 152     /* SBR requires samples to be scaled to +/-32768.0 to work correctly.
 153      * mdct scale factors are adjusted to scale up from +/-1.0 at analysis
 154      * and scale back down at synthesis. */
 155     mdct_scale = ac->avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_FLT ? 32768.0f : 1.0f;
 156     ff_mdct_init(&sbr->mdct,     7, 1, 1.0 / (64 * mdct_scale));
 157     ff_mdct_init(&sbr->mdct_ana, 7, 1, -2.0 * mdct_scale);
 158     ff_ps_ctx_init(&sbr->ps);
 159     ff_sbrdsp_init(&sbr->dsp);
 160 }
 161
 162 av_cold void ff_aac_sbr_ctx_close(SpectralBandReplication *sbr)
 163 {
 164     ff_mdct_end(&sbr->mdct);
 165     ff_mdct_end(&sbr->mdct_ana);
 166 }
 167
 168 static int qsort_comparison_function_int16(const void *a, const void *b)
 169 {
 170     return *(const int16_t *)a - *(const int16_t *)b;
 171 }
 172
 173 static inline int in_table_int16(const int16_t *table, int last_el, int16_t needle)
 174 {
 175     int i;
 176     for (i = 0; i <= last_el; i++)
 177         if (table[i] == needle)
 178             return 1;
 179     return 0;
 180 }
 181
 182 /// Limiter Frequency Band Table (14496-3 sp04 p198)
 183 static void sbr_make_f_tablelim(SpectralBandReplication *sbr)
 184 {
 185     int k;
 186     if (sbr->bs_limiter_bands > 0) {
 187         static const float bands_warped[3] = { 1.32715174233856803909f,   //2^(0.49/1.2)
 188                                                1.18509277094158210129f,   //2^(0.49/2)
 189                                                1.11987160404675912501f }; //2^(0.49/3)
 190         const float lim_bands_per_octave_warped = bands_warped[sbr->bs_limiter_bands - 1];
 191         int16_t patch_borders[7];
 192         uint16_t *in = sbr->f_tablelim + 1, *out = sbr->f_tablelim;
 193
 194         patch_borders[0] = sbr->kx[1];
 195         for (k = 1; k <= sbr->num_patches; k++)
 196             patch_borders[k] = patch_borders[k-1] + sbr->patch_num_subbands[k-1];
 197
 198         memcpy(sbr->f_tablelim, sbr->f_tablelow,
 199                (sbr->n[0] + 1) * sizeof(sbr->f_tablelow[0]));
 200         if (sbr->num_patches > 1)
 201             memcpy(sbr->f_tablelim + sbr->n[0] + 1, patch_borders + 1,
 202                    (sbr->num_patches - 1) * sizeof(patch_borders[0]));
 203
 204         qsort(sbr->f_tablelim, sbr->num_patches + sbr->n[0],
 205               sizeof(sbr->f_tablelim[0]),
 206               qsort_comparison_function_int16);
 207
 208         sbr->n_lim = sbr->n[0] + sbr->num_patches - 1;
 209         while (out < sbr->f_tablelim + sbr->n_lim) {
 210             if (*in >= *out * lim_bands_per_octave_warped) {
 211                 *++out = *in++;
 212             } else if (*in == *out ||
 213                 !in_table_int16(patch_borders, sbr->num_patches, *in)) {
 214                 in++;
 215                 sbr->n_lim--;
 216             } else if (!in_table_int16(patch_borders, sbr->num_patches, *out)) {
 217                 *out = *in++;
 218                 sbr->n_lim--;
 219             } else {
 220                 *++out = *in++;
 221             }
 222         }
 223     } else {
 224         sbr->f_tablelim[0] = sbr->f_tablelow[0];
 225         sbr->f_tablelim[1] = sbr->f_tablelow[sbr->n[0]];
 226         sbr->n_lim = 1;
 227     }
 228 }
 229
 230 static unsigned int read_sbr_header(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb)
 231 {
 232     unsigned int cnt = get_bits_count(gb);
 233     uint8_t bs_header_extra_1;
 234     uint8_t bs_header_extra_2;
 235     int old_bs_limiter_bands = sbr->bs_limiter_bands;
 236     SpectrumParameters old_spectrum_params;
 237
 238     sbr->start = 1;
 239
 240     // Save last spectrum parameters variables to compare to new ones
 241     memcpy(&old_spectrum_params, &sbr->spectrum_params, sizeof(SpectrumParameters));
 242
 243     sbr->bs_amp_res_header              = get_bits1(gb);
 244     sbr->spectrum_params.bs_start_freq  = get_bits(gb, 4);
 245     sbr->spectrum_params.bs_stop_freq   = get_bits(gb, 4);
 246     sbr->spectrum_params.bs_xover_band  = get_bits(gb, 3);
 247                                           skip_bits(gb, 2); // bs_reserved
 248
 249     bs_header_extra_1 = get_bits1(gb);
 250     bs_header_extra_2 = get_bits1(gb);
 251
 252     if (bs_header_extra_1) {
 253         sbr->spectrum_params.bs_freq_scale  = get_bits(gb, 2);
 254         sbr->spectrum_params.bs_alter_scale = get_bits1(gb);
 255         sbr->spectrum_params.bs_noise_bands = get_bits(gb, 2);
 256     } else {
 257         sbr->spectrum_params.bs_freq_scale  = 2;
 258         sbr->spectrum_params.bs_alter_scale = 1;
 259         sbr->spectrum_params.bs_noise_bands = 2;
 260     }
 261
 262     // Check if spectrum parameters changed
 263     if (memcmp(&old_spectrum_params, &sbr->spectrum_params, sizeof(SpectrumParameters)))
 264         sbr->reset = 1;
 265
 266     if (bs_header_extra_2) {
 267         sbr->bs_limiter_bands  = get_bits(gb, 2);
 268         sbr->bs_limiter_gains  = get_bits(gb, 2);
 269         sbr->bs_interpol_freq  = get_bits1(gb);
 270         sbr->bs_smoothing_mode = get_bits1(gb);
 271     } else {
 272         sbr->bs_limiter_bands  = 2;
 273         sbr->bs_limiter_gains  = 2;
 274         sbr->bs_interpol_freq  = 1;
 275         sbr->bs_smoothing_mode = 1;
 276     }
 277
 278     if (sbr->bs_limiter_bands != old_bs_limiter_bands && !sbr->reset)
 279         sbr_make_f_tablelim(sbr);
 280
 281     return get_bits_count(gb) - cnt;
 282 }
 283
 284 static int array_min_int16(const int16_t *array, int nel)
 285 {
 286     int i, min = array[0];
 287     for (i = 1; i < nel; i++)
 288         min = FFMIN(array[i], min);
 289     return min;
 290 }
 291
 292 static void make_bands(int16_t* bands, int start, int stop, int num_bands)
 293 {
 294     int k, previous, present;
 295     float base, prod;
 296
 297     base = powf((float)stop / start, 1.0f / num_bands);
 298     prod = start;
 299     previous = start;
 300
 301     for (k = 0; k < num_bands-1; k++) {
 302         prod *= base;
 303         present  = lrintf(prod);
 304         bands[k] = present - previous;
 305         previous = present;
 306     }
 307     bands[num_bands-1] = stop - previous;
 308 }
 309
 310 static int check_n_master(AVCodecContext *avctx, int n_master, int bs_xover_band)
 311 {
 312     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 313     if (n_master <= 0) {
 314         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid n_master: %d\n", n_master);
 315         return -1;
 316     }
 317     if (bs_xover_band >= n_master) {
 318         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 319                "Invalid bitstream, crossover band index beyond array bounds: %d\n",
 320                bs_xover_band);
 321         return -1;
 322     }
 323     return 0;
 324 }
 325
 326 /// Master Frequency Band Table (14496-3 sp04 p194)
 327 static int sbr_make_f_master(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
 328                              SpectrumParameters *spectrum)
 329 {
 330     unsigned int temp, max_qmf_subbands;
 331     unsigned int start_min, stop_min;
 332     int k;
 333     const int8_t *sbr_offset_ptr;
 334     int16_t stop_dk[13];
 335
 336     if (sbr->sample_rate < 32000) {
 337         temp = 3000;
 338     } else if (sbr->sample_rate < 64000) {
 339         temp = 4000;
 340     } else
 341         temp = 5000;
 342
 343     start_min = ((temp << 7) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
 344     stop_min  = ((temp << 8) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
 345
 346     switch (sbr->sample_rate) {
 347     case 16000:
 348         sbr_offset_ptr = sbr_offset[0];
 349         break;
 350     case 22050:
 351         sbr_offset_ptr = sbr_offset[1];
 352         break;
 353     case 24000:
 354         sbr_offset_ptr = sbr_offset[2];
 355         break;
 356     case 32000:
 357         sbr_offset_ptr = sbr_offset[3];
 358         break;
 359     case 44100: case 48000: case 64000:
 360         sbr_offset_ptr = sbr_offset[4];
 361         break;
 362     case 88200: case 96000: case 128000: case 176400: case 192000:
 363         sbr_offset_ptr = sbr_offset[5];
 364         break;
 365     default:
 366         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 367                "Unsupported sample rate for SBR: %d\n", sbr->sample_rate);
 368         return -1;
 369     }
 370
 371     sbr->k[0] = start_min + sbr_offset_ptr[spectrum->bs_start_freq];
 372
 373     if (spectrum->bs_stop_freq < 14) {
 374         sbr->k[2] = stop_min;
 375         make_bands(stop_dk, stop_min, 64, 13);
 376         qsort(stop_dk, 13, sizeof(stop_dk[0]), qsort_comparison_function_int16);
 377         for (k = 0; k < spectrum->bs_stop_freq; k++)
 378             sbr->k[2] += stop_dk[k];
 379     } else if (spectrum->bs_stop_freq == 14) {
 380         sbr->k[2] = 2*sbr->k[0];
 381     } else if (spectrum->bs_stop_freq == 15) {
 382         sbr->k[2] = 3*sbr->k[0];
 383     } else {
 384         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 385                "Invalid bs_stop_freq: %d\n", spectrum->bs_stop_freq);
 386         return -1;
 387     }
 388     sbr->k[2] = FFMIN(64, sbr->k[2]);
 389
 390     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 391     if (sbr->sample_rate <= 32000) {
 392         max_qmf_subbands = 48;
 393     } else if (sbr->sample_rate == 44100) {
 394         max_qmf_subbands = 35;
 395     } else if (sbr->sample_rate >= 48000)
 396         max_qmf_subbands = 32;
 397
 398     if (sbr->k[2] - sbr->k[0] > max_qmf_subbands) {
 399         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 400                "Invalid bitstream, too many QMF subbands: %d\n", sbr->k[2] - sbr->k[0]);
 401         return -1;
 402     }
 403
 404     if (!spectrum->bs_freq_scale) {
 405         int dk, k2diff;
 406
 407         dk = spectrum->bs_alter_scale + 1;
 408         sbr->n_master = ((sbr->k[2] - sbr->k[0] + (dk&2)) >> dk) << 1;
 409         if (check_n_master(ac->avctx, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
 410             return -1;
 411
 412         for (k = 1; k <= sbr->n_master; k++)
 413             sbr->f_master[k] = dk;
 414
 415         k2diff = sbr->k[2] - sbr->k[0] - sbr->n_master * dk;
 416         if (k2diff < 0) {
 417             sbr->f_master[1]--;
 418             sbr->f_master[2]-= (k2diff < -1);
 419         } else if (k2diff) {
 420             sbr->f_master[sbr->n_master]++;
 421         }
 422
 423         sbr->f_master[0] = sbr->k[0];
 424         for (k = 1; k <= sbr->n_master; k++)
 425             sbr->f_master[k] += sbr->f_master[k - 1];
 426
 427     } else {
 428         int half_bands = 7 - spectrum->bs_freq_scale;      // bs_freq_scale  = {1,2,3}
 429         int two_regions, num_bands_0;
 430         int vdk0_max, vdk1_min;
 431         int16_t vk0[49];
 432
 433         if (49 * sbr->k[2] > 110 * sbr->k[0]) {
 434             two_regions = 1;
 435             sbr->k[1] = 2 * sbr->k[0];
 436         } else {
 437             two_regions = 0;
 438             sbr->k[1] = sbr->k[2];
 439         }
 440
 441         num_bands_0 = lrintf(half_bands * log2f(sbr->k[1] / (float)sbr->k[0])) * 2;
 442
 443         if (num_bands_0 <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 444             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid num_bands_0: %d\n", num_bands_0);
 445             return -1;
 446         }
 447
 448         vk0[0] = 0;
 449
 450         make_bands(vk0+1, sbr->k[0], sbr->k[1], num_bands_0);
 451
 452         qsort(vk0 + 1, num_bands_0, sizeof(vk0[1]), qsort_comparison_function_int16);
 453         vdk0_max = vk0[num_bands_0];
 454
 455         vk0[0] = sbr->k[0];
 456         for (k = 1; k <= num_bands_0; k++) {
 457             if (vk0[k] <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 458                 av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid vDk0[%d]: %d\n", k, vk0[k]);
 459                 return -1;
 460             }
 461             vk0[k] += vk0[k-1];
 462         }
 463
 464         if (two_regions) {
 465             int16_t vk1[49];
 466             float invwarp = spectrum->bs_alter_scale ? 0.76923076923076923077f
 467                                                      : 1.0f; // bs_alter_scale = {0,1}
 468             int num_bands_1 = lrintf(half_bands * invwarp *
 469                                      log2f(sbr->k[2] / (float)sbr->k[1])) * 2;
 470
 471             make_bands(vk1+1, sbr->k[1], sbr->k[2], num_bands_1);
 472
 473             vdk1_min = array_min_int16(vk1 + 1, num_bands_1);
 474
 475             if (vdk1_min < vdk0_max) {
 476                 int change;
 477                 qsort(vk1 + 1, num_bands_1, sizeof(vk1[1]), qsort_comparison_function_int16);
 478                 change = FFMIN(vdk0_max - vk1[1], (vk1[num_bands_1] - vk1[1]) >> 1);
 479                 vk1[1]           += change;
 480                 vk1[num_bands_1] -= change;
 481             }
 482
 483             qsort(vk1 + 1, num_bands_1, sizeof(vk1[1]), qsort_comparison_function_int16);
 484
 485             vk1[0] = sbr->k[1];
 486             for (k = 1; k <= num_bands_1; k++) {
 487                 if (vk1[k] <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 488                     av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid vDk1[%d]: %d\n", k, vk1[k]);
 489                     return -1;
 490                 }
 491                 vk1[k] += vk1[k-1];
 492             }
 493
 494             sbr->n_master = num_bands_0 + num_bands_1;
 495             if (check_n_master(ac->avctx, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
 496                 return -1;
 497             memcpy(&sbr->f_master[0],               vk0,
 498                    (num_bands_0 + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
 499             memcpy(&sbr->f_master[num_bands_0 + 1], vk1 + 1,
 500                     num_bands_1      * sizeof(sbr->f_master[0]));
 501
 502         } else {
 503             sbr->n_master = num_bands_0;
 504             if (check_n_master(ac->avctx, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
 505                 return -1;
 506             memcpy(sbr->f_master, vk0, (num_bands_0 + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
 507         }
 508     }
 509
 510     return 0;
 511 }
 512
 513 /// High Frequency Generation - Patch Construction (14496-3 sp04 p216 fig. 4.46)
 514 static int sbr_hf_calc_npatches(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
 515 {
 516     int i, k, sb = 0;
 517     int msb = sbr->k[0];
 518     int usb = sbr->kx[1];
 519     int goal_sb = ((1000 << 11) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
 520
 521     sbr->num_patches = 0;
 522
 523     if (goal_sb < sbr->kx[1] + sbr->m[1]) {
 524         for (k = 0; sbr->f_master[k] < goal_sb; k++) ;
 525     } else
 526         k = sbr->n_master;
 527
 528     do {
 529         int odd = 0;
 530         for (i = k; i == k || sb > (sbr->k[0] - 1 + msb - odd); i--) {
 531             sb = sbr->f_master[i];
 532             odd = (sb + sbr->k[0]) & 1;
 533         }
 534
 535         // Requirements (14496-3 sp04 p205) sets the maximum number of patches to 5.
 536         // After this check the final number of patches can still be six which is
 537         // illegal however the Coding Technologies decoder check stream has a final
 538         // count of 6 patches
 539         if (sbr->num_patches > 5) {
 540             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many patches: %d\n", sbr->num_patches);
 541             return -1;
 542         }
 543
 544         sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches]  = FFMAX(sb - usb, 0);
 545         sbr->patch_start_subband[sbr->num_patches] = sbr->k[0] - odd - sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches];
 546
 547         if (sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches] > 0) {
 548             usb = sb;
 549             msb = sb;
 550             sbr->num_patches++;
 551         } else
 552             msb = sbr->kx[1];
 553
 554         if (sbr->f_master[k] - sb < 3)
 555             k = sbr->n_master;
 556     } while (sb != sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
 557
 558     if (sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches-1] < 3 && sbr->num_patches > 1)
 559         sbr->num_patches--;
 560
 561     return 0;
 562 }
 563
 564 /// Derived Frequency Band Tables (14496-3 sp04 p197)
 565 static int sbr_make_f_derived(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
 566 {
 567     int k, temp;
 568
 569     sbr->n[1] = sbr->n_master - sbr->spectrum_params.bs_xover_band;
 570     sbr->n[0] = (sbr->n[1] + 1) >> 1;
 571
 572     memcpy(sbr->f_tablehigh, &sbr->f_master[sbr->spectrum_params.bs_xover_band],
 573            (sbr->n[1] + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
 574     sbr->m[1] = sbr->f_tablehigh[sbr->n[1]] - sbr->f_tablehigh[0];
 575     sbr->kx[1] = sbr->f_tablehigh[0];
 576
 577     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 578     if (sbr->kx[1] + sbr->m[1] > 64) {
 579         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 580                "Stop frequency border too high: %d\n", sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
 581         return -1;
 582     }
 583     if (sbr->kx[1] > 32) {
 584         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Start frequency border too high: %d\n", sbr->kx[1]);
 585         return -1;
 586     }
 587
 588     sbr->f_tablelow[0] = sbr->f_tablehigh[0];
 589     temp = sbr->n[1] & 1;
 590     for (k = 1; k <= sbr->n[0]; k++)
 591         sbr->f_tablelow[k] = sbr->f_tablehigh[2 * k - temp];
 592
 593     sbr->n_q = FFMAX(1, lrintf(sbr->spectrum_params.bs_noise_bands *
 594                                log2f(sbr->k[2] / (float)sbr->kx[1]))); // 0 <= bs_noise_bands <= 3
 595     if (sbr->n_q > 5) {
 596         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many noise floor scale factors: %d\n", sbr->n_q);
 597         return -1;
 598     }
 599
 600     sbr->f_tablenoise[0] = sbr->f_tablelow[0];
 601     temp = 0;
 602     for (k = 1; k <= sbr->n_q; k++) {
 603         temp += (sbr->n[0] - temp) / (sbr->n_q + 1 - k);
 604         sbr->f_tablenoise[k] = sbr->f_tablelow[temp];
 605     }
 606
 607     if (sbr_hf_calc_npatches(ac, sbr) < 0)
 608         return -1;
 609
 610     sbr_make_f_tablelim(sbr);
 611
 612     sbr->data[0].f_indexnoise = 0;
 613     sbr->data[1].f_indexnoise = 0;
 614
 615     return 0;
 616 }
 617
 618 static av_always_inline void get_bits1_vector(GetBitContext *gb, uint8_t *vec,
 619                                               int elements)
 620 {
 621     int i;
 622     for (i = 0; i < elements; i++) {
 623         vec[i] = get_bits1(gb);
 624     }
 625 }
 626
 627 /** ceil(log2(index+1)) */
 628 static const int8_t ceil_log2[] = {
 629     0, 1, 2, 2, 3, 3,
 630 };
 631
 632 static int read_sbr_grid(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
 633                          GetBitContext *gb, SBRData *ch_data)
 634 {
 635     int i;
 636     unsigned bs_pointer = 0;
 637     // frameLengthFlag ? 15 : 16; 960 sample length frames unsupported; this value is numTimeSlots
 638     int abs_bord_trail = 16;
 639     int num_rel_lead, num_rel_trail;
 640     unsigned bs_num_env_old = ch_data->bs_num_env;
 641
 642     ch_data->bs_freq_res[0] = ch_data->bs_freq_res[ch_data->bs_num_env];
 643     ch_data->bs_amp_res = sbr->bs_amp_res_header;
 644     ch_data->t_env_num_env_old = ch_data->t_env[bs_num_env_old];
 645
 646     switch (ch_data->bs_frame_class = get_bits(gb, 2)) {
 647     case FIXFIX:
 648         ch_data->bs_num_env                 = 1 << get_bits(gb, 2);
 649         num_rel_lead                        = ch_data->bs_num_env - 1;
 650         if (ch_data->bs_num_env == 1)
 651             ch_data->bs_amp_res = 0;
 652
 653         if (ch_data->bs_num_env > 4) {
 654             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 655                    "Invalid bitstream, too many SBR envelopes in FIXFIX type SBR frame: %d\n",
 656                    ch_data->bs_num_env);
 657             return -1;
 658         }
 659
 660         ch_data->t_env[0]                   = 0;
 661         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
 662
 663         abs_bord_trail = (abs_bord_trail + (ch_data->bs_num_env >> 1)) /
 664                    ch_data->bs_num_env;
 665         for (i = 0; i < num_rel_lead; i++)
 666             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + abs_bord_trail;
 667
 668         ch_data->bs_freq_res[1] = get_bits1(gb);
 669         for (i = 1; i < ch_data->bs_num_env; i++)
 670             ch_data->bs_freq_res[i + 1] = ch_data->bs_freq_res[1];
 671         break;
 672     case FIXVAR:
 673         abs_bord_trail                     += get_bits(gb, 2);
 674         num_rel_trail                       = get_bits(gb, 2);
 675         ch_data->bs_num_env                 = num_rel_trail + 1;
 676         ch_data->t_env[0]                   = 0;
 677         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
 678
 679         for (i = 0; i < num_rel_trail; i++)
 680             ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - 1 - i] =
 681                 ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - i] - 2 * get_bits(gb, 2) - 2;
 682
 683         bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env]);
 684
 685         for (i = 0; i < ch_data->bs_num_env; i++)
 686             ch_data->bs_freq_res[ch_data->bs_num_env - i] = get_bits1(gb);
 687         break;
 688     case VARFIX:
 689         ch_data->t_env[0]                   = get_bits(gb, 2);
 690         num_rel_lead                        = get_bits(gb, 2);
 691         ch_data->bs_num_env                 = num_rel_lead + 1;
 692         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
 693
 694         for (i = 0; i < num_rel_lead; i++)
 695             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + 2 * get_bits(gb, 2) + 2;
 696
 697         bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env]);
 698
 699         get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_freq_res + 1, ch_data->bs_num_env);
 700         break;
 701     case VARVAR:
 702         ch_data->t_env[0]                   = get_bits(gb, 2);
 703         abs_bord_trail                     += get_bits(gb, 2);
 704         num_rel_lead                        = get_bits(gb, 2);
 705         num_rel_trail                       = get_bits(gb, 2);
 706         ch_data->bs_num_env                 = num_rel_lead + num_rel_trail + 1;
 707
 708         if (ch_data->bs_num_env > 5) {
 709             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 710                    "Invalid bitstream, too many SBR envelopes in VARVAR type SBR frame: %d\n",
 711                    ch_data->bs_num_env);
 712             return -1;
 713         }
 714
 715         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
 716
 717         for (i = 0; i < num_rel_lead; i++)
 718             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + 2 * get_bits(gb, 2) + 2;
 719         for (i = 0; i < num_rel_trail; i++)
 720             ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - 1 - i] =
 721                 ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - i] - 2 * get_bits(gb, 2) - 2;
 722
 723         bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env]);
 724
 725         get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_freq_res + 1, ch_data->bs_num_env);
 726         break;
 727     }
 728
 729     if (bs_pointer > ch_data->bs_num_env + 1) {
 730         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 731                "Invalid bitstream, bs_pointer points to a middle noise border outside the time borders table: %d\n",
 732                bs_pointer);
 733         return -1;
 734     }
 735
 736     for (i = 1; i <= ch_data->bs_num_env; i++) {
 737         if (ch_data->t_env[i-1] > ch_data->t_env[i]) {
 738             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Non monotone time borders\n");
 739             return -1;
 740         }
 741     }
 742
 743     ch_data->bs_num_noise = (ch_data->bs_num_env > 1) + 1;
 744
 745     ch_data->t_q[0]                     = ch_data->t_env[0];
 746     ch_data->t_q[ch_data->bs_num_noise] = ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env];
 747     if (ch_data->bs_num_noise > 1) {
 748         unsigned int idx;
 749         if (ch_data->bs_frame_class == FIXFIX) {
 750             idx = ch_data->bs_num_env >> 1;
 751         } else if (ch_data->bs_frame_class & 1) { // FIXVAR or VARVAR
 752             idx = ch_data->bs_num_env - FFMAX(bs_pointer - 1, 1);
 753         } else { // VARFIX
 754             if (!bs_pointer)
 755                 idx = 1;
 756             else if (bs_pointer == 1)
 757                 idx = ch_data->bs_num_env - 1;
 758             else // bs_pointer > 1
 759                 idx = bs_pointer - 1;
 760         }
 761         ch_data->t_q[1] = ch_data->t_env[idx];
 762     }
 763
 764     ch_data->e_a[0] = -(ch_data->e_a[1] != bs_num_env_old); // l_APrev
 765     ch_data->e_a[1] = -1;
 766     if ((ch_data->bs_frame_class & 1) && bs_pointer) { // FIXVAR or VARVAR and bs_pointer != 0
 767         ch_data->e_a[1] = ch_data->bs_num_env + 1 - bs_pointer;
 768     } else if ((ch_data->bs_frame_class == 2) && (bs_pointer > 1)) // VARFIX and bs_pointer > 1
 769         ch_data->e_a[1] = bs_pointer - 1;
 770
 771     return 0;
 772 }
 773
 774 static void copy_sbr_grid(SBRData *dst, const SBRData *src) {
 775     //These variables are saved from the previous frame rather than copied
 776     dst->bs_freq_res[0]    = dst->bs_freq_res[dst->bs_num_env];
 777     dst->t_env_num_env_old = dst->t_env[dst->bs_num_env];
 778     dst->e_a[0]            = -(dst->e_a[1] != dst->bs_num_env);
 779
 780     //These variables are read from the bitstream and therefore copied
 781     memcpy(dst->bs_freq_res+1, src->bs_freq_res+1, sizeof(dst->bs_freq_res)-sizeof(*dst->bs_freq_res));
 782     memcpy(dst->t_env,         src->t_env,         sizeof(dst->t_env));
 783     memcpy(dst->t_q,           src->t_q,           sizeof(dst->t_q));
 784     dst->bs_num_env        = src->bs_num_env;
 785     dst->bs_amp_res        = src->bs_amp_res;
 786     dst->bs_num_noise      = src->bs_num_noise;
 787     dst->bs_frame_class    = src->bs_frame_class;
 788     dst->e_a[1]            = src->e_a[1];
 789 }
 790
 791 /// Read how the envelope and noise floor data is delta coded
 792 static void read_sbr_dtdf(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 793                           SBRData *ch_data)
 794 {
 795     get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_df_env,   ch_data->bs_num_env);
 796     get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_df_noise, ch_data->bs_num_noise);
 797 }
 798
 799 /// Read inverse filtering data
 800 static void read_sbr_invf(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 801                           SBRData *ch_data)
 802 {
 803     int i;
 804
 805     memcpy(ch_data->bs_invf_mode[1], ch_data->bs_invf_mode[0], 5 * sizeof(uint8_t));
 806     for (i = 0; i < sbr->n_q; i++)
 807         ch_data->bs_invf_mode[0][i] = get_bits(gb, 2);
 808 }
 809
 810 static void read_sbr_envelope(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 811                               SBRData *ch_data, int ch)
 812 {
 813     int bits;
 814     int i, j, k;
 815     VLC_TYPE (*t_huff)[2], (*f_huff)[2];
 816     int t_lav, f_lav;
 817     const int delta = (ch == 1 && sbr->bs_coupling == 1) + 1;
 818     const int odd = sbr->n[1] & 1;
 819
 820     if (sbr->bs_coupling && ch) {
 821         if (ch_data->bs_amp_res) {
 822             bits   = 5;
 823             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
 824             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
 825             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
 826             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
 827         } else {
 828             bits   = 6;
 829             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB].table;
 830             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB];
 831             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB].table;
 832             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB];
 833         }
 834     } else {
 835         if (ch_data->bs_amp_res) {
 836             bits   = 6;
 837             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
 838             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
 839             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
 840             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
 841         } else {
 842             bits   = 7;
 843             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_1_5DB].table;
 844             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_1_5DB];
 845             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_1_5DB].table;
 846             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_1_5DB];
 847         }
 848     }
 849
 850     for (i = 0; i < ch_data->bs_num_env; i++) {
 851         if (ch_data->bs_df_env[i]) {
 852             // bs_freq_res[0] == bs_freq_res[bs_num_env] from prev frame
 853             if (ch_data->bs_freq_res[i + 1] == ch_data->bs_freq_res[i]) {
 854                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++)
 855                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][j] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
 856             } else if (ch_data->bs_freq_res[i + 1]) {
 857                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++) {
 858                     k = (j + odd) >> 1; // find k such that f_tablelow[k] <= f_tablehigh[j] < f_tablelow[k + 1]
 859                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][k] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
 860                 }
 861             } else {
 862                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++) {
 863                     k = j ? 2*j - odd : 0; // find k such that f_tablehigh[k] == f_tablelow[j]
 864                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][k] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
 865                 }
 866             }
 867         } else {
 868             ch_data->env_facs[i + 1][0] = delta * get_bits(gb, bits); // bs_env_start_value_balance
 869             for (j = 1; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++)
 870                 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);
 871         }
 872     }
 873
 874     //assign 0th elements of env_facs from last elements
 875     memcpy(ch_data->env_facs[0], ch_data->env_facs[ch_data->bs_num_env],
 876            sizeof(ch_data->env_facs[0]));
 877 }
 878
 879 static void read_sbr_noise(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 880                            SBRData *ch_data, int ch)
 881 {
 882     int i, j;
 883     VLC_TYPE (*t_huff)[2], (*f_huff)[2];
 884     int t_lav, f_lav;
 885     int delta = (ch == 1 && sbr->bs_coupling == 1) + 1;
 886
 887     if (sbr->bs_coupling && ch) {
 888         t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB].table;
 889         t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB];
 890         f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
 891         f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
 892     } else {
 893         t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB].table;
 894         t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB];
 895         f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
 896         f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
 897     }
 898
 899     for (i = 0; i < ch_data->bs_num_noise; i++) {
 900         if (ch_data->bs_df_noise[i]) {
 901             for (j = 0; j < sbr->n_q; j++)
 902                 ch_data->noise_facs[i + 1][j] = ch_data->noise_facs[i][j] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 2) - t_lav);
 903         } else {
 904             ch_data->noise_facs[i + 1][0] = delta * get_bits(gb, 5); // bs_noise_start_value_balance or bs_noise_start_value_level
 905             for (j = 1; j < sbr->n_q; j++)
 906                 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);
 907         }
 908     }
 909
 910     //assign 0th elements of noise_facs from last elements
 911     memcpy(ch_data->noise_facs[0], ch_data->noise_facs[ch_data->bs_num_noise],
 912            sizeof(ch_data->noise_facs[0]));
 913 }
 914
 915 static void read_sbr_extension(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
 916                                GetBitContext *gb,
 917                                int bs_extension_id, int *num_bits_left)
 918 {
 919     switch (bs_extension_id) {
 920     case EXTENSION_ID_PS:
 921         if (!ac->oc[1].m4ac.ps) {
 922             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Parametric Stereo signaled to be not-present but was found in the bitstream.\n");
 923             skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
 924             *num_bits_left = 0;
 925         } else {
 926 #if 1
 927             *num_bits_left -= ff_ps_read_data(ac->avctx, gb, &sbr->ps, *num_bits_left);
 928 #else
 929             av_log_missing_feature(ac->avctx, "Parametric Stereo is", 0);
 930             skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
 931             *num_bits_left = 0;
 932 #endif
 933         }
 934         break;
 935     default:
 936         // some files contain 0-padding
 937         if (bs_extension_id || *num_bits_left > 16 || show_bits(gb, *num_bits_left))
 938             av_log_missing_feature(ac->avctx, "Reserved SBR extensions are", 1);
 939         skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
 940         *num_bits_left = 0;
 941         break;
 942     }
 943 }
 944
 945 static int read_sbr_single_channel_element(AACContext *ac,
 946                                             SpectralBandReplication *sbr,
 947                                             GetBitContext *gb)
 948 {
 949     if (get_bits1(gb)) // bs_data_extra
 950         skip_bits(gb, 4); // bs_reserved
 951
 952     if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]))
 953         return -1;
 954     read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 955     read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 956     read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 957     read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 958
 959     if ((sbr->data[0].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
 960         get_bits1_vector(gb, sbr->data[0].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
 961
 962     return 0;
 963 }
 964
 965 static int read_sbr_channel_pair_element(AACContext *ac,
 966                                           SpectralBandReplication *sbr,
 967                                           GetBitContext *gb)
 968 {
 969     if (get_bits1(gb))    // bs_data_extra
 970         skip_bits(gb, 8); // bs_reserved
 971
 972     if ((sbr->bs_coupling = get_bits1(gb))) {
 973         if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]))
 974             return -1;
 975         copy_sbr_grid(&sbr->data[1], &sbr->data[0]);
 976         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 977         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
 978         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 979         memcpy(sbr->data[1].bs_invf_mode[1], sbr->data[1].bs_invf_mode[0], sizeof(sbr->data[1].bs_invf_mode[0]));
 980         memcpy(sbr->data[1].bs_invf_mode[0], sbr->data[0].bs_invf_mode[0], sizeof(sbr->data[1].bs_invf_mode[0]));
 981         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 982         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 983         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 984         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 985     } else {
 986         if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]) ||
 987             read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[1]))
 988             return -1;
 989         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 990         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
 991         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 992         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
 993         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 994         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 995         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 996         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 997     }
 998
 999     if ((sbr->data[0].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
1000         get_bits1_vector(gb, sbr->data[0].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
1001     if ((sbr->data[1].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
1002         get_bits1_vector(gb, sbr->data[1].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
1003
1004     return 0;
1005 }
1006
1007 static unsigned int read_sbr_data(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1008                                   GetBitContext *gb, int id_aac)
1009 {
1010     unsigned int cnt = get_bits_count(gb);
1011
1012     if (id_aac == TYPE_SCE || id_aac == TYPE_CCE) {
1013         if (read_sbr_single_channel_element(ac, sbr, gb)) {
1014             sbr_turnoff(sbr);
1015             return get_bits_count(gb) - cnt;
1016         }
1017     } else if (id_aac == TYPE_CPE) {
1018         if (read_sbr_channel_pair_element(ac, sbr, gb)) {
1019             sbr_turnoff(sbr);
1020             return get_bits_count(gb) - cnt;
1021         }
1022     } else {
1023         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1024             "Invalid bitstream - cannot apply SBR to element type %d\n", id_aac);
1025         sbr_turnoff(sbr);
1026         return get_bits_count(gb) - cnt;
1027     }
1028     if (get_bits1(gb)) { // bs_extended_data
1029         int num_bits_left = get_bits(gb, 4); // bs_extension_size
1030         if (num_bits_left == 15)
1031             num_bits_left += get_bits(gb, 8); // bs_esc_count
1032
1033         num_bits_left <<= 3;
1034         while (num_bits_left > 7) {
1035             num_bits_left -= 2;
1036             read_sbr_extension(ac, sbr, gb, get_bits(gb, 2), &num_bits_left); // bs_extension_id
1037         }
1038         if (num_bits_left < 0) {
1039             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "SBR Extension over read.\n");
1040         }
1041         if (num_bits_left > 0)
1042             skip_bits(gb, num_bits_left);
1043     }
1044
1045     return get_bits_count(gb) - cnt;
1046 }
1047
1048 static void sbr_reset(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
1049 {
1050     int err;
1051     err = sbr_make_f_master(ac, sbr, &sbr->spectrum_params);
1052     if (err >= 0)
1053         err = sbr_make_f_derived(ac, sbr);
1054     if (err < 0) {
1055         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1056                "SBR reset failed. Switching SBR to pure upsampling mode.\n");
1057         sbr_turnoff(sbr);
1058     }
1059 }
1060
1061 /**
1062  * Decode Spectral Band Replication extension data; reference: table 4.55.
1063  *
1064  * @param   crc flag indicating the presence of CRC checksum
1065  * @param   cnt length of TYPE_FIL syntactic element in bytes
1066  *
1067  * @return  Returns number of bytes consumed from the TYPE_FIL element.
1068  */
1069 int ff_decode_sbr_extension(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1070                             GetBitContext *gb_host, int crc, int cnt, int id_aac)
1071 {
1072     unsigned int num_sbr_bits = 0, num_align_bits;
1073     unsigned bytes_read;
1074     GetBitContext gbc = *gb_host, *gb = &gbc;
1075     skip_bits_long(gb_host, cnt*8 - 4);
1076
1077     sbr->reset = 0;
1078
1079     if (!sbr->sample_rate)
1080         sbr->sample_rate = 2 * ac->oc[1].m4ac.sample_rate; //TODO use the nominal sample rate for arbitrary sample rate support
1081     if (!ac->oc[1].m4ac.ext_sample_rate)
1082         ac->oc[1].m4ac.ext_sample_rate = 2 * ac->oc[1].m4ac.sample_rate;
1083
1084     if (crc) {
1085         skip_bits(gb, 10); // bs_sbr_crc_bits; TODO - implement CRC check
1086         num_sbr_bits += 10;
1087     }
1088
1089     //Save some state from the previous frame.
1090     sbr->kx[0] = sbr->kx[1];
1091     sbr->m[0] = sbr->m[1];
1092     sbr->kx_and_m_pushed = 1;
1093
1094     num_sbr_bits++;
1095     if (get_bits1(gb)) // bs_header_flag
1096         num_sbr_bits += read_sbr_header(sbr, gb);
1097
1098     if (sbr->reset)
1099         sbr_reset(ac, sbr);
1100
1101     if (sbr->start)
1102         num_sbr_bits  += read_sbr_data(ac, sbr, gb, id_aac);
1103
1104     num_align_bits = ((cnt << 3) - 4 - num_sbr_bits) & 7;
1105     bytes_read = ((num_sbr_bits + num_align_bits + 4) >> 3);
1106
1107     if (bytes_read > cnt) {
1108         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1109                "Expected to read %d SBR bytes actually read %d.\n", cnt, bytes_read);
1110     }
1111     return cnt;
1112 }
1113
1114 /// Dequantization and stereo decoding (14496-3 sp04 p203)
1115 static void sbr_dequant(SpectralBandReplication *sbr, int id_aac)
1116 {
1117     int k, e;
1118     int ch;
1119
1120     if (id_aac == TYPE_CPE && sbr->bs_coupling) {
1121         float alpha      = sbr->data[0].bs_amp_res ?  1.0f :  0.5f;
1122         float pan_offset = sbr->data[0].bs_amp_res ? 12.0f : 24.0f;
1123         for (e = 1; e <= sbr->data[0].bs_num_env; e++) {
1124             for (k = 0; k < sbr->n[sbr->data[0].bs_freq_res[e]]; k++) {
1125                 float temp1 = exp2f(sbr->data[0].env_facs[e][k] * alpha + 7.0f);
1126                 float temp2 = exp2f((pan_offset - sbr->data[1].env_facs[e][k]) * alpha);
1127                 float fac   = temp1 / (1.0f + temp2);
1128                 sbr->data[0].env_facs[e][k] = fac;
1129                 sbr->data[1].env_facs[e][k] = fac * temp2;
1130             }
1131         }
1132         for (e = 1; e <= sbr->data[0].bs_num_noise; e++) {
1133             for (k = 0; k < sbr->n_q; k++) {
1134                 float temp1 = exp2f(NOISE_FLOOR_OFFSET - sbr->data[0].noise_facs[e][k] + 1);
1135                 float temp2 = exp2f(12 - sbr->data[1].noise_facs[e][k]);
1136                 float fac   = temp1 / (1.0f + temp2);
1137                 sbr->data[0].noise_facs[e][k] = fac;
1138                 sbr->data[1].noise_facs[e][k] = fac * temp2;
1139             }
1140         }
1141     } else { // SCE or one non-coupled CPE
1142         for (ch = 0; ch < (id_aac == TYPE_CPE) + 1; ch++) {
1143             float alpha = sbr->data[ch].bs_amp_res ? 1.0f : 0.5f;
1144             for (e = 1; e <= sbr->data[ch].bs_num_env; e++)
1145                 for (k = 0; k < sbr->n[sbr->data[ch].bs_freq_res[e]]; k++)
1146                     sbr->data[ch].env_facs[e][k] =
1147                         exp2f(alpha * sbr->data[ch].env_facs[e][k] + 6.0f);
1148             for (e = 1; e <= sbr->data[ch].bs_num_noise; e++)
1149                 for (k = 0; k < sbr->n_q; k++)
1150                     sbr->data[ch].noise_facs[e][k] =
1151                         exp2f(NOISE_FLOOR_OFFSET - sbr->data[ch].noise_facs[e][k]);
1152         }
1153     }
1154 }
1155
1156 /**
1157  * Analysis QMF Bank (14496-3 sp04 p206)
1158  *
1159  * @param   x       pointer to the beginning of the first sample window
1160  * @param   W       array of complex-valued samples split into subbands
1161  */
1162 static void sbr_qmf_analysis(DSPContext *dsp, FFTContext *mdct,
1163                              SBRDSPContext *sbrdsp, const float *in, float *x,
1164                              float z[320], float W[2][32][32][2])
1165 {
1166     int i;
1167     memcpy(W[0], W[1], sizeof(W[0]));
1168     memcpy(x    , x+1024, (320-32)*sizeof(x[0]));
1169     memcpy(x+288, in,         1024*sizeof(x[0]));
1170     for (i = 0; i < 32; i++) { // numTimeSlots*RATE = 16*2 as 960 sample frames
1171                                // are not supported
1172         dsp->vector_fmul_reverse(z, sbr_qmf_window_ds, x, 320);
1173         sbrdsp->sum64x5(z);
1174         sbrdsp->qmf_pre_shuffle(z);
1175         mdct->imdct_half(mdct, z, z+64);
1176         sbrdsp->qmf_post_shuffle(W[1][i], z);
1177         x += 32;
1178     }
1179 }
1180
1181 /**
1182  * Synthesis QMF Bank (14496-3 sp04 p206) and Downsampled Synthesis QMF Bank
1183  * (14496-3 sp04 p206)
1184  */
1185 static void sbr_qmf_synthesis(DSPContext *dsp, FFTContext *mdct,
1186                               SBRDSPContext *sbrdsp,
1187                               float *out, float X[2][38][64],
1188                               float mdct_buf[2][64],
1189                               float *v0, int *v_off, const unsigned int div)
1190 {
1191     int i, n;
1192     const float *sbr_qmf_window = div ? sbr_qmf_window_ds : sbr_qmf_window_us;
1193     const int step = 128 >> div;
1194     float *v;
1195     for (i = 0; i < 32; i++) {
1196         if (*v_off < step) {
1197             int saved_samples = (1280 - 128) >> div;
1198             memcpy(&v0[SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - saved_samples], v0, saved_samples * sizeof(float));
1199             *v_off = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - saved_samples - step;
1200         } else {
1201             *v_off -= step;
1202         }
1203         v = v0 + *v_off;
1204         if (div) {
1205             for (n = 0; n < 32; n++) {
1206                 X[0][i][   n] = -X[0][i][n];
1207                 X[0][i][32+n] =  X[1][i][31-n];
1208             }
1209             mdct->imdct_half(mdct, mdct_buf[0], X[0][i]);
1210             sbrdsp->qmf_deint_neg(v, mdct_buf[0]);
1211         } else {
1212             sbrdsp->neg_odd_64(X[1][i]);
1213             mdct->imdct_half(mdct, mdct_buf[0], X[0][i]);
1214             mdct->imdct_half(mdct, mdct_buf[1], X[1][i]);
1215             sbrdsp->qmf_deint_bfly(v, mdct_buf[1], mdct_buf[0]);
1216         }
1217         dsp->vector_fmul_add(out, v                , sbr_qmf_window               , zero64, 64 >> div);
1218         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 192 >> div), sbr_qmf_window + ( 64 >> div), out   , 64 >> div);
1219         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 256 >> div), sbr_qmf_window + (128 >> div), out   , 64 >> div);
1220         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 448 >> div), sbr_qmf_window + (192 >> div), out   , 64 >> div);
1221         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 512 >> div), sbr_qmf_window + (256 >> div), out   , 64 >> div);
1222         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 704 >> div), sbr_qmf_window + (320 >> div), out   , 64 >> div);
1223         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 768 >> div), sbr_qmf_window + (384 >> div), out   , 64 >> div);
1224         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 960 >> div), sbr_qmf_window + (448 >> div), out   , 64 >> div);
1225         dsp->vector_fmul_add(out, v + (1024 >> div), sbr_qmf_window + (512 >> div), out   , 64 >> div);
1226         dsp->vector_fmul_add(out, v + (1216 >> div), sbr_qmf_window + (576 >> div), out   , 64 >> div);
1227         out += 64 >> div;
1228     }
1229 }
1230
1231 /** High Frequency Generation (14496-3 sp04 p214+) and Inverse Filtering
1232  * (14496-3 sp04 p214)
1233  * Warning: This routine does not seem numerically stable.
1234  */
1235 static void sbr_hf_inverse_filter(SBRDSPContext *dsp,
1236                                   float (*alpha0)[2], float (*alpha1)[2],
1237                                   const float X_low[32][40][2], int k0)
1238 {
1239     int k;
1240     for (k = 0; k < k0; k++) {
1241         LOCAL_ALIGNED_16(float, phi, [3], [2][2]);
1242         float dk;
1243
1244         dsp->autocorrelate(X_low[k], phi);
1245
1246         dk =  phi[2][1][0] * phi[1][0][0] -
1247              (phi[1][1][0] * phi[1][1][0] + phi[1][1][1] * phi[1][1][1]) / 1.000001f;
1248
1249         if (!dk) {
1250             alpha1[k][0] = 0;
1251             alpha1[k][1] = 0;
1252         } else {
1253             float temp_real, temp_im;
1254             temp_real = phi[0][0][0] * phi[1][1][0] -
1255                         phi[0][0][1] * phi[1][1][1] -
1256                         phi[0][1][0] * phi[1][0][0];
1257             temp_im   = phi[0][0][0] * phi[1][1][1] +
1258                         phi[0][0][1] * phi[1][1][0] -
1259                         phi[0][1][1] * phi[1][0][0];
1260
1261             alpha1[k][0] = temp_real / dk;
1262             alpha1[k][1] = temp_im   / dk;
1263         }
1264
1265         if (!phi[1][0][0]) {
1266             alpha0[k][0] = 0;
1267             alpha0[k][1] = 0;
1268         } else {
1269             float temp_real, temp_im;
1270             temp_real = phi[0][0][0] + alpha1[k][0] * phi[1][1][0] +
1271                                        alpha1[k][1] * phi[1][1][1];
1272             temp_im   = phi[0][0][1] + alpha1[k][1] * phi[1][1][0] -
1273                                        alpha1[k][0] * phi[1][1][1];
1274
1275             alpha0[k][0] = -temp_real / phi[1][0][0];
1276             alpha0[k][1] = -temp_im   / phi[1][0][0];
1277         }
1278
1279         if (alpha1[k][0] * alpha1[k][0] + alpha1[k][1] * alpha1[k][1] >= 16.0f ||
1280            alpha0[k][0] * alpha0[k][0] + alpha0[k][1] * alpha0[k][1] >= 16.0f) {
1281             alpha1[k][0] = 0;
1282             alpha1[k][1] = 0;
1283             alpha0[k][0] = 0;
1284             alpha0[k][1] = 0;
1285         }
1286     }
1287 }
1288
1289 /// Chirp Factors (14496-3 sp04 p214)
1290 static void sbr_chirp(SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data)
1291 {
1292     int i;
1293     float new_bw;
1294     static const float bw_tab[] = { 0.0f, 0.75f, 0.9f, 0.98f };
1295
1296     for (i = 0; i < sbr->n_q; i++) {
1297         if (ch_data->bs_invf_mode[0][i] + ch_data->bs_invf_mode[1][i] == 1) {
1298             new_bw = 0.6f;
1299         } else
1300             new_bw = bw_tab[ch_data->bs_invf_mode[0][i]];
1301
1302         if (new_bw < ch_data->bw_array[i]) {
1303             new_bw = 0.75f    * new_bw + 0.25f    * ch_data->bw_array[i];
1304         } else
1305             new_bw = 0.90625f * new_bw + 0.09375f * ch_data->bw_array[i];
1306         ch_data->bw_array[i] = new_bw < 0.015625f ? 0.0f : new_bw;
1307     }
1308 }
1309
1310 /// Generate the subband filtered lowband
1311 static int sbr_lf_gen(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1312                       float X_low[32][40][2], const float W[2][32][32][2])
1313 {
1314     int i, k;
1315     const int t_HFGen = 8;
1316     const int i_f = 32;
1317     memset(X_low, 0, 32*sizeof(*X_low));
1318     for (k = 0; k < sbr->kx[1]; k++) {
1319         for (i = t_HFGen; i < i_f + t_HFGen; i++) {
1320             X_low[k][i][0] = W[1][i - t_HFGen][k][0];
1321             X_low[k][i][1] = W[1][i - t_HFGen][k][1];
1322         }
1323     }
1324     for (k = 0; k < sbr->kx[0]; k++) {
1325         for (i = 0; i < t_HFGen; i++) {
1326             X_low[k][i][0] = W[0][i + i_f - t_HFGen][k][0];
1327             X_low[k][i][1] = W[0][i + i_f - t_HFGen][k][1];
1328         }
1329     }
1330     return 0;
1331 }
1332
1333 /// High Frequency Generator (14496-3 sp04 p215)
1334 static int sbr_hf_gen(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1335                       float X_high[64][40][2], const float X_low[32][40][2],
1336                       const float (*alpha0)[2], const float (*alpha1)[2],
1337                       const float bw_array[5], const uint8_t *t_env,
1338                       int bs_num_env)
1339 {
1340     int j, x;
1341     int g = 0;
1342     int k = sbr->kx[1];
1343     for (j = 0; j < sbr->num_patches; j++) {
1344         for (x = 0; x < sbr->patch_num_subbands[j]; x++, k++) {
1345             const int p = sbr->patch_start_subband[j] + x;
1346             while (g <= sbr->n_q && k >= sbr->f_tablenoise[g])
1347                 g++;
1348             g--;
1349
1350             if (g < 0) {
1351                 av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1352                        "ERROR : no subband found for frequency %d\n", k);
1353                 return -1;
1354             }
1355
1356             sbr->dsp.hf_gen(X_high[k] + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET,
1357                             X_low[p]  + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET,
1358                             alpha0[p], alpha1[p], bw_array[g],
1359                             2 * t_env[0], 2 * t_env[bs_num_env]);
1360         }
1361     }
1362     if (k < sbr->m[1] + sbr->kx[1])
1363         memset(X_high + k, 0, (sbr->m[1] + sbr->kx[1] - k) * sizeof(*X_high));
1364
1365     return 0;
1366 }
1367
1368 /// Generate the subband filtered lowband
1369 static int sbr_x_gen(SpectralBandReplication *sbr, float X[2][38][64],
1370                      const float Y0[38][64][2], const float Y1[38][64][2],
1371                      const float X_low[32][40][2], int ch)
1372 {
1373     int k, i;
1374     const int i_f = 32;
1375     const int i_Temp = FFMAX(2*sbr->data[ch].t_env_num_env_old - i_f, 0);
1376     memset(X, 0, 2*sizeof(*X));
1377     for (k = 0; k < sbr->kx[0]; k++) {
1378         for (i = 0; i < i_Temp; i++) {
1379             X[0][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][0];
1380             X[1][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][1];
1381         }
1382     }
1383     for (; k < sbr->kx[0] + sbr->m[0]; k++) {
1384         for (i = 0; i < i_Temp; i++) {
1385             X[0][i][k] = Y0[i + i_f][k][0];
1386             X[1][i][k] = Y0[i + i_f][k][1];
1387         }
1388     }
1389
1390     for (k = 0; k < sbr->kx[1]; k++) {
1391         for (i = i_Temp; i < 38; i++) {
1392             X[0][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][0];
1393             X[1][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][1];
1394         }
1395     }
1396     for (; k < sbr->kx[1] + sbr->m[1]; k++) {
1397         for (i = i_Temp; i < i_f; i++) {
1398             X[0][i][k] = Y1[i][k][0];
1399             X[1][i][k] = Y1[i][k][1];
1400         }
1401     }
1402     return 0;
1403 }
1404
1405 /** High Frequency Adjustment (14496-3 sp04 p217) and Mapping
1406  * (14496-3 sp04 p217)
1407  */
1408 static int sbr_mapping(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1409                         SBRData *ch_data, int e_a[2])
1410 {
1411     int e, i, m;
1412
1413     memset(ch_data->s_indexmapped[1], 0, 7*sizeof(ch_data->s_indexmapped[1]));
1414     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1415         const unsigned int ilim = sbr->n[ch_data->bs_freq_res[e + 1]];
1416         uint16_t *table = ch_data->bs_freq_res[e + 1] ? sbr->f_tablehigh : sbr->f_tablelow;
1417         int k;
1418
1419         if (sbr->kx[1] != table[0]) {
1420             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "kx != f_table{high,low}[0]. "
1421                    "Derived frequency tables were not regenerated.\n");
1422             sbr_turnoff(sbr);
1423             return AVERROR_BUG;
1424         }
1425         for (i = 0; i < ilim; i++)
1426             for (m = table[i]; m < table[i + 1]; m++)
1427                 sbr->e_origmapped[e][m - sbr->kx[1]] = ch_data->env_facs[e+1][i];
1428
1429         // ch_data->bs_num_noise > 1 => 2 noise floors
1430         k = (ch_data->bs_num_noise > 1) && (ch_data->t_env[e] >= ch_data->t_q[1]);
1431         for (i = 0; i < sbr->n_q; i++)
1432             for (m = sbr->f_tablenoise[i]; m < sbr->f_tablenoise[i + 1]; m++)
1433                 sbr->q_mapped[e][m - sbr->kx[1]] = ch_data->noise_facs[k+1][i];
1434
1435         for (i = 0; i < sbr->n[1]; i++) {
1436             if (ch_data->bs_add_harmonic_flag) {
1437                 const unsigned int m_midpoint =
1438                     (sbr->f_tablehigh[i] + sbr->f_tablehigh[i + 1]) >> 1;
1439
1440                 ch_data->s_indexmapped[e + 1][m_midpoint - sbr->kx[1]] = ch_data->bs_add_harmonic[i] *
1441                     (e >= e_a[1] || (ch_data->s_indexmapped[0][m_midpoint - sbr->kx[1]] == 1));
1442             }
1443         }
1444
1445         for (i = 0; i < ilim; i++) {
1446             int additional_sinusoid_present = 0;
1447             for (m = table[i]; m < table[i + 1]; m++) {
1448                 if (ch_data->s_indexmapped[e + 1][m - sbr->kx[1]]) {
1449                     additional_sinusoid_present = 1;
1450                     break;
1451                 }
1452             }
1453             memset(&sbr->s_mapped[e][table[i] - sbr->kx[1]], additional_sinusoid_present,
1454                    (table[i + 1] - table[i]) * sizeof(sbr->s_mapped[e][0]));
1455         }
1456     }
1457
1458     memcpy(ch_data->s_indexmapped[0], ch_data->s_indexmapped[ch_data->bs_num_env], sizeof(ch_data->s_indexmapped[0]));
1459     return 0;
1460 }
1461
1462 /// Estimation of current envelope (14496-3 sp04 p218)
1463 static void sbr_env_estimate(float (*e_curr)[48], float X_high[64][40][2],
1464                              SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data)
1465 {
1466     int e, m;
1467     int kx1 = sbr->kx[1];
1468
1469     if (sbr->bs_interpol_freq) {
1470         for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1471             const float recip_env_size = 0.5f / (ch_data->t_env[e + 1] - ch_data->t_env[e]);
1472             int ilb = ch_data->t_env[e]     * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1473             int iub = ch_data->t_env[e + 1] * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1474
1475             for (m = 0; m < sbr->m[1]; m++) {
1476                 float sum = sbr->dsp.sum_square(X_high[m+kx1] + ilb, iub - ilb);
1477                 e_curr[e][m] = sum * recip_env_size;
1478             }
1479         }
1480     } else {
1481         int k, p;
1482
1483         for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1484             const int env_size = 2 * (ch_data->t_env[e + 1] - ch_data->t_env[e]);
1485             int ilb = ch_data->t_env[e]     * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1486             int iub = ch_data->t_env[e + 1] * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1487             const uint16_t *table = ch_data->bs_freq_res[e + 1] ? sbr->f_tablehigh : sbr->f_tablelow;
1488
1489             for (p = 0; p < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[e + 1]]; p++) {
1490                 float sum = 0.0f;
1491                 const int den = env_size * (table[p + 1] - table[p]);
1492
1493                 for (k = table[p]; k < table[p + 1]; k++) {
1494                     sum += sbr->dsp.sum_square(X_high[k] + ilb, iub - ilb);
1495                 }
1496                 sum /= den;
1497                 for (k = table[p]; k < table[p + 1]; k++) {
1498                     e_curr[e][k - kx1] = sum;
1499                 }
1500             }
1501         }
1502     }
1503 }
1504
1505 /**
1506  * Calculation of levels of additional HF signal components (14496-3 sp04 p219)
1507  * and Calculation of gain (14496-3 sp04 p219)
1508  */
1509 static void sbr_gain_calc(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1510                           SBRData *ch_data, const int e_a[2])
1511 {
1512     int e, k, m;
1513     // max gain limits : -3dB, 0dB, 3dB, inf dB (limiter off)
1514     static const float limgain[4] = { 0.70795, 1.0, 1.41254, 10000000000 };
1515
1516     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1517         int delta = !((e == e_a[1]) || (e == e_a[0]));
1518         for (k = 0; k < sbr->n_lim; k++) {
1519             float gain_boost, gain_max;
1520             float sum[2] = { 0.0f, 0.0f };
1521             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1522                 const float temp = sbr->e_origmapped[e][m] / (1.0f + sbr->q_mapped[e][m]);
1523                 sbr->q_m[e][m] = sqrtf(temp * sbr->q_mapped[e][m]);
1524                 sbr->s_m[e][m] = sqrtf(temp * ch_data->s_indexmapped[e + 1][m]);
1525                 if (!sbr->s_mapped[e][m]) {
1526                     sbr->gain[e][m] = sqrtf(sbr->e_origmapped[e][m] /
1527                                             ((1.0f + sbr->e_curr[e][m]) *
1528                                              (1.0f + sbr->q_mapped[e][m] * delta)));
1529                 } else {
1530                     sbr->gain[e][m] = sqrtf(sbr->e_origmapped[e][m] * sbr->q_mapped[e][m] /
1531                                             ((1.0f + sbr->e_curr[e][m]) *
1532                                              (1.0f + sbr->q_mapped[e][m])));
1533                 }
1534             }
1535             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1536                 sum[0] += sbr->e_origmapped[e][m];
1537                 sum[1] += sbr->e_curr[e][m];
1538             }
1539             gain_max = limgain[sbr->bs_limiter_gains] * sqrtf((FLT_EPSILON + sum[0]) / (FLT_EPSILON + sum[1]));
1540             gain_max = FFMIN(100000.f, gain_max);
1541             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1542                 float q_m_max   = sbr->q_m[e][m] * gain_max / sbr->gain[e][m];
1543                 sbr->q_m[e][m]  = FFMIN(sbr->q_m[e][m], q_m_max);
1544                 sbr->gain[e][m] = FFMIN(sbr->gain[e][m], gain_max);
1545             }
1546             sum[0] = sum[1] = 0.0f;
1547             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1548                 sum[0] += sbr->e_origmapped[e][m];
1549                 sum[1] += sbr->e_curr[e][m] * sbr->gain[e][m] * sbr->gain[e][m]
1550                           + sbr->s_m[e][m] * sbr->s_m[e][m]
1551                           + (delta && !sbr->s_m[e][m]) * sbr->q_m[e][m] * sbr->q_m[e][m];
1552             }
1553             gain_boost = sqrtf((FLT_EPSILON + sum[0]) / (FLT_EPSILON + sum[1]));
1554             gain_boost = FFMIN(1.584893192f, gain_boost);
1555             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1556                 sbr->gain[e][m] *= gain_boost;
1557                 sbr->q_m[e][m]  *= gain_boost;
1558                 sbr->s_m[e][m]  *= gain_boost;
1559             }
1560         }
1561     }
1562 }
1563
1564 /// Assembling HF Signals (14496-3 sp04 p220)
1565 static void sbr_hf_assemble(float Y1[38][64][2],
1566                             const float X_high[64][40][2],
1567                             SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data,
1568                             const int e_a[2])
1569 {
1570     int e, i, j, m;
1571     const int h_SL = 4 * !sbr->bs_smoothing_mode;
1572     const int kx = sbr->kx[1];
1573     const int m_max = sbr->m[1];
1574     static const float h_smooth[5] = {
1575         0.33333333333333,
1576         0.30150283239582,
1577         0.21816949906249,
1578         0.11516383427084,
1579         0.03183050093751,
1580     };
1581     float (*g_temp)[48] = ch_data->g_temp, (*q_temp)[48] = ch_data->q_temp;
1582     int indexnoise = ch_data->f_indexnoise;
1583     int indexsine  = ch_data->f_indexsine;
1584
1585     if (sbr->reset) {
1586         for (i = 0; i < h_SL; i++) {
1587             memcpy(g_temp[i + 2*ch_data->t_env[0]], sbr->gain[0], m_max * sizeof(sbr->gain[0][0]));
1588             memcpy(q_temp[i + 2*ch_data->t_env[0]], sbr->q_m[0],  m_max * sizeof(sbr->q_m[0][0]));
1589         }
1590     } else if (h_SL) {
1591         memcpy(g_temp[2*ch_data->t_env[0]], g_temp[2*ch_data->t_env_num_env_old], 4*sizeof(g_temp[0]));
1592         memcpy(q_temp[2*ch_data->t_env[0]], q_temp[2*ch_data->t_env_num_env_old], 4*sizeof(q_temp[0]));
1593     }
1594
1595     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1596         for (i = 2 * ch_data->t_env[e]; i < 2 * ch_data->t_env[e + 1]; i++) {
1597             memcpy(g_temp[h_SL + i], sbr->gain[e], m_max * sizeof(sbr->gain[0][0]));
1598             memcpy(q_temp[h_SL + i], sbr->q_m[e],  m_max * sizeof(sbr->q_m[0][0]));
1599         }
1600     }
1601
1602     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1603         for (i = 2 * ch_data->t_env[e]; i < 2 * ch_data->t_env[e + 1]; i++) {
1604             LOCAL_ALIGNED_16(float, g_filt_tab, [48]);
1605             LOCAL_ALIGNED_16(float, q_filt_tab, [48]);
1606             float *g_filt, *q_filt;
1607
1608             if (h_SL && e != e_a[0] && e != e_a[1]) {
1609                 g_filt = g_filt_tab;
1610                 q_filt = q_filt_tab;
1611                 for (m = 0; m < m_max; m++) {
1612                     const int idx1 = i + h_SL;
1613                     g_filt[m] = 0.0f;
1614                     q_filt[m] = 0.0f;
1615                     for (j = 0; j <= h_SL; j++) {
1616                         g_filt[m] += g_temp[idx1 - j][m] * h_smooth[j];
1617                         q_filt[m] += q_temp[idx1 - j][m] * h_smooth[j];
1618                     }
1619                 }
1620             } else {
1621                 g_filt = g_temp[i + h_SL];
1622                 q_filt = q_temp[i];
1623             }
1624
1625             sbr->dsp.hf_g_filt(Y1[i] + kx, X_high + kx, g_filt, m_max,
1626                                i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET);
1627
1628             if (e != e_a[0] && e != e_a[1]) {
1629                 sbr->dsp.hf_apply_noise[indexsine](Y1[i] + kx, sbr->s_m[e],
1630                                                    q_filt, indexnoise,
1631                                                    kx, m_max);
1632             } else {
1633                 int idx = indexsine&1;
1634                 int A = (1-((indexsine+(kx & 1))&2));
1635                 int B = (A^(-idx)) + idx;
1636                 float *out = &Y1[i][kx][idx];
1637                 float *in  = sbr->s_m[e];
1638                 for (m = 0; m+1 < m_max; m+=2) {
1639                     out[2*m  ] += in[m  ] * A;
1640                     out[2*m+2] += in[m+1] * B;
1641                 }
1642                 if(m_max&1)
1643                     out[2*m  ] += in[m  ] * A;
1644             }
1645             indexnoise = (indexnoise + m_max) & 0x1ff;
1646             indexsine = (indexsine + 1) & 3;
1647         }
1648     }
1649     ch_data->f_indexnoise = indexnoise;
1650     ch_data->f_indexsine  = indexsine;
1651 }
1652
1653 void ff_sbr_apply(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr, int id_aac,
1654                   float* L, float* R)
1655 {
1656     int downsampled = ac->oc[1].m4ac.ext_sample_rate < sbr->sample_rate;
1657     int ch;
1658     int nch = (id_aac == TYPE_CPE) ? 2 : 1;
1659     int err;
1660
1661     if (!sbr->kx_and_m_pushed) {
1662         sbr->kx[0] = sbr->kx[1];
1663         sbr->m[0] = sbr->m[1];
1664     } else {
1665         sbr->kx_and_m_pushed = 0;
1666     }
1667
1668     if (sbr->start) {
1669         sbr_dequant(sbr, id_aac);
1670     }
1671     for (ch = 0; ch < nch; ch++) {
1672         /* decode channel */
1673         sbr_qmf_analysis(&ac->dsp, &sbr->mdct_ana, &sbr->dsp, ch ? R : L, sbr->data[ch].analysis_filterbank_samples,
1674                          (float*)sbr->qmf_filter_scratch,
1675                          sbr->data[ch].W);
1676         sbr_lf_gen(ac, sbr, sbr->X_low, sbr->data[ch].W);
1677         sbr->data[ch].Ypos ^= 1;
1678         if (sbr->start) {
1679             sbr_hf_inverse_filter(&sbr->dsp, sbr->alpha0, sbr->alpha1, sbr->X_low, sbr->k[0]);
1680             sbr_chirp(sbr, &sbr->data[ch]);
1681             sbr_hf_gen(ac, sbr, sbr->X_high, sbr->X_low, sbr->alpha0, sbr->alpha1,
1682                        sbr->data[ch].bw_array, sbr->data[ch].t_env,
1683                        sbr->data[ch].bs_num_env);
1684
1685             // hf_adj
1686             err = sbr_mapping(ac, sbr, &sbr->data[ch], sbr->data[ch].e_a);
1687             if (!err) {
1688                 sbr_env_estimate(sbr->e_curr, sbr->X_high, sbr, &sbr->data[ch]);
1689                 sbr_gain_calc(ac, sbr, &sbr->data[ch], sbr->data[ch].e_a);
1690                 sbr_hf_assemble(sbr->data[ch].Y[sbr->data[ch].Ypos],
1691                                 sbr->X_high, sbr, &sbr->data[ch],
1692                                 sbr->data[ch].e_a);
1693             }
1694         }
1695
1696         /* synthesis */
1697         sbr_x_gen(sbr, sbr->X[ch],
1698                   sbr->data[ch].Y[1-sbr->data[ch].Ypos],
1699                   sbr->data[ch].Y[  sbr->data[ch].Ypos],
1700                   sbr->X_low, ch);
1701     }
1702
1703     if (ac->oc[1].m4ac.ps == 1) {
1704         if (sbr->ps.start) {
1705             ff_ps_apply(ac->avctx, &sbr->ps, sbr->X[0], sbr->X[1], sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
1706         } else {
1707             memcpy(sbr->X[1], sbr->X[0], sizeof(sbr->X[0]));
1708         }
1709         nch = 2;
1710     }
1711
1712     sbr_qmf_synthesis(&ac->dsp, &sbr->mdct, &sbr->dsp, L, sbr->X[0], sbr->qmf_filter_scratch,
1713                       sbr->data[0].synthesis_filterbank_samples,
1714                       &sbr->data[0].synthesis_filterbank_samples_offset,
1715                       downsampled);
1716     if (nch == 2)
1717         sbr_qmf_synthesis(&ac->dsp, &sbr->mdct, &sbr->dsp, R, sbr->X[1], sbr->qmf_filter_scratch,
1718                           sbr->data[1].synthesis_filterbank_samples,
1719                           &sbr->data[1].synthesis_filterbank_samples_offset,
1720                           downsampled);
1721 }