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

   1 /*
   2  * AAC Spectral Band Replication decoding functions
   3  * Copyright (c) 2008-2009 Robert Swain ( rob opendot cl )
   4  * Copyright (c) 2009-2010 Alex Converse <alex.converse@gmail.com>
   5  *
   6  * This file is part of Libav.
   7  *
   8  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 /**
  24  * @file
  25  * AAC Spectral Band Replication decoding functions
  26  * @author Robert Swain ( rob opendot cl )
  27  */
  28
  29 #include "aac.h"
  30 #include "sbr.h"
  31 #include "aacsbr.h"
  32 #include "aacsbrdata.h"
  33 #include "fft.h"
  34 #include "aacps.h"
  35 #include "sbrdsp.h"
  36 #include "libavutil/internal.h"
  37 #include "libavutil/libm.h"
  38
  39 #include <stdint.h>
  40 #include <float.h>
  41
  42 #define ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET 2
  43 #define NOISE_FLOOR_OFFSET 6.0f
  44
  45 /**
  46  * SBR VLC tables
  47  */
  48 enum {
  49     T_HUFFMAN_ENV_1_5DB,
  50     F_HUFFMAN_ENV_1_5DB,
  51     T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB,
  52     F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB,
  53     T_HUFFMAN_ENV_3_0DB,
  54     F_HUFFMAN_ENV_3_0DB,
  55     T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB,
  56     F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB,
  57     T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB,
  58     T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB,
  59 };
  60
  61 /**
  62  * bs_frame_class - frame class of current SBR frame (14496-3 sp04 p98)
  63  */
  64 enum {
  65     FIXFIX,
  66     FIXVAR,
  67     VARFIX,
  68     VARVAR,
  69 };
  70
  71 enum {
  72     EXTENSION_ID_PS = 2,
  73 };
  74
  75 static VLC vlc_sbr[10];
  76 static const int8_t vlc_sbr_lav[10] =
  77     { 60, 60, 24, 24, 31, 31, 12, 12, 31, 12 };
  78
  79 #define SBR_INIT_VLC_STATIC(num, size) \
  80     INIT_VLC_STATIC(&vlc_sbr[num], 9, sbr_tmp[num].table_size / sbr_tmp[num].elem_size,     \
  81                     sbr_tmp[num].sbr_bits ,                      1,                      1, \
  82                     sbr_tmp[num].sbr_codes, sbr_tmp[num].elem_size, sbr_tmp[num].elem_size, \
  83                     size)
  84
  85 #define SBR_VLC_ROW(name) \
  86     { name ## _codes, name ## _bits, sizeof(name ## _codes), sizeof(name ## _codes[0]) }
  87
  88 av_cold void ff_aac_sbr_init(void)
  89 {
  90     int n;
  91     static const struct {
  92         const void *sbr_codes, *sbr_bits;
  93         const unsigned int table_size, elem_size;
  94     } sbr_tmp[] = {
  95         SBR_VLC_ROW(t_huffman_env_1_5dB),
  96         SBR_VLC_ROW(f_huffman_env_1_5dB),
  97         SBR_VLC_ROW(t_huffman_env_bal_1_5dB),
  98         SBR_VLC_ROW(f_huffman_env_bal_1_5dB),
  99         SBR_VLC_ROW(t_huffman_env_3_0dB),
 100         SBR_VLC_ROW(f_huffman_env_3_0dB),
 101         SBR_VLC_ROW(t_huffman_env_bal_3_0dB),
 102         SBR_VLC_ROW(f_huffman_env_bal_3_0dB),
 103         SBR_VLC_ROW(t_huffman_noise_3_0dB),
 104         SBR_VLC_ROW(t_huffman_noise_bal_3_0dB),
 105     };
 106
 107     // SBR VLC table initialization
 108     SBR_INIT_VLC_STATIC(0, 1098);
 109     SBR_INIT_VLC_STATIC(1, 1092);
 110     SBR_INIT_VLC_STATIC(2, 768);
 111     SBR_INIT_VLC_STATIC(3, 1026);
 112     SBR_INIT_VLC_STATIC(4, 1058);
 113     SBR_INIT_VLC_STATIC(5, 1052);
 114     SBR_INIT_VLC_STATIC(6, 544);
 115     SBR_INIT_VLC_STATIC(7, 544);
 116     SBR_INIT_VLC_STATIC(8, 592);
 117     SBR_INIT_VLC_STATIC(9, 512);
 118
 119     for (n = 1; n < 320; n++)
 120         sbr_qmf_window_us[320 + n] = sbr_qmf_window_us[320 - n];
 121     sbr_qmf_window_us[384] = -sbr_qmf_window_us[384];
 122     sbr_qmf_window_us[512] = -sbr_qmf_window_us[512];
 123
 124     for (n = 0; n < 320; n++)
 125         sbr_qmf_window_ds[n] = sbr_qmf_window_us[2*n];
 126
 127     ff_ps_init();
 128 }
 129
 130 /** Places SBR in pure upsampling mode. */
 131 static void sbr_turnoff(SpectralBandReplication *sbr) {
 132     sbr->start = 0;
 133     // Init defaults used in pure upsampling mode
 134     sbr->kx[1] = 32; //Typo in spec, kx' inits to 32
 135     sbr->m[1] = 0;
 136     // Reset values for first SBR header
 137     sbr->data[0].e_a[1] = sbr->data[1].e_a[1] = -1;
 138     memset(&sbr->spectrum_params, -1, sizeof(SpectrumParameters));
 139 }
 140
 141 av_cold void ff_aac_sbr_ctx_init(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
 142 {
 143     sbr->kx[0] = sbr->kx[1];
 144     sbr_turnoff(sbr);
 145     sbr->data[0].synthesis_filterbank_samples_offset = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - (1280 - 128);
 146     sbr->data[1].synthesis_filterbank_samples_offset = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - (1280 - 128);
 147     /* SBR requires samples to be scaled to +/-32768.0 to work correctly.
 148      * mdct scale factors are adjusted to scale up from +/-1.0 at analysis
 149      * and scale back down at synthesis. */
 150     ff_mdct_init(&sbr->mdct,     7, 1, 1.0 / (64 * 32768.0));
 151     ff_mdct_init(&sbr->mdct_ana, 7, 1, -2.0 * 32768.0);
 152     ff_ps_ctx_init(&sbr->ps);
 153     ff_sbrdsp_init(&sbr->dsp);
 154 }
 155
 156 av_cold void ff_aac_sbr_ctx_close(SpectralBandReplication *sbr)
 157 {
 158     ff_mdct_end(&sbr->mdct);
 159     ff_mdct_end(&sbr->mdct_ana);
 160 }
 161
 162 static int qsort_comparison_function_int16(const void *a, const void *b)
 163 {
 164     return *(const int16_t *)a - *(const int16_t *)b;
 165 }
 166
 167 static inline int in_table_int16(const int16_t *table, int last_el, int16_t needle)
 168 {
 169     int i;
 170     for (i = 0; i <= last_el; i++)
 171         if (table[i] == needle)
 172             return 1;
 173     return 0;
 174 }
 175
 176 /// Limiter Frequency Band Table (14496-3 sp04 p198)
 177 static void sbr_make_f_tablelim(SpectralBandReplication *sbr)
 178 {
 179     int k;
 180     if (sbr->bs_limiter_bands > 0) {
 181         static const float bands_warped[3] = { 1.32715174233856803909f,   //2^(0.49/1.2)
 182                                                1.18509277094158210129f,   //2^(0.49/2)
 183                                                1.11987160404675912501f }; //2^(0.49/3)
 184         const float lim_bands_per_octave_warped = bands_warped[sbr->bs_limiter_bands - 1];
 185         int16_t patch_borders[7];
 186         uint16_t *in = sbr->f_tablelim + 1, *out = sbr->f_tablelim;
 187
 188         patch_borders[0] = sbr->kx[1];
 189         for (k = 1; k <= sbr->num_patches; k++)
 190             patch_borders[k] = patch_borders[k-1] + sbr->patch_num_subbands[k-1];
 191
 192         memcpy(sbr->f_tablelim, sbr->f_tablelow,
 193                (sbr->n[0] + 1) * sizeof(sbr->f_tablelow[0]));
 194         if (sbr->num_patches > 1)
 195             memcpy(sbr->f_tablelim + sbr->n[0] + 1, patch_borders + 1,
 196                    (sbr->num_patches - 1) * sizeof(patch_borders[0]));
 197
 198         qsort(sbr->f_tablelim, sbr->num_patches + sbr->n[0],
 199               sizeof(sbr->f_tablelim[0]),
 200               qsort_comparison_function_int16);
 201
 202         sbr->n_lim = sbr->n[0] + sbr->num_patches - 1;
 203         while (out < sbr->f_tablelim + sbr->n_lim) {
 204             if (*in >= *out * lim_bands_per_octave_warped) {
 205                 *++out = *in++;
 206             } else if (*in == *out ||
 207                 !in_table_int16(patch_borders, sbr->num_patches, *in)) {
 208                 in++;
 209                 sbr->n_lim--;
 210             } else if (!in_table_int16(patch_borders, sbr->num_patches, *out)) {
 211                 *out = *in++;
 212                 sbr->n_lim--;
 213             } else {
 214                 *++out = *in++;
 215             }
 216         }
 217     } else {
 218         sbr->f_tablelim[0] = sbr->f_tablelow[0];
 219         sbr->f_tablelim[1] = sbr->f_tablelow[sbr->n[0]];
 220         sbr->n_lim = 1;
 221     }
 222 }
 223
 224 static unsigned int read_sbr_header(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb)
 225 {
 226     unsigned int cnt = get_bits_count(gb);
 227     uint8_t bs_header_extra_1;
 228     uint8_t bs_header_extra_2;
 229     int old_bs_limiter_bands = sbr->bs_limiter_bands;
 230     SpectrumParameters old_spectrum_params;
 231
 232     sbr->start = 1;
 233
 234     // Save last spectrum parameters variables to compare to new ones
 235     memcpy(&old_spectrum_params, &sbr->spectrum_params, sizeof(SpectrumParameters));
 236
 237     sbr->bs_amp_res_header              = get_bits1(gb);
 238     sbr->spectrum_params.bs_start_freq  = get_bits(gb, 4);
 239     sbr->spectrum_params.bs_stop_freq   = get_bits(gb, 4);
 240     sbr->spectrum_params.bs_xover_band  = get_bits(gb, 3);
 241                                           skip_bits(gb, 2); // bs_reserved
 242
 243     bs_header_extra_1 = get_bits1(gb);
 244     bs_header_extra_2 = get_bits1(gb);
 245
 246     if (bs_header_extra_1) {
 247         sbr->spectrum_params.bs_freq_scale  = get_bits(gb, 2);
 248         sbr->spectrum_params.bs_alter_scale = get_bits1(gb);
 249         sbr->spectrum_params.bs_noise_bands = get_bits(gb, 2);
 250     } else {
 251         sbr->spectrum_params.bs_freq_scale  = 2;
 252         sbr->spectrum_params.bs_alter_scale = 1;
 253         sbr->spectrum_params.bs_noise_bands = 2;
 254     }
 255
 256     // Check if spectrum parameters changed
 257     if (memcmp(&old_spectrum_params, &sbr->spectrum_params, sizeof(SpectrumParameters)))
 258         sbr->reset = 1;
 259
 260     if (bs_header_extra_2) {
 261         sbr->bs_limiter_bands  = get_bits(gb, 2);
 262         sbr->bs_limiter_gains  = get_bits(gb, 2);
 263         sbr->bs_interpol_freq  = get_bits1(gb);
 264         sbr->bs_smoothing_mode = get_bits1(gb);
 265     } else {
 266         sbr->bs_limiter_bands  = 2;
 267         sbr->bs_limiter_gains  = 2;
 268         sbr->bs_interpol_freq  = 1;
 269         sbr->bs_smoothing_mode = 1;
 270     }
 271
 272     if (sbr->bs_limiter_bands != old_bs_limiter_bands && !sbr->reset)
 273         sbr_make_f_tablelim(sbr);
 274
 275     return get_bits_count(gb) - cnt;
 276 }
 277
 278 static int array_min_int16(const int16_t *array, int nel)
 279 {
 280     int i, min = array[0];
 281     for (i = 1; i < nel; i++)
 282         min = FFMIN(array[i], min);
 283     return min;
 284 }
 285
 286 static void make_bands(int16_t* bands, int start, int stop, int num_bands)
 287 {
 288     int k, previous, present;
 289     float base, prod;
 290
 291     base = powf((float)stop / start, 1.0f / num_bands);
 292     prod = start;
 293     previous = start;
 294
 295     for (k = 0; k < num_bands-1; k++) {
 296         prod *= base;
 297         present  = lrintf(prod);
 298         bands[k] = present - previous;
 299         previous = present;
 300     }
 301     bands[num_bands-1] = stop - previous;
 302 }
 303
 304 static int check_n_master(AVCodecContext *avctx, int n_master, int bs_xover_band)
 305 {
 306     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 307     if (n_master <= 0) {
 308         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid n_master: %d\n", n_master);
 309         return -1;
 310     }
 311     if (bs_xover_band >= n_master) {
 312         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 313                "Invalid bitstream, crossover band index beyond array bounds: %d\n",
 314                bs_xover_band);
 315         return -1;
 316     }
 317     return 0;
 318 }
 319
 320 /// Master Frequency Band Table (14496-3 sp04 p194)
 321 static int sbr_make_f_master(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
 322                              SpectrumParameters *spectrum)
 323 {
 324     unsigned int temp, max_qmf_subbands = 0;
 325     unsigned int start_min, stop_min;
 326     int k;
 327     const int8_t *sbr_offset_ptr;
 328     int16_t stop_dk[13];
 329
 330     if (sbr->sample_rate < 32000) {
 331         temp = 3000;
 332     } else if (sbr->sample_rate < 64000) {
 333         temp = 4000;
 334     } else
 335         temp = 5000;
 336
 337     start_min = ((temp << 7) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
 338     stop_min  = ((temp << 8) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
 339
 340     switch (sbr->sample_rate) {
 341     case 16000:
 342         sbr_offset_ptr = sbr_offset[0];
 343         break;
 344     case 22050:
 345         sbr_offset_ptr = sbr_offset[1];
 346         break;
 347     case 24000:
 348         sbr_offset_ptr = sbr_offset[2];
 349         break;
 350     case 32000:
 351         sbr_offset_ptr = sbr_offset[3];
 352         break;
 353     case 44100: case 48000: case 64000:
 354         sbr_offset_ptr = sbr_offset[4];
 355         break;
 356     case 88200: case 96000: case 128000: case 176400: case 192000:
 357         sbr_offset_ptr = sbr_offset[5];
 358         break;
 359     default:
 360         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 361                "Unsupported sample rate for SBR: %d\n", sbr->sample_rate);
 362         return -1;
 363     }
 364
 365     sbr->k[0] = start_min + sbr_offset_ptr[spectrum->bs_start_freq];
 366
 367     if (spectrum->bs_stop_freq < 14) {
 368         sbr->k[2] = stop_min;
 369         make_bands(stop_dk, stop_min, 64, 13);
 370         qsort(stop_dk, 13, sizeof(stop_dk[0]), qsort_comparison_function_int16);
 371         for (k = 0; k < spectrum->bs_stop_freq; k++)
 372             sbr->k[2] += stop_dk[k];
 373     } else if (spectrum->bs_stop_freq == 14) {
 374         sbr->k[2] = 2*sbr->k[0];
 375     } else if (spectrum->bs_stop_freq == 15) {
 376         sbr->k[2] = 3*sbr->k[0];
 377     } else {
 378         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 379                "Invalid bs_stop_freq: %d\n", spectrum->bs_stop_freq);
 380         return -1;
 381     }
 382     sbr->k[2] = FFMIN(64, sbr->k[2]);
 383
 384     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 385     if (sbr->sample_rate <= 32000) {
 386         max_qmf_subbands = 48;
 387     } else if (sbr->sample_rate == 44100) {
 388         max_qmf_subbands = 35;
 389     } else if (sbr->sample_rate >= 48000)
 390         max_qmf_subbands = 32;
 391
 392     if (sbr->k[2] - sbr->k[0] > max_qmf_subbands) {
 393         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 394                "Invalid bitstream, too many QMF subbands: %d\n", sbr->k[2] - sbr->k[0]);
 395         return -1;
 396     }
 397
 398     if (!spectrum->bs_freq_scale) {
 399         int dk, k2diff;
 400
 401         dk = spectrum->bs_alter_scale + 1;
 402         sbr->n_master = ((sbr->k[2] - sbr->k[0] + (dk&2)) >> dk) << 1;
 403         if (check_n_master(ac->avctx, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
 404             return -1;
 405
 406         for (k = 1; k <= sbr->n_master; k++)
 407             sbr->f_master[k] = dk;
 408
 409         k2diff = sbr->k[2] - sbr->k[0] - sbr->n_master * dk;
 410         if (k2diff < 0) {
 411             sbr->f_master[1]--;
 412             sbr->f_master[2]-= (k2diff < -1);
 413         } else if (k2diff) {
 414             sbr->f_master[sbr->n_master]++;
 415         }
 416
 417         sbr->f_master[0] = sbr->k[0];
 418         for (k = 1; k <= sbr->n_master; k++)
 419             sbr->f_master[k] += sbr->f_master[k - 1];
 420
 421     } else {
 422         int half_bands = 7 - spectrum->bs_freq_scale;      // bs_freq_scale  = {1,2,3}
 423         int two_regions, num_bands_0;
 424         int vdk0_max, vdk1_min;
 425         int16_t vk0[49];
 426
 427         if (49 * sbr->k[2] > 110 * sbr->k[0]) {
 428             two_regions = 1;
 429             sbr->k[1] = 2 * sbr->k[0];
 430         } else {
 431             two_regions = 0;
 432             sbr->k[1] = sbr->k[2];
 433         }
 434
 435         num_bands_0 = lrintf(half_bands * log2f(sbr->k[1] / (float)sbr->k[0])) * 2;
 436
 437         if (num_bands_0 <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 438             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid num_bands_0: %d\n", num_bands_0);
 439             return -1;
 440         }
 441
 442         vk0[0] = 0;
 443
 444         make_bands(vk0+1, sbr->k[0], sbr->k[1], num_bands_0);
 445
 446         qsort(vk0 + 1, num_bands_0, sizeof(vk0[1]), qsort_comparison_function_int16);
 447         vdk0_max = vk0[num_bands_0];
 448
 449         vk0[0] = sbr->k[0];
 450         for (k = 1; k <= num_bands_0; k++) {
 451             if (vk0[k] <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 452                 av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid vDk0[%d]: %d\n", k, vk0[k]);
 453                 return -1;
 454             }
 455             vk0[k] += vk0[k-1];
 456         }
 457
 458         if (two_regions) {
 459             int16_t vk1[49];
 460             float invwarp = spectrum->bs_alter_scale ? 0.76923076923076923077f
 461                                                      : 1.0f; // bs_alter_scale = {0,1}
 462             int num_bands_1 = lrintf(half_bands * invwarp *
 463                                      log2f(sbr->k[2] / (float)sbr->k[1])) * 2;
 464
 465             make_bands(vk1+1, sbr->k[1], sbr->k[2], num_bands_1);
 466
 467             vdk1_min = array_min_int16(vk1 + 1, num_bands_1);
 468
 469             if (vdk1_min < vdk0_max) {
 470                 int change;
 471                 qsort(vk1 + 1, num_bands_1, sizeof(vk1[1]), qsort_comparison_function_int16);
 472                 change = FFMIN(vdk0_max - vk1[1], (vk1[num_bands_1] - vk1[1]) >> 1);
 473                 vk1[1]           += change;
 474                 vk1[num_bands_1] -= change;
 475             }
 476
 477             qsort(vk1 + 1, num_bands_1, sizeof(vk1[1]), qsort_comparison_function_int16);
 478
 479             vk1[0] = sbr->k[1];
 480             for (k = 1; k <= num_bands_1; k++) {
 481                 if (vk1[k] <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 482                     av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid vDk1[%d]: %d\n", k, vk1[k]);
 483                     return -1;
 484                 }
 485                 vk1[k] += vk1[k-1];
 486             }
 487
 488             sbr->n_master = num_bands_0 + num_bands_1;
 489             if (check_n_master(ac->avctx, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
 490                 return -1;
 491             memcpy(&sbr->f_master[0],               vk0,
 492                    (num_bands_0 + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
 493             memcpy(&sbr->f_master[num_bands_0 + 1], vk1 + 1,
 494                     num_bands_1      * sizeof(sbr->f_master[0]));
 495
 496         } else {
 497             sbr->n_master = num_bands_0;
 498             if (check_n_master(ac->avctx, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
 499                 return -1;
 500             memcpy(sbr->f_master, vk0, (num_bands_0 + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
 501         }
 502     }
 503
 504     return 0;
 505 }
 506
 507 /// High Frequency Generation - Patch Construction (14496-3 sp04 p216 fig. 4.46)
 508 static int sbr_hf_calc_npatches(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
 509 {
 510     int i, k, sb = 0;
 511     int msb = sbr->k[0];
 512     int usb = sbr->kx[1];
 513     int goal_sb = ((1000 << 11) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
 514
 515     sbr->num_patches = 0;
 516
 517     if (goal_sb < sbr->kx[1] + sbr->m[1]) {
 518         for (k = 0; sbr->f_master[k] < goal_sb; k++) ;
 519     } else
 520         k = sbr->n_master;
 521
 522     do {
 523         int odd = 0;
 524         for (i = k; i == k || sb > (sbr->k[0] - 1 + msb - odd); i--) {
 525             sb = sbr->f_master[i];
 526             odd = (sb + sbr->k[0]) & 1;
 527         }
 528
 529         // Requirements (14496-3 sp04 p205) sets the maximum number of patches to 5.
 530         // After this check the final number of patches can still be six which is
 531         // illegal however the Coding Technologies decoder check stream has a final
 532         // count of 6 patches
 533         if (sbr->num_patches > 5) {
 534             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many patches: %d\n", sbr->num_patches);
 535             return -1;
 536         }
 537
 538         sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches]  = FFMAX(sb - usb, 0);
 539         sbr->patch_start_subband[sbr->num_patches] = sbr->k[0] - odd - sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches];
 540
 541         if (sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches] > 0) {
 542             usb = sb;
 543             msb = sb;
 544             sbr->num_patches++;
 545         } else
 546             msb = sbr->kx[1];
 547
 548         if (sbr->f_master[k] - sb < 3)
 549             k = sbr->n_master;
 550     } while (sb != sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
 551
 552     if (sbr->num_patches > 1 &&
 553         sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches - 1] < 3)
 554         sbr->num_patches--;
 555
 556     return 0;
 557 }
 558
 559 /// Derived Frequency Band Tables (14496-3 sp04 p197)
 560 static int sbr_make_f_derived(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
 561 {
 562     int k, temp;
 563
 564     sbr->n[1] = sbr->n_master - sbr->spectrum_params.bs_xover_band;
 565     sbr->n[0] = (sbr->n[1] + 1) >> 1;
 566
 567     memcpy(sbr->f_tablehigh, &sbr->f_master[sbr->spectrum_params.bs_xover_band],
 568            (sbr->n[1] + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
 569     sbr->m[1] = sbr->f_tablehigh[sbr->n[1]] - sbr->f_tablehigh[0];
 570     sbr->kx[1] = sbr->f_tablehigh[0];
 571
 572     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 573     if (sbr->kx[1] + sbr->m[1] > 64) {
 574         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 575                "Stop frequency border too high: %d\n", sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
 576         return -1;
 577     }
 578     if (sbr->kx[1] > 32) {
 579         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Start frequency border too high: %d\n", sbr->kx[1]);
 580         return -1;
 581     }
 582
 583     sbr->f_tablelow[0] = sbr->f_tablehigh[0];
 584     temp = sbr->n[1] & 1;
 585     for (k = 1; k <= sbr->n[0]; k++)
 586         sbr->f_tablelow[k] = sbr->f_tablehigh[2 * k - temp];
 587
 588     sbr->n_q = FFMAX(1, lrintf(sbr->spectrum_params.bs_noise_bands *
 589                                log2f(sbr->k[2] / (float)sbr->kx[1]))); // 0 <= bs_noise_bands <= 3
 590     if (sbr->n_q > 5) {
 591         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many noise floor scale factors: %d\n", sbr->n_q);
 592         return -1;
 593     }
 594
 595     sbr->f_tablenoise[0] = sbr->f_tablelow[0];
 596     temp = 0;
 597     for (k = 1; k <= sbr->n_q; k++) {
 598         temp += (sbr->n[0] - temp) / (sbr->n_q + 1 - k);
 599         sbr->f_tablenoise[k] = sbr->f_tablelow[temp];
 600     }
 601
 602     if (sbr_hf_calc_npatches(ac, sbr) < 0)
 603         return -1;
 604
 605     sbr_make_f_tablelim(sbr);
 606
 607     sbr->data[0].f_indexnoise = 0;
 608     sbr->data[1].f_indexnoise = 0;
 609
 610     return 0;
 611 }
 612
 613 static av_always_inline void get_bits1_vector(GetBitContext *gb, uint8_t *vec,
 614                                               int elements)
 615 {
 616     int i;
 617     for (i = 0; i < elements; i++) {
 618         vec[i] = get_bits1(gb);
 619     }
 620 }
 621
 622 /** ceil(log2(index+1)) */
 623 static const int8_t ceil_log2[] = {
 624     0, 1, 2, 2, 3, 3,
 625 };
 626
 627 static int read_sbr_grid(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
 628                          GetBitContext *gb, SBRData *ch_data)
 629 {
 630     int i;
 631     int bs_pointer = 0;
 632     // frameLengthFlag ? 15 : 16; 960 sample length frames unsupported; this value is numTimeSlots
 633     int abs_bord_trail = 16;
 634     int num_rel_lead, num_rel_trail;
 635     unsigned bs_num_env_old = ch_data->bs_num_env;
 636
 637     ch_data->bs_freq_res[0] = ch_data->bs_freq_res[ch_data->bs_num_env];
 638     ch_data->bs_amp_res = sbr->bs_amp_res_header;
 639     ch_data->t_env_num_env_old = ch_data->t_env[bs_num_env_old];
 640
 641     switch (ch_data->bs_frame_class = get_bits(gb, 2)) {
 642     case FIXFIX:
 643         ch_data->bs_num_env                 = 1 << get_bits(gb, 2);
 644         num_rel_lead                        = ch_data->bs_num_env - 1;
 645         if (ch_data->bs_num_env == 1)
 646             ch_data->bs_amp_res = 0;
 647
 648         if (ch_data->bs_num_env > 4) {
 649             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 650                    "Invalid bitstream, too many SBR envelopes in FIXFIX type SBR frame: %d\n",
 651                    ch_data->bs_num_env);
 652             return -1;
 653         }
 654
 655         ch_data->t_env[0]                   = 0;
 656         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
 657
 658         abs_bord_trail = (abs_bord_trail + (ch_data->bs_num_env >> 1)) /
 659                    ch_data->bs_num_env;
 660         for (i = 0; i < num_rel_lead; i++)
 661             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + abs_bord_trail;
 662
 663         ch_data->bs_freq_res[1] = get_bits1(gb);
 664         for (i = 1; i < ch_data->bs_num_env; i++)
 665             ch_data->bs_freq_res[i + 1] = ch_data->bs_freq_res[1];
 666         break;
 667     case FIXVAR:
 668         abs_bord_trail                     += get_bits(gb, 2);
 669         num_rel_trail                       = get_bits(gb, 2);
 670         ch_data->bs_num_env                 = num_rel_trail + 1;
 671         ch_data->t_env[0]                   = 0;
 672         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
 673
 674         for (i = 0; i < num_rel_trail; i++)
 675             ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - 1 - i] =
 676                 ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - i] - 2 * get_bits(gb, 2) - 2;
 677
 678         bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env]);
 679
 680         for (i = 0; i < ch_data->bs_num_env; i++)
 681             ch_data->bs_freq_res[ch_data->bs_num_env - i] = get_bits1(gb);
 682         break;
 683     case VARFIX:
 684         ch_data->t_env[0]                   = get_bits(gb, 2);
 685         num_rel_lead                        = get_bits(gb, 2);
 686         ch_data->bs_num_env                 = num_rel_lead + 1;
 687         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
 688
 689         for (i = 0; i < num_rel_lead; i++)
 690             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + 2 * get_bits(gb, 2) + 2;
 691
 692         bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env]);
 693
 694         get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_freq_res + 1, ch_data->bs_num_env);
 695         break;
 696     case VARVAR:
 697         ch_data->t_env[0]                   = get_bits(gb, 2);
 698         abs_bord_trail                     += get_bits(gb, 2);
 699         num_rel_lead                        = get_bits(gb, 2);
 700         num_rel_trail                       = get_bits(gb, 2);
 701         ch_data->bs_num_env                 = num_rel_lead + num_rel_trail + 1;
 702
 703         if (ch_data->bs_num_env > 5) {
 704             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 705                    "Invalid bitstream, too many SBR envelopes in VARVAR type SBR frame: %d\n",
 706                    ch_data->bs_num_env);
 707             return -1;
 708         }
 709
 710         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
 711
 712         for (i = 0; i < num_rel_lead; i++)
 713             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + 2 * get_bits(gb, 2) + 2;
 714         for (i = 0; i < num_rel_trail; i++)
 715             ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - 1 - i] =
 716                 ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - i] - 2 * get_bits(gb, 2) - 2;
 717
 718         bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env]);
 719
 720         get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_freq_res + 1, ch_data->bs_num_env);
 721         break;
 722     }
 723
 724     if (bs_pointer < 0 || bs_pointer > ch_data->bs_num_env + 1) {
 725         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 726                "Invalid bitstream, bs_pointer points to a middle noise border outside the time borders table: %d\n",
 727                bs_pointer);
 728         return -1;
 729     }
 730
 731     for (i = 1; i <= ch_data->bs_num_env; i++) {
 732         if (ch_data->t_env[i-1] > ch_data->t_env[i]) {
 733             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Non monotone time borders\n");
 734             return -1;
 735         }
 736     }
 737
 738     ch_data->bs_num_noise = (ch_data->bs_num_env > 1) + 1;
 739
 740     ch_data->t_q[0]                     = ch_data->t_env[0];
 741     ch_data->t_q[ch_data->bs_num_noise] = ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env];
 742     if (ch_data->bs_num_noise > 1) {
 743         int idx;
 744         if (ch_data->bs_frame_class == FIXFIX) {
 745             idx = ch_data->bs_num_env >> 1;
 746         } else if (ch_data->bs_frame_class & 1) { // FIXVAR or VARVAR
 747             idx = ch_data->bs_num_env - FFMAX(bs_pointer - 1, 1);
 748         } else { // VARFIX
 749             if (!bs_pointer)
 750                 idx = 1;
 751             else if (bs_pointer == 1)
 752                 idx = ch_data->bs_num_env - 1;
 753             else // bs_pointer > 1
 754                 idx = bs_pointer - 1;
 755         }
 756         ch_data->t_q[1] = ch_data->t_env[idx];
 757     }
 758
 759     ch_data->e_a[0] = -(ch_data->e_a[1] != bs_num_env_old); // l_APrev
 760     ch_data->e_a[1] = -1;
 761     if ((ch_data->bs_frame_class & 1) && bs_pointer) { // FIXVAR or VARVAR and bs_pointer != 0
 762         ch_data->e_a[1] = ch_data->bs_num_env + 1 - bs_pointer;
 763     } else if ((ch_data->bs_frame_class == 2) && (bs_pointer > 1)) // VARFIX and bs_pointer > 1
 764         ch_data->e_a[1] = bs_pointer - 1;
 765
 766     return 0;
 767 }
 768
 769 static void copy_sbr_grid(SBRData *dst, const SBRData *src) {
 770     //These variables are saved from the previous frame rather than copied
 771     dst->bs_freq_res[0]    = dst->bs_freq_res[dst->bs_num_env];
 772     dst->t_env_num_env_old = dst->t_env[dst->bs_num_env];
 773     dst->e_a[0]            = -(dst->e_a[1] != dst->bs_num_env);
 774
 775     //These variables are read from the bitstream and therefore copied
 776     memcpy(dst->bs_freq_res+1, src->bs_freq_res+1, sizeof(dst->bs_freq_res)-sizeof(*dst->bs_freq_res));
 777     memcpy(dst->t_env,         src->t_env,         sizeof(dst->t_env));
 778     memcpy(dst->t_q,           src->t_q,           sizeof(dst->t_q));
 779     dst->bs_num_env        = src->bs_num_env;
 780     dst->bs_amp_res        = src->bs_amp_res;
 781     dst->bs_num_noise      = src->bs_num_noise;
 782     dst->bs_frame_class    = src->bs_frame_class;
 783     dst->e_a[1]            = src->e_a[1];
 784 }
 785
 786 /// Read how the envelope and noise floor data is delta coded
 787 static void read_sbr_dtdf(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 788                           SBRData *ch_data)
 789 {
 790     get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_df_env,   ch_data->bs_num_env);
 791     get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_df_noise, ch_data->bs_num_noise);
 792 }
 793
 794 /// Read inverse filtering data
 795 static void read_sbr_invf(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 796                           SBRData *ch_data)
 797 {
 798     int i;
 799
 800     memcpy(ch_data->bs_invf_mode[1], ch_data->bs_invf_mode[0], 5 * sizeof(uint8_t));
 801     for (i = 0; i < sbr->n_q; i++)
 802         ch_data->bs_invf_mode[0][i] = get_bits(gb, 2);
 803 }
 804
 805 static void read_sbr_envelope(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 806                               SBRData *ch_data, int ch)
 807 {
 808     int bits;
 809     int i, j, k;
 810     VLC_TYPE (*t_huff)[2], (*f_huff)[2];
 811     int t_lav, f_lav;
 812     const int delta = (ch == 1 && sbr->bs_coupling == 1) + 1;
 813     const int odd = sbr->n[1] & 1;
 814
 815     if (sbr->bs_coupling && ch) {
 816         if (ch_data->bs_amp_res) {
 817             bits   = 5;
 818             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
 819             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
 820             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
 821             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
 822         } else {
 823             bits   = 6;
 824             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB].table;
 825             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB];
 826             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB].table;
 827             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB];
 828         }
 829     } else {
 830         if (ch_data->bs_amp_res) {
 831             bits   = 6;
 832             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
 833             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
 834             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
 835             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
 836         } else {
 837             bits   = 7;
 838             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_1_5DB].table;
 839             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_1_5DB];
 840             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_1_5DB].table;
 841             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_1_5DB];
 842         }
 843     }
 844
 845     for (i = 0; i < ch_data->bs_num_env; i++) {
 846         if (ch_data->bs_df_env[i]) {
 847             // bs_freq_res[0] == bs_freq_res[bs_num_env] from prev frame
 848             if (ch_data->bs_freq_res[i + 1] == ch_data->bs_freq_res[i]) {
 849                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++)
 850                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][j] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
 851             } else if (ch_data->bs_freq_res[i + 1]) {
 852                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++) {
 853                     k = (j + odd) >> 1; // find k such that f_tablelow[k] <= f_tablehigh[j] < f_tablelow[k + 1]
 854                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][k] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
 855                 }
 856             } else {
 857                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++) {
 858                     k = j ? 2*j - odd : 0; // find k such that f_tablehigh[k] == f_tablelow[j]
 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             }
 862         } else {
 863             ch_data->env_facs[i + 1][0] = delta * get_bits(gb, bits); // bs_env_start_value_balance
 864             for (j = 1; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++)
 865                 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);
 866         }
 867     }
 868
 869     //assign 0th elements of env_facs from last elements
 870     memcpy(ch_data->env_facs[0], ch_data->env_facs[ch_data->bs_num_env],
 871            sizeof(ch_data->env_facs[0]));
 872 }
 873
 874 static void read_sbr_noise(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 875                            SBRData *ch_data, int ch)
 876 {
 877     int i, j;
 878     VLC_TYPE (*t_huff)[2], (*f_huff)[2];
 879     int t_lav, f_lav;
 880     int delta = (ch == 1 && sbr->bs_coupling == 1) + 1;
 881
 882     if (sbr->bs_coupling && ch) {
 883         t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB].table;
 884         t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB];
 885         f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
 886         f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
 887     } else {
 888         t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB].table;
 889         t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB];
 890         f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
 891         f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
 892     }
 893
 894     for (i = 0; i < ch_data->bs_num_noise; i++) {
 895         if (ch_data->bs_df_noise[i]) {
 896             for (j = 0; j < sbr->n_q; j++)
 897                 ch_data->noise_facs[i + 1][j] = ch_data->noise_facs[i][j] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 2) - t_lav);
 898         } else {
 899             ch_data->noise_facs[i + 1][0] = delta * get_bits(gb, 5); // bs_noise_start_value_balance or bs_noise_start_value_level
 900             for (j = 1; j < sbr->n_q; j++)
 901                 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);
 902         }
 903     }
 904
 905     //assign 0th elements of noise_facs from last elements
 906     memcpy(ch_data->noise_facs[0], ch_data->noise_facs[ch_data->bs_num_noise],
 907            sizeof(ch_data->noise_facs[0]));
 908 }
 909
 910 static void read_sbr_extension(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
 911                                GetBitContext *gb,
 912                                int bs_extension_id, int *num_bits_left)
 913 {
 914     switch (bs_extension_id) {
 915     case EXTENSION_ID_PS:
 916         if (!ac->oc[1].m4ac.ps) {
 917             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Parametric Stereo signaled to be not-present but was found in the bitstream.\n");
 918             skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
 919             *num_bits_left = 0;
 920         } else {
 921             *num_bits_left -= ff_ps_read_data(ac->avctx, gb, &sbr->ps, *num_bits_left);
 922             ac->avctx->profile = FF_PROFILE_AAC_HE_V2;
 923         }
 924         break;
 925     default:
 926         // some files contain 0-padding
 927         if (bs_extension_id || *num_bits_left > 16 || show_bits(gb, *num_bits_left))
 928             avpriv_request_sample(ac->avctx, "Reserved SBR extensions");
 929         skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
 930         *num_bits_left = 0;
 931         break;
 932     }
 933 }
 934
 935 static int read_sbr_single_channel_element(AACContext *ac,
 936                                             SpectralBandReplication *sbr,
 937                                             GetBitContext *gb)
 938 {
 939     if (get_bits1(gb)) // bs_data_extra
 940         skip_bits(gb, 4); // bs_reserved
 941
 942     if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]))
 943         return -1;
 944     read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 945     read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 946     read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 947     read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 948
 949     if ((sbr->data[0].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
 950         get_bits1_vector(gb, sbr->data[0].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
 951
 952     return 0;
 953 }
 954
 955 static int read_sbr_channel_pair_element(AACContext *ac,
 956                                           SpectralBandReplication *sbr,
 957                                           GetBitContext *gb)
 958 {
 959     if (get_bits1(gb))    // bs_data_extra
 960         skip_bits(gb, 8); // bs_reserved
 961
 962     if ((sbr->bs_coupling = get_bits1(gb))) {
 963         if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]))
 964             return -1;
 965         copy_sbr_grid(&sbr->data[1], &sbr->data[0]);
 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         memcpy(sbr->data[1].bs_invf_mode[1], sbr->data[1].bs_invf_mode[0], sizeof(sbr->data[1].bs_invf_mode[0]));
 970         memcpy(sbr->data[1].bs_invf_mode[0], sbr->data[0].bs_invf_mode[0], sizeof(sbr->data[1].bs_invf_mode[0]));
 971         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 972         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 973         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 974         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 975     } else {
 976         if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]) ||
 977             read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[1]))
 978             return -1;
 979         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 980         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
 981         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 982         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
 983         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 984         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 985         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 986         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 987     }
 988
 989     if ((sbr->data[0].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
 990         get_bits1_vector(gb, sbr->data[0].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
 991     if ((sbr->data[1].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
 992         get_bits1_vector(gb, sbr->data[1].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
 993
 994     return 0;
 995 }
 996
 997 static unsigned int read_sbr_data(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
 998                                   GetBitContext *gb, int id_aac)
 999 {
1000     unsigned int cnt = get_bits_count(gb);
1001
1002     if (id_aac == TYPE_SCE || id_aac == TYPE_CCE) {
1003         if (read_sbr_single_channel_element(ac, sbr, gb)) {
1004             sbr_turnoff(sbr);
1005             return get_bits_count(gb) - cnt;
1006         }
1007     } else if (id_aac == TYPE_CPE) {
1008         if (read_sbr_channel_pair_element(ac, sbr, gb)) {
1009             sbr_turnoff(sbr);
1010             return get_bits_count(gb) - cnt;
1011         }
1012     } else {
1013         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1014             "Invalid bitstream - cannot apply SBR to element type %d\n", id_aac);
1015         sbr_turnoff(sbr);
1016         return get_bits_count(gb) - cnt;
1017     }
1018     if (get_bits1(gb)) { // bs_extended_data
1019         int num_bits_left = get_bits(gb, 4); // bs_extension_size
1020         if (num_bits_left == 15)
1021             num_bits_left += get_bits(gb, 8); // bs_esc_count
1022
1023         num_bits_left <<= 3;
1024         while (num_bits_left > 7) {
1025             num_bits_left -= 2;
1026             read_sbr_extension(ac, sbr, gb, get_bits(gb, 2), &num_bits_left); // bs_extension_id
1027         }
1028         if (num_bits_left < 0) {
1029             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "SBR Extension over read.\n");
1030         }
1031         if (num_bits_left > 0)
1032             skip_bits(gb, num_bits_left);
1033     }
1034
1035     return get_bits_count(gb) - cnt;
1036 }
1037
1038 static void sbr_reset(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
1039 {
1040     int err;
1041     err = sbr_make_f_master(ac, sbr, &sbr->spectrum_params);
1042     if (err >= 0)
1043         err = sbr_make_f_derived(ac, sbr);
1044     if (err < 0) {
1045         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1046                "SBR reset failed. Switching SBR to pure upsampling mode.\n");
1047         sbr_turnoff(sbr);
1048     }
1049 }
1050
1051 /**
1052  * Decode Spectral Band Replication extension data; reference: table 4.55.
1053  *
1054  * @param   crc flag indicating the presence of CRC checksum
1055  * @param   cnt length of TYPE_FIL syntactic element in bytes
1056  *
1057  * @return  Returns number of bytes consumed from the TYPE_FIL element.
1058  */
1059 int ff_decode_sbr_extension(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1060                             GetBitContext *gb_host, int crc, int cnt, int id_aac)
1061 {
1062     unsigned int num_sbr_bits = 0, num_align_bits;
1063     unsigned bytes_read;
1064     GetBitContext gbc = *gb_host, *gb = &gbc;
1065     skip_bits_long(gb_host, cnt*8 - 4);
1066
1067     sbr->reset = 0;
1068
1069     if (!sbr->sample_rate)
1070         sbr->sample_rate = 2 * ac->oc[1].m4ac.sample_rate; //TODO use the nominal sample rate for arbitrary sample rate support
1071     if (!ac->oc[1].m4ac.ext_sample_rate)
1072         ac->oc[1].m4ac.ext_sample_rate = 2 * ac->oc[1].m4ac.sample_rate;
1073
1074     if (crc) {
1075         skip_bits(gb, 10); // bs_sbr_crc_bits; TODO - implement CRC check
1076         num_sbr_bits += 10;
1077     }
1078
1079     //Save some state from the previous frame.
1080     sbr->kx[0] = sbr->kx[1];
1081     sbr->m[0] = sbr->m[1];
1082     sbr->kx_and_m_pushed = 1;
1083
1084     num_sbr_bits++;
1085     if (get_bits1(gb)) // bs_header_flag
1086         num_sbr_bits += read_sbr_header(sbr, gb);
1087
1088     if (sbr->reset)
1089         sbr_reset(ac, sbr);
1090
1091     if (sbr->start)
1092         num_sbr_bits  += read_sbr_data(ac, sbr, gb, id_aac);
1093
1094     num_align_bits = ((cnt << 3) - 4 - num_sbr_bits) & 7;
1095     bytes_read = ((num_sbr_bits + num_align_bits + 4) >> 3);
1096
1097     if (bytes_read > cnt) {
1098         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1099                "Expected to read %d SBR bytes actually read %d.\n", cnt, bytes_read);
1100     }
1101     return cnt;
1102 }
1103
1104 /// Dequantization and stereo decoding (14496-3 sp04 p203)
1105 static void sbr_dequant(SpectralBandReplication *sbr, int id_aac)
1106 {
1107     int k, e;
1108     int ch;
1109
1110     if (id_aac == TYPE_CPE && sbr->bs_coupling) {
1111         float alpha      = sbr->data[0].bs_amp_res ?  1.0f :  0.5f;
1112         float pan_offset = sbr->data[0].bs_amp_res ? 12.0f : 24.0f;
1113         for (e = 1; e <= sbr->data[0].bs_num_env; e++) {
1114             for (k = 0; k < sbr->n[sbr->data[0].bs_freq_res[e]]; k++) {
1115                 float temp1 = exp2f(sbr->data[0].env_facs[e][k] * alpha + 7.0f);
1116                 float temp2 = exp2f((pan_offset - sbr->data[1].env_facs[e][k]) * alpha);
1117                 float fac   = temp1 / (1.0f + temp2);
1118                 sbr->data[0].env_facs[e][k] = fac;
1119                 sbr->data[1].env_facs[e][k] = fac * temp2;
1120             }
1121         }
1122         for (e = 1; e <= sbr->data[0].bs_num_noise; e++) {
1123             for (k = 0; k < sbr->n_q; k++) {
1124                 float temp1 = exp2f(NOISE_FLOOR_OFFSET - sbr->data[0].noise_facs[e][k] + 1);
1125                 float temp2 = exp2f(12 - sbr->data[1].noise_facs[e][k]);
1126                 float fac   = temp1 / (1.0f + temp2);
1127                 sbr->data[0].noise_facs[e][k] = fac;
1128                 sbr->data[1].noise_facs[e][k] = fac * temp2;
1129             }
1130         }
1131     } else { // SCE or one non-coupled CPE
1132         for (ch = 0; ch < (id_aac == TYPE_CPE) + 1; ch++) {
1133             float alpha = sbr->data[ch].bs_amp_res ? 1.0f : 0.5f;
1134             for (e = 1; e <= sbr->data[ch].bs_num_env; e++)
1135                 for (k = 0; k < sbr->n[sbr->data[ch].bs_freq_res[e]]; k++)
1136                     sbr->data[ch].env_facs[e][k] =
1137                         exp2f(alpha * sbr->data[ch].env_facs[e][k] + 6.0f);
1138             for (e = 1; e <= sbr->data[ch].bs_num_noise; e++)
1139                 for (k = 0; k < sbr->n_q; k++)
1140                     sbr->data[ch].noise_facs[e][k] =
1141                         exp2f(NOISE_FLOOR_OFFSET - sbr->data[ch].noise_facs[e][k]);
1142         }
1143     }
1144 }
1145
1146 /**
1147  * Analysis QMF Bank (14496-3 sp04 p206)
1148  *
1149  * @param   x       pointer to the beginning of the first sample window
1150  * @param   W       array of complex-valued samples split into subbands
1151  */
1152 static void sbr_qmf_analysis(AVFloatDSPContext *dsp, FFTContext *mdct,
1153                              SBRDSPContext *sbrdsp, const float *in, float *x,
1154                              float z[320], float W[2][32][32][2], int buf_idx)
1155 {
1156     int i;
1157     memcpy(x    , x+1024, (320-32)*sizeof(x[0]));
1158     memcpy(x+288, in,         1024*sizeof(x[0]));
1159     for (i = 0; i < 32; i++) { // numTimeSlots*RATE = 16*2 as 960 sample frames
1160                                // are not supported
1161         dsp->vector_fmul_reverse(z, sbr_qmf_window_ds, x, 320);
1162         sbrdsp->sum64x5(z);
1163         sbrdsp->qmf_pre_shuffle(z);
1164         mdct->imdct_half(mdct, z, z+64);
1165         sbrdsp->qmf_post_shuffle(W[buf_idx][i], z);
1166         x += 32;
1167     }
1168 }
1169
1170 /**
1171  * Synthesis QMF Bank (14496-3 sp04 p206) and Downsampled Synthesis QMF Bank
1172  * (14496-3 sp04 p206)
1173  */
1174 static void sbr_qmf_synthesis(FFTContext *mdct,
1175                               SBRDSPContext *sbrdsp, AVFloatDSPContext *dsp,
1176                               float *out, float X[2][38][64],
1177                               float mdct_buf[2][64],
1178                               float *v0, int *v_off, const unsigned int div)
1179 {
1180     int i, n;
1181     const float *sbr_qmf_window = div ? sbr_qmf_window_ds : sbr_qmf_window_us;
1182     const int step = 128 >> div;
1183     float *v;
1184     for (i = 0; i < 32; i++) {
1185         if (*v_off < step) {
1186             int saved_samples = (1280 - 128) >> div;
1187             memcpy(&v0[SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - saved_samples], v0, saved_samples * sizeof(float));
1188             *v_off = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - saved_samples - step;
1189         } else {
1190             *v_off -= step;
1191         }
1192         v = v0 + *v_off;
1193         if (div) {
1194             for (n = 0; n < 32; n++) {
1195                 X[0][i][   n] = -X[0][i][n];
1196                 X[0][i][32+n] =  X[1][i][31-n];
1197             }
1198             mdct->imdct_half(mdct, mdct_buf[0], X[0][i]);
1199             sbrdsp->qmf_deint_neg(v, mdct_buf[0]);
1200         } else {
1201             sbrdsp->neg_odd_64(X[1][i]);
1202             mdct->imdct_half(mdct, mdct_buf[0], X[0][i]);
1203             mdct->imdct_half(mdct, mdct_buf[1], X[1][i]);
1204             sbrdsp->qmf_deint_bfly(v, mdct_buf[1], mdct_buf[0]);
1205         }
1206         dsp->vector_fmul    (out, v                , sbr_qmf_window                       , 64 >> div);
1207         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 192 >> div), sbr_qmf_window + ( 64 >> div), out   , 64 >> div);
1208         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 256 >> div), sbr_qmf_window + (128 >> div), out   , 64 >> div);
1209         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 448 >> div), sbr_qmf_window + (192 >> div), out   , 64 >> div);
1210         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 512 >> div), sbr_qmf_window + (256 >> div), out   , 64 >> div);
1211         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 704 >> div), sbr_qmf_window + (320 >> div), out   , 64 >> div);
1212         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 768 >> div), sbr_qmf_window + (384 >> div), out   , 64 >> div);
1213         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 960 >> div), sbr_qmf_window + (448 >> div), out   , 64 >> div);
1214         dsp->vector_fmul_add(out, v + (1024 >> div), sbr_qmf_window + (512 >> div), out   , 64 >> div);
1215         dsp->vector_fmul_add(out, v + (1216 >> div), sbr_qmf_window + (576 >> div), out   , 64 >> div);
1216         out += 64 >> div;
1217     }
1218 }
1219
1220 /** High Frequency Generation (14496-3 sp04 p214+) and Inverse Filtering
1221  * (14496-3 sp04 p214)
1222  * Warning: This routine does not seem numerically stable.
1223  */
1224 static void sbr_hf_inverse_filter(SBRDSPContext *dsp,
1225                                   float (*alpha0)[2], float (*alpha1)[2],
1226                                   const float X_low[32][40][2], int k0)
1227 {
1228     int k;
1229     for (k = 0; k < k0; k++) {
1230         LOCAL_ALIGNED_16(float, phi, [3], [2][2]);
1231         float dk;
1232
1233         dsp->autocorrelate(X_low[k], phi);
1234
1235         dk =  phi[2][1][0] * phi[1][0][0] -
1236              (phi[1][1][0] * phi[1][1][0] + phi[1][1][1] * phi[1][1][1]) / 1.000001f;
1237
1238         if (!dk) {
1239             alpha1[k][0] = 0;
1240             alpha1[k][1] = 0;
1241         } else {
1242             float temp_real, temp_im;
1243             temp_real = phi[0][0][0] * phi[1][1][0] -
1244                         phi[0][0][1] * phi[1][1][1] -
1245                         phi[0][1][0] * phi[1][0][0];
1246             temp_im   = phi[0][0][0] * phi[1][1][1] +
1247                         phi[0][0][1] * phi[1][1][0] -
1248                         phi[0][1][1] * phi[1][0][0];
1249
1250             alpha1[k][0] = temp_real / dk;
1251             alpha1[k][1] = temp_im   / dk;
1252         }
1253
1254         if (!phi[1][0][0]) {
1255             alpha0[k][0] = 0;
1256             alpha0[k][1] = 0;
1257         } else {
1258             float temp_real, temp_im;
1259             temp_real = phi[0][0][0] + alpha1[k][0] * phi[1][1][0] +
1260                                        alpha1[k][1] * phi[1][1][1];
1261             temp_im   = phi[0][0][1] + alpha1[k][1] * phi[1][1][0] -
1262                                        alpha1[k][0] * phi[1][1][1];
1263
1264             alpha0[k][0] = -temp_real / phi[1][0][0];
1265             alpha0[k][1] = -temp_im   / phi[1][0][0];
1266         }
1267
1268         if (alpha1[k][0] * alpha1[k][0] + alpha1[k][1] * alpha1[k][1] >= 16.0f ||
1269            alpha0[k][0] * alpha0[k][0] + alpha0[k][1] * alpha0[k][1] >= 16.0f) {
1270             alpha1[k][0] = 0;
1271             alpha1[k][1] = 0;
1272             alpha0[k][0] = 0;
1273             alpha0[k][1] = 0;
1274         }
1275     }
1276 }
1277
1278 /// Chirp Factors (14496-3 sp04 p214)
1279 static void sbr_chirp(SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data)
1280 {
1281     int i;
1282     float new_bw;
1283     static const float bw_tab[] = { 0.0f, 0.75f, 0.9f, 0.98f };
1284
1285     for (i = 0; i < sbr->n_q; i++) {
1286         if (ch_data->bs_invf_mode[0][i] + ch_data->bs_invf_mode[1][i] == 1) {
1287             new_bw = 0.6f;
1288         } else
1289             new_bw = bw_tab[ch_data->bs_invf_mode[0][i]];
1290
1291         if (new_bw < ch_data->bw_array[i]) {
1292             new_bw = 0.75f    * new_bw + 0.25f    * ch_data->bw_array[i];
1293         } else
1294             new_bw = 0.90625f * new_bw + 0.09375f * ch_data->bw_array[i];
1295         ch_data->bw_array[i] = new_bw < 0.015625f ? 0.0f : new_bw;
1296     }
1297 }
1298
1299 /// Generate the subband filtered lowband
1300 static int sbr_lf_gen(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1301                       float X_low[32][40][2], const float W[2][32][32][2],
1302                       int buf_idx)
1303 {
1304     int i, k;
1305     const int t_HFGen = 8;
1306     const int i_f = 32;
1307     memset(X_low, 0, 32*sizeof(*X_low));
1308     for (k = 0; k < sbr->kx[1]; k++) {
1309         for (i = t_HFGen; i < i_f + t_HFGen; i++) {
1310             X_low[k][i][0] = W[buf_idx][i - t_HFGen][k][0];
1311             X_low[k][i][1] = W[buf_idx][i - t_HFGen][k][1];
1312         }
1313     }
1314     buf_idx = 1-buf_idx;
1315     for (k = 0; k < sbr->kx[0]; k++) {
1316         for (i = 0; i < t_HFGen; i++) {
1317             X_low[k][i][0] = W[buf_idx][i + i_f - t_HFGen][k][0];
1318             X_low[k][i][1] = W[buf_idx][i + i_f - t_HFGen][k][1];
1319         }
1320     }
1321     return 0;
1322 }
1323
1324 /// High Frequency Generator (14496-3 sp04 p215)
1325 static int sbr_hf_gen(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1326                       float X_high[64][40][2], const float X_low[32][40][2],
1327                       const float (*alpha0)[2], const float (*alpha1)[2],
1328                       const float bw_array[5], const uint8_t *t_env,
1329                       int bs_num_env)
1330 {
1331     int j, x;
1332     int g = 0;
1333     int k = sbr->kx[1];
1334     for (j = 0; j < sbr->num_patches; j++) {
1335         for (x = 0; x < sbr->patch_num_subbands[j]; x++, k++) {
1336             const int p = sbr->patch_start_subband[j] + x;
1337             while (g <= sbr->n_q && k >= sbr->f_tablenoise[g])
1338                 g++;
1339             g--;
1340
1341             if (g < 0) {
1342                 av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1343                        "ERROR : no subband found for frequency %d\n", k);
1344                 return -1;
1345             }
1346
1347             sbr->dsp.hf_gen(X_high[k] + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET,
1348                             X_low[p]  + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET,
1349                             alpha0[p], alpha1[p], bw_array[g],
1350                             2 * t_env[0], 2 * t_env[bs_num_env]);
1351         }
1352     }
1353     if (k < sbr->m[1] + sbr->kx[1])
1354         memset(X_high + k, 0, (sbr->m[1] + sbr->kx[1] - k) * sizeof(*X_high));
1355
1356     return 0;
1357 }
1358
1359 /// Generate the subband filtered lowband
1360 static int sbr_x_gen(SpectralBandReplication *sbr, float X[2][38][64],
1361                      const float Y0[38][64][2], const float Y1[38][64][2],
1362                      const float X_low[32][40][2], int ch)
1363 {
1364     int k, i;
1365     const int i_f = 32;
1366     const int i_Temp = FFMAX(2*sbr->data[ch].t_env_num_env_old - i_f, 0);
1367     memset(X, 0, 2*sizeof(*X));
1368     for (k = 0; k < sbr->kx[0]; k++) {
1369         for (i = 0; i < i_Temp; i++) {
1370             X[0][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][0];
1371             X[1][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][1];
1372         }
1373     }
1374     for (; k < sbr->kx[0] + sbr->m[0]; k++) {
1375         for (i = 0; i < i_Temp; i++) {
1376             X[0][i][k] = Y0[i + i_f][k][0];
1377             X[1][i][k] = Y0[i + i_f][k][1];
1378         }
1379     }
1380
1381     for (k = 0; k < sbr->kx[1]; k++) {
1382         for (i = i_Temp; i < 38; i++) {
1383             X[0][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][0];
1384             X[1][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][1];
1385         }
1386     }
1387     for (; k < sbr->kx[1] + sbr->m[1]; k++) {
1388         for (i = i_Temp; i < i_f; i++) {
1389             X[0][i][k] = Y1[i][k][0];
1390             X[1][i][k] = Y1[i][k][1];
1391         }
1392     }
1393     return 0;
1394 }
1395
1396 /** High Frequency Adjustment (14496-3 sp04 p217) and Mapping
1397  * (14496-3 sp04 p217)
1398  */
1399 static int sbr_mapping(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1400                         SBRData *ch_data, int e_a[2])
1401 {
1402     int e, i, m;
1403
1404     memset(ch_data->s_indexmapped[1], 0, 7*sizeof(ch_data->s_indexmapped[1]));
1405     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1406         const unsigned int ilim = sbr->n[ch_data->bs_freq_res[e + 1]];
1407         uint16_t *table = ch_data->bs_freq_res[e + 1] ? sbr->f_tablehigh : sbr->f_tablelow;
1408         int k;
1409
1410         if (sbr->kx[1] != table[0]) {
1411             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "kx != f_table{high,low}[0]. "
1412                    "Derived frequency tables were not regenerated.\n");
1413             sbr_turnoff(sbr);
1414             return AVERROR_BUG;
1415         }
1416         for (i = 0; i < ilim; i++)
1417             for (m = table[i]; m < table[i + 1]; m++)
1418                 sbr->e_origmapped[e][m - sbr->kx[1]] = ch_data->env_facs[e+1][i];
1419
1420         // ch_data->bs_num_noise > 1 => 2 noise floors
1421         k = (ch_data->bs_num_noise > 1) && (ch_data->t_env[e] >= ch_data->t_q[1]);
1422         for (i = 0; i < sbr->n_q; i++)
1423             for (m = sbr->f_tablenoise[i]; m < sbr->f_tablenoise[i + 1]; m++)
1424                 sbr->q_mapped[e][m - sbr->kx[1]] = ch_data->noise_facs[k+1][i];
1425
1426         for (i = 0; i < sbr->n[1]; i++) {
1427             if (ch_data->bs_add_harmonic_flag) {
1428                 const unsigned int m_midpoint =
1429                     (sbr->f_tablehigh[i] + sbr->f_tablehigh[i + 1]) >> 1;
1430
1431                 ch_data->s_indexmapped[e + 1][m_midpoint - sbr->kx[1]] = ch_data->bs_add_harmonic[i] *
1432                     (e >= e_a[1] || (ch_data->s_indexmapped[0][m_midpoint - sbr->kx[1]] == 1));
1433             }
1434         }
1435
1436         for (i = 0; i < ilim; i++) {
1437             int additional_sinusoid_present = 0;
1438             for (m = table[i]; m < table[i + 1]; m++) {
1439                 if (ch_data->s_indexmapped[e + 1][m - sbr->kx[1]]) {
1440                     additional_sinusoid_present = 1;
1441                     break;
1442                 }
1443             }
1444             memset(&sbr->s_mapped[e][table[i] - sbr->kx[1]], additional_sinusoid_present,
1445                    (table[i + 1] - table[i]) * sizeof(sbr->s_mapped[e][0]));
1446         }
1447     }
1448
1449     memcpy(ch_data->s_indexmapped[0], ch_data->s_indexmapped[ch_data->bs_num_env], sizeof(ch_data->s_indexmapped[0]));
1450     return 0;
1451 }
1452
1453 /// Estimation of current envelope (14496-3 sp04 p218)
1454 static void sbr_env_estimate(float (*e_curr)[48], float X_high[64][40][2],
1455                              SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data)
1456 {
1457     int e, m;
1458     int kx1 = sbr->kx[1];
1459
1460     if (sbr->bs_interpol_freq) {
1461         for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1462             const float recip_env_size = 0.5f / (ch_data->t_env[e + 1] - ch_data->t_env[e]);
1463             int ilb = ch_data->t_env[e]     * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1464             int iub = ch_data->t_env[e + 1] * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1465
1466             for (m = 0; m < sbr->m[1]; m++) {
1467                 float sum = sbr->dsp.sum_square(X_high[m+kx1] + ilb, iub - ilb);
1468                 e_curr[e][m] = sum * recip_env_size;
1469             }
1470         }
1471     } else {
1472         int k, p;
1473
1474         for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1475             const int env_size = 2 * (ch_data->t_env[e + 1] - ch_data->t_env[e]);
1476             int ilb = ch_data->t_env[e]     * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1477             int iub = ch_data->t_env[e + 1] * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1478             const uint16_t *table = ch_data->bs_freq_res[e + 1] ? sbr->f_tablehigh : sbr->f_tablelow;
1479
1480             for (p = 0; p < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[e + 1]]; p++) {
1481                 float sum = 0.0f;
1482                 const int den = env_size * (table[p + 1] - table[p]);
1483
1484                 for (k = table[p]; k < table[p + 1]; k++) {
1485                     sum += sbr->dsp.sum_square(X_high[k] + ilb, iub - ilb);
1486                 }
1487                 sum /= den;
1488                 for (k = table[p]; k < table[p + 1]; k++) {
1489                     e_curr[e][k - kx1] = sum;
1490                 }
1491             }
1492         }
1493     }
1494 }
1495
1496 /**
1497  * Calculation of levels of additional HF signal components (14496-3 sp04 p219)
1498  * and Calculation of gain (14496-3 sp04 p219)
1499  */
1500 static void sbr_gain_calc(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1501                           SBRData *ch_data, const int e_a[2])
1502 {
1503     int e, k, m;
1504     // max gain limits : -3dB, 0dB, 3dB, inf dB (limiter off)
1505     static const float limgain[4] = { 0.70795, 1.0, 1.41254, 10000000000 };
1506
1507     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1508         int delta = !((e == e_a[1]) || (e == e_a[0]));
1509         for (k = 0; k < sbr->n_lim; k++) {
1510             float gain_boost, gain_max;
1511             float sum[2] = { 0.0f, 0.0f };
1512             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1513                 const float temp = sbr->e_origmapped[e][m] / (1.0f + sbr->q_mapped[e][m]);
1514                 sbr->q_m[e][m] = sqrtf(temp * sbr->q_mapped[e][m]);
1515                 sbr->s_m[e][m] = sqrtf(temp * ch_data->s_indexmapped[e + 1][m]);
1516                 if (!sbr->s_mapped[e][m]) {
1517                     sbr->gain[e][m] = sqrtf(sbr->e_origmapped[e][m] /
1518                                             ((1.0f + sbr->e_curr[e][m]) *
1519                                              (1.0f + sbr->q_mapped[e][m] * delta)));
1520                 } else {
1521                     sbr->gain[e][m] = sqrtf(sbr->e_origmapped[e][m] * sbr->q_mapped[e][m] /
1522                                             ((1.0f + sbr->e_curr[e][m]) *
1523                                              (1.0f + sbr->q_mapped[e][m])));
1524                 }
1525             }
1526             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1527                 sum[0] += sbr->e_origmapped[e][m];
1528                 sum[1] += sbr->e_curr[e][m];
1529             }
1530             gain_max = limgain[sbr->bs_limiter_gains] * sqrtf((FLT_EPSILON + sum[0]) / (FLT_EPSILON + sum[1]));
1531             gain_max = FFMIN(100000.f, gain_max);
1532             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1533                 float q_m_max   = sbr->q_m[e][m] * gain_max / sbr->gain[e][m];
1534                 sbr->q_m[e][m]  = FFMIN(sbr->q_m[e][m], q_m_max);
1535                 sbr->gain[e][m] = FFMIN(sbr->gain[e][m], gain_max);
1536             }
1537             sum[0] = sum[1] = 0.0f;
1538             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1539                 sum[0] += sbr->e_origmapped[e][m];
1540                 sum[1] += sbr->e_curr[e][m] * sbr->gain[e][m] * sbr->gain[e][m]
1541                           + sbr->s_m[e][m] * sbr->s_m[e][m]
1542                           + (delta && !sbr->s_m[e][m]) * sbr->q_m[e][m] * sbr->q_m[e][m];
1543             }
1544             gain_boost = sqrtf((FLT_EPSILON + sum[0]) / (FLT_EPSILON + sum[1]));
1545             gain_boost = FFMIN(1.584893192f, gain_boost);
1546             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1547                 sbr->gain[e][m] *= gain_boost;
1548                 sbr->q_m[e][m]  *= gain_boost;
1549                 sbr->s_m[e][m]  *= gain_boost;
1550             }
1551         }
1552     }
1553 }
1554
1555 /// Assembling HF Signals (14496-3 sp04 p220)
1556 static void sbr_hf_assemble(float Y1[38][64][2],
1557                             const float X_high[64][40][2],
1558                             SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data,
1559                             const int e_a[2])
1560 {
1561     int e, i, j, m;
1562     const int h_SL = 4 * !sbr->bs_smoothing_mode;
1563     const int kx = sbr->kx[1];
1564     const int m_max = sbr->m[1];
1565     static const float h_smooth[5] = {
1566         0.33333333333333,
1567         0.30150283239582,
1568         0.21816949906249,
1569         0.11516383427084,
1570         0.03183050093751,
1571     };
1572     static const int8_t phi[2][4] = {
1573         {  1,  0, -1,  0}, // real
1574         {  0,  1,  0, -1}, // imaginary
1575     };
1576     float (*g_temp)[48] = ch_data->g_temp, (*q_temp)[48] = ch_data->q_temp;
1577     int indexnoise = ch_data->f_indexnoise;
1578     int indexsine  = ch_data->f_indexsine;
1579
1580     if (sbr->reset) {
1581         for (i = 0; i < h_SL; i++) {
1582             memcpy(g_temp[i + 2*ch_data->t_env[0]], sbr->gain[0], m_max * sizeof(sbr->gain[0][0]));
1583             memcpy(q_temp[i + 2*ch_data->t_env[0]], sbr->q_m[0],  m_max * sizeof(sbr->q_m[0][0]));
1584         }
1585     } else if (h_SL) {
1586         for (i = 0; i < 4; i++) {
1587             memcpy(g_temp[i + 2 * ch_data->t_env[0]],
1588                    g_temp[i + 2 * ch_data->t_env_num_env_old],
1589                    sizeof(g_temp[0]));
1590             memcpy(q_temp[i + 2 * ch_data->t_env[0]],
1591                    q_temp[i + 2 * ch_data->t_env_num_env_old],
1592                    sizeof(q_temp[0]));
1593         }
1594     }
1595
1596     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1597         for (i = 2 * ch_data->t_env[e]; i < 2 * ch_data->t_env[e + 1]; i++) {
1598             memcpy(g_temp[h_SL + i], sbr->gain[e], m_max * sizeof(sbr->gain[0][0]));
1599             memcpy(q_temp[h_SL + i], sbr->q_m[e],  m_max * sizeof(sbr->q_m[0][0]));
1600         }
1601     }
1602
1603     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1604         for (i = 2 * ch_data->t_env[e]; i < 2 * ch_data->t_env[e + 1]; i++) {
1605             int phi_sign = (1 - 2*(kx & 1));
1606             LOCAL_ALIGNED_16(float, g_filt_tab, [48]);
1607             LOCAL_ALIGNED_16(float, q_filt_tab, [48]);
1608             float *g_filt, *q_filt;
1609
1610             if (h_SL && e != e_a[0] && e != e_a[1]) {
1611                 g_filt = g_filt_tab;
1612                 q_filt = q_filt_tab;
1613                 for (m = 0; m < m_max; m++) {
1614                     const int idx1 = i + h_SL;
1615                     g_filt[m] = 0.0f;
1616                     q_filt[m] = 0.0f;
1617                     for (j = 0; j <= h_SL; j++) {
1618                         g_filt[m] += g_temp[idx1 - j][m] * h_smooth[j];
1619                         q_filt[m] += q_temp[idx1 - j][m] * h_smooth[j];
1620                     }
1621                 }
1622             } else {
1623                 g_filt = g_temp[i + h_SL];
1624                 q_filt = q_temp[i];
1625             }
1626
1627             sbr->dsp.hf_g_filt(Y1[i] + kx, X_high + kx, g_filt, m_max,
1628                                i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET);
1629
1630             if (e != e_a[0] && e != e_a[1]) {
1631                 sbr->dsp.hf_apply_noise[indexsine](Y1[i] + kx, sbr->s_m[e],
1632                                                    q_filt, indexnoise,
1633                                                    kx, m_max);
1634             } else {
1635                 for (m = 0; m < m_max; m++) {
1636                     Y1[i][m + kx][0] +=
1637                         sbr->s_m[e][m] * phi[0][indexsine];
1638                     Y1[i][m + kx][1] +=
1639                         sbr->s_m[e][m] * (phi[1][indexsine] * phi_sign);
1640                     phi_sign = -phi_sign;
1641                 }
1642             }
1643             indexnoise = (indexnoise + m_max) & 0x1ff;
1644             indexsine = (indexsine + 1) & 3;
1645         }
1646     }
1647     ch_data->f_indexnoise = indexnoise;
1648     ch_data->f_indexsine  = indexsine;
1649 }
1650
1651 void ff_sbr_apply(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr, int id_aac,
1652                   float* L, float* R)
1653 {
1654     int downsampled = ac->oc[1].m4ac.ext_sample_rate < sbr->sample_rate;
1655     int ch;
1656     int nch = (id_aac == TYPE_CPE) ? 2 : 1;
1657     int err;
1658
1659     if (!sbr->kx_and_m_pushed) {
1660         sbr->kx[0] = sbr->kx[1];
1661         sbr->m[0] = sbr->m[1];
1662     } else {
1663         sbr->kx_and_m_pushed = 0;
1664     }
1665
1666     if (sbr->start) {
1667         sbr_dequant(sbr, id_aac);
1668     }
1669     for (ch = 0; ch < nch; ch++) {
1670         /* decode channel */
1671         sbr_qmf_analysis(&ac->fdsp, &sbr->mdct_ana, &sbr->dsp, ch ? R : L, sbr->data[ch].analysis_filterbank_samples,
1672                          (float*)sbr->qmf_filter_scratch,
1673                          sbr->data[ch].W, sbr->data[ch].Ypos);
1674         sbr_lf_gen(ac, sbr, sbr->X_low,
1675                    (const float (*)[32][32][2]) sbr->data[ch].W,
1676                    sbr->data[ch].Ypos);
1677         sbr->data[ch].Ypos ^= 1;
1678         if (sbr->start) {
1679             sbr_hf_inverse_filter(&sbr->dsp, sbr->alpha0, sbr->alpha1,
1680                                   (const float (*)[40][2]) sbr->X_low, sbr->k[0]);
1681             sbr_chirp(sbr, &sbr->data[ch]);
1682             sbr_hf_gen(ac, sbr, sbr->X_high,
1683                        (const float (*)[40][2]) sbr->X_low,
1684                        (const float (*)[2]) sbr->alpha0,
1685                        (const float (*)[2]) sbr->alpha1,
1686                        sbr->data[ch].bw_array, sbr->data[ch].t_env,
1687                        sbr->data[ch].bs_num_env);
1688
1689             // hf_adj
1690             err = sbr_mapping(ac, sbr, &sbr->data[ch], sbr->data[ch].e_a);
1691             if (!err) {
1692                 sbr_env_estimate(sbr->e_curr, sbr->X_high, sbr, &sbr->data[ch]);
1693                 sbr_gain_calc(ac, sbr, &sbr->data[ch], sbr->data[ch].e_a);
1694                 sbr_hf_assemble(sbr->data[ch].Y[sbr->data[ch].Ypos],
1695                                 (const float (*)[40][2]) sbr->X_high,
1696                                 sbr, &sbr->data[ch],
1697                                 sbr->data[ch].e_a);
1698             }
1699         }
1700
1701         /* synthesis */
1702         sbr_x_gen(sbr, sbr->X[ch],
1703                   (const float (*)[64][2]) sbr->data[ch].Y[1-sbr->data[ch].Ypos],
1704                   (const float (*)[64][2]) sbr->data[ch].Y[  sbr->data[ch].Ypos],
1705                   (const float (*)[40][2]) sbr->X_low, ch);
1706     }
1707
1708     if (ac->oc[1].m4ac.ps == 1) {
1709         if (sbr->ps.start) {
1710             ff_ps_apply(ac->avctx, &sbr->ps, sbr->X[0], sbr->X[1], sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
1711         } else {
1712             memcpy(sbr->X[1], sbr->X[0], sizeof(sbr->X[0]));
1713         }
1714         nch = 2;
1715     }
1716
1717     sbr_qmf_synthesis(&sbr->mdct, &sbr->dsp, &ac->fdsp,
1718                       L, sbr->X[0], sbr->qmf_filter_scratch,
1719                       sbr->data[0].synthesis_filterbank_samples,
1720                       &sbr->data[0].synthesis_filterbank_samples_offset,
1721                       downsampled);
1722     if (nch == 2)
1723         sbr_qmf_synthesis(&sbr->mdct, &sbr->dsp, &ac->fdsp,
1724                           R, sbr->X[1], sbr->qmf_filter_scratch,
1725                           sbr->data[1].synthesis_filterbank_samples,
1726                           &sbr->data[1].synthesis_filterbank_samples_offset,
1727                           downsampled);
1728 }