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 libavcodec/aacsbr.c
  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
  35 #include <stdint.h>
  36 #include <float.h>
  37
  38 #define ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET 2
  39 #define NOISE_FLOOR_OFFSET 6.0f
  40
  41 /**
  42  * SBR VLC tables
  43  */
  44 enum {
  45     T_HUFFMAN_ENV_1_5DB,
  46     F_HUFFMAN_ENV_1_5DB,
  47     T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB,
  48     F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB,
  49     T_HUFFMAN_ENV_3_0DB,
  50     F_HUFFMAN_ENV_3_0DB,
  51     T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB,
  52     F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB,
  53     T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB,
  54     T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB,
  55 };
  56
  57 /**
  58  * bs_frame_class - frame class of current SBR frame (14496-3 sp04 p98)
  59  */
  60 enum {
  61     FIXFIX,
  62     FIXVAR,
  63     VARFIX,
  64     VARVAR,
  65 };
  66
  67 enum {
  68     EXTENSION_ID_PS = 2,
  69 };
  70
  71 static VLC vlc_sbr[10];
  72 static const int8_t vlc_sbr_lav[10] =
  73     { 60, 60, 24, 24, 31, 31, 12, 12, 31, 12 };
  74 static DECLARE_ALIGNED(16, float, analysis_cos_pre)[64];
  75 static DECLARE_ALIGNED(16, float, analysis_sin_pre)[64];
  76 static DECLARE_ALIGNED(16, float, analysis_cossin_post)[32][2];
  77 static const DECLARE_ALIGNED(16, float, zero64)[64];
  78
  79 #define SBR_INIT_VLC_STATIC(num, size) \
  80     INIT_VLC_STATIC(&vlc_sbr[num], 9, sbr_tmp[num].table_size / sbr_tmp[num].elem_size,     \
  81                     sbr_tmp[num].sbr_bits ,                      1,                      1, \
  82                     sbr_tmp[num].sbr_codes, sbr_tmp[num].elem_size, sbr_tmp[num].elem_size, \
  83                     size)
  84
  85 #define SBR_VLC_ROW(name) \
  86     { name ## _codes, name ## _bits, sizeof(name ## _codes), sizeof(name ## _codes[0]) }
  87
  88 av_cold void ff_aac_sbr_init(void)
  89 {
  90     int n, k;
  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 = 0; n < 64; n++) {
 120         float pre = M_PI * n / 64;
 121         analysis_cos_pre[n] = cosf(pre);
 122         analysis_sin_pre[n] = sinf(pre);
 123     }
 124     for (k = 0; k < 32; k++) {
 125         float post = M_PI * (k + 0.5) / 128;
 126         analysis_cossin_post[k][0] =  4.0 * cosf(post);
 127         analysis_cossin_post[k][1] = -4.0 * sinf(post);
 128     }
 129     for (n = 1; n < 320; n++)
 130         sbr_qmf_window_us[320 + n] = sbr_qmf_window_us[320 - n];
 131     sbr_qmf_window_us[384] = -sbr_qmf_window_us[384];
 132     sbr_qmf_window_us[512] = -sbr_qmf_window_us[512];
 133
 134     for (n = 0; n < 320; n++)
 135         sbr_qmf_window_ds[n] = sbr_qmf_window_us[2*n];
 136 }
 137
 138 av_cold void ff_aac_sbr_ctx_init(SpectralBandReplication *sbr)
 139 {
 140     sbr->kx[0] = sbr->kx[1] = 32; //Typo in spec, kx' inits to 32
 141     sbr->data[0].e_a[1] = sbr->data[1].e_a[1] = -1;
 142     sbr->data[0].synthesis_filterbank_samples_offset = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - (1280 - 128);
 143     sbr->data[1].synthesis_filterbank_samples_offset = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - (1280 - 128);
 144     ff_mdct_init(&sbr->mdct, 7, 1, 1.0/64);
 145     ff_rdft_init(&sbr->rdft, 6, IDFT_R2C);
 146 }
 147
 148 av_cold void ff_aac_sbr_ctx_close(SpectralBandReplication *sbr)
 149 {
 150     ff_mdct_end(&sbr->mdct);
 151     ff_rdft_end(&sbr->rdft);
 152 }
 153
 154 static int qsort_comparison_function_int16(const void *a, const void *b)
 155 {
 156     return *(const int16_t *)a - *(const int16_t *)b;
 157 }
 158
 159 static inline int in_table_int16(const int16_t *table, int last_el, int16_t needle)
 160 {
 161     int i;
 162     for (i = 0; i <= last_el; i++)
 163         if (table[i] == needle)
 164             return 1;
 165     return 0;
 166 }
 167
 168 /// Limiter Frequency Band Table (14496-3 sp04 p198)
 169 static void sbr_make_f_tablelim(SpectralBandReplication *sbr)
 170 {
 171     int k;
 172     if (sbr->bs_limiter_bands > 0) {
 173         static const float bands_warped[3] = { 1.32715174233856803909f,   //2^(0.49/1.2)
 174                                                1.18509277094158210129f,   //2^(0.49/2)
 175                                                1.11987160404675912501f }; //2^(0.49/3)
 176         const float lim_bands_per_octave_warped = bands_warped[sbr->bs_limiter_bands - 1];
 177         int16_t patch_borders[5];
 178         uint16_t *in = sbr->f_tablelim + 1, *out = sbr->f_tablelim;
 179
 180         patch_borders[0] = sbr->kx[1];
 181         for (k = 1; k <= sbr->num_patches; k++)
 182             patch_borders[k] = patch_borders[k-1] + sbr->patch_num_subbands[k-1];
 183
 184         memcpy(sbr->f_tablelim, sbr->f_tablelow,
 185                (sbr->n[0] + 1) * sizeof(sbr->f_tablelow[0]));
 186         if (sbr->num_patches > 1)
 187             memcpy(sbr->f_tablelim + sbr->n[0] + 1, patch_borders + 1,
 188                    (sbr->num_patches - 1) * sizeof(patch_borders[0]));
 189
 190         qsort(sbr->f_tablelim, sbr->num_patches + sbr->n[0],
 191               sizeof(sbr->f_tablelim[0]),
 192               qsort_comparison_function_int16);
 193
 194         sbr->n_lim = sbr->n[0] + sbr->num_patches - 1;
 195         while (out < sbr->f_tablelim + sbr->n_lim) {
 196             if (*in >= *out * lim_bands_per_octave_warped) {
 197                 *++out = *in++;
 198             } else if (*in == *out ||
 199                 !in_table_int16(patch_borders, sbr->num_patches, *in)) {
 200                 in++;
 201                 sbr->n_lim--;
 202             } else if (!in_table_int16(patch_borders, sbr->num_patches, *out)) {
 203                 *out = *in++;
 204                 sbr->n_lim--;
 205             } else {
 206                 *++out = *in++;
 207             }
 208         }
 209     } else {
 210         sbr->f_tablelim[0] = sbr->f_tablelow[0];
 211         sbr->f_tablelim[1] = sbr->f_tablelow[sbr->n[0]];
 212         sbr->n_lim = 1;
 213     }
 214 }
 215
 216 static unsigned int read_sbr_header(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb)
 217 {
 218     unsigned int cnt = get_bits_count(gb);
 219     uint8_t bs_header_extra_1;
 220     uint8_t bs_header_extra_2;
 221     int old_bs_limiter_bands = sbr->bs_limiter_bands;
 222     SpectrumParameters old_spectrum_params;
 223
 224     sbr->start = 1;
 225
 226     // Save last spectrum parameters variables to compare to new ones
 227     memcpy(&old_spectrum_params, &sbr->spectrum_params, sizeof(SpectrumParameters));
 228
 229     sbr->bs_amp_res_header              = get_bits1(gb);
 230     sbr->spectrum_params.bs_start_freq  = get_bits(gb, 4);
 231     sbr->spectrum_params.bs_stop_freq   = get_bits(gb, 4);
 232     sbr->spectrum_params.bs_xover_band  = get_bits(gb, 3);
 233                                           skip_bits(gb, 2); // bs_reserved
 234
 235     bs_header_extra_1 = get_bits1(gb);
 236     bs_header_extra_2 = get_bits1(gb);
 237
 238     if (bs_header_extra_1) {
 239         sbr->spectrum_params.bs_freq_scale  = get_bits(gb, 2);
 240         sbr->spectrum_params.bs_alter_scale = get_bits1(gb);
 241         sbr->spectrum_params.bs_noise_bands = get_bits(gb, 2);
 242     } else {
 243         sbr->spectrum_params.bs_freq_scale  = 2;
 244         sbr->spectrum_params.bs_alter_scale = 1;
 245         sbr->spectrum_params.bs_noise_bands = 2;
 246     }
 247
 248     // Check if spectrum parameters changed
 249     if (memcmp(&old_spectrum_params, &sbr->spectrum_params, sizeof(SpectrumParameters)))
 250         sbr->reset = 1;
 251
 252     if (bs_header_extra_2) {
 253         sbr->bs_limiter_bands  = get_bits(gb, 2);
 254         sbr->bs_limiter_gains  = get_bits(gb, 2);
 255         sbr->bs_interpol_freq  = get_bits1(gb);
 256         sbr->bs_smoothing_mode = get_bits1(gb);
 257     } else {
 258         sbr->bs_limiter_bands  = 2;
 259         sbr->bs_limiter_gains  = 2;
 260         sbr->bs_interpol_freq  = 1;
 261         sbr->bs_smoothing_mode = 1;
 262     }
 263
 264     if (sbr->bs_limiter_bands != old_bs_limiter_bands && !sbr->reset)
 265         sbr_make_f_tablelim(sbr);
 266
 267     return get_bits_count(gb) - cnt;
 268 }
 269
 270 static int array_min_int16(const int16_t *array, int nel)
 271 {
 272     int i, min = array[0];
 273     for (i = 1; i < nel; i++)
 274         min = FFMIN(array[i], min);
 275     return min;
 276 }
 277
 278 static void make_bands(int16_t* bands, int start, int stop, int num_bands)
 279 {
 280     int k, previous, present;
 281     float base, prod;
 282
 283     base = powf((float)stop / start, 1.0f / num_bands);
 284     prod = start;
 285     previous = start;
 286
 287     for (k = 0; k < num_bands-1; k++) {
 288         prod *= base;
 289         present  = lrintf(prod);
 290         bands[k] = present - previous;
 291         previous = present;
 292     }
 293     bands[num_bands-1] = stop - previous;
 294 }
 295
 296 static int check_n_master(AVCodecContext *avccontext, int n_master, int bs_xover_band)
 297 {
 298     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 299     if (n_master <= 0) {
 300         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "Invalid n_master: %d\n", n_master);
 301         return -1;
 302     }
 303     if (bs_xover_band >= n_master) {
 304         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR,
 305                "Invalid bitstream, crossover band index beyond array bounds: %d\n",
 306                bs_xover_band);
 307         return -1;
 308     }
 309     return 0;
 310 }
 311
 312 /// Master Frequency Band Table (14496-3 sp04 p194)
 313 static int sbr_make_f_master(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
 314                              SpectrumParameters *spectrum)
 315 {
 316     unsigned int temp, max_qmf_subbands;
 317     unsigned int start_min, stop_min;
 318     int k;
 319     const int8_t *sbr_offset_ptr;
 320     int16_t stop_dk[13];
 321
 322     if (sbr->sample_rate < 32000) {
 323         temp = 3000;
 324     } else if (sbr->sample_rate < 64000) {
 325         temp = 4000;
 326     } else
 327         temp = 5000;
 328
 329     start_min = ((temp << 7) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
 330     stop_min  = ((temp << 8) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
 331
 332     switch (sbr->sample_rate) {
 333     case 16000:
 334         sbr_offset_ptr = sbr_offset[0];
 335         break;
 336     case 22050:
 337         sbr_offset_ptr = sbr_offset[1];
 338         break;
 339     case 24000:
 340         sbr_offset_ptr = sbr_offset[2];
 341         break;
 342     case 32000:
 343         sbr_offset_ptr = sbr_offset[3];
 344         break;
 345     case 44100: case 48000: case 64000:
 346         sbr_offset_ptr = sbr_offset[4];
 347         break;
 348     case 88200: case 96000: case 128000: case 176400: case 192000:
 349         sbr_offset_ptr = sbr_offset[5];
 350         break;
 351     default:
 352         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
 353                "Unsupported sample rate for SBR: %d\n", sbr->sample_rate);
 354         return -1;
 355     }
 356
 357     sbr->k[0] = start_min + sbr_offset_ptr[spectrum->bs_start_freq];
 358
 359     if (spectrum->bs_stop_freq < 14) {
 360         sbr->k[2] = stop_min;
 361         make_bands(stop_dk, stop_min, 64, 13);
 362         qsort(stop_dk, 13, sizeof(stop_dk[0]), qsort_comparison_function_int16);
 363         for (k = 0; k < spectrum->bs_stop_freq; k++)
 364             sbr->k[2] += stop_dk[k];
 365     } else if (spectrum->bs_stop_freq == 14) {
 366         sbr->k[2] = 2*sbr->k[0];
 367     } else if (spectrum->bs_stop_freq == 15) {
 368         sbr->k[2] = 3*sbr->k[0];
 369     } else {
 370         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
 371                "Invalid bs_stop_freq: %d\n", spectrum->bs_stop_freq);
 372         return -1;
 373     }
 374     sbr->k[2] = FFMIN(64, sbr->k[2]);
 375
 376     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 377     if (sbr->sample_rate <= 32000) {
 378         max_qmf_subbands = 48;
 379     } else if (sbr->sample_rate == 44100) {
 380         max_qmf_subbands = 35;
 381     } else if (sbr->sample_rate >= 48000)
 382         max_qmf_subbands = 32;
 383
 384     if (sbr->k[2] - sbr->k[0] > max_qmf_subbands) {
 385         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
 386                "Invalid bitstream, too many QMF subbands: %d\n", sbr->k[2] - sbr->k[0]);
 387         return -1;
 388     }
 389
 390     if (!spectrum->bs_freq_scale) {
 391         unsigned int dk;
 392         int k2diff;
 393
 394         dk = spectrum->bs_alter_scale + 1;
 395         sbr->n_master = ((sbr->k[2] - sbr->k[0] + (dk&2)) >> dk) << 1;
 396         if (check_n_master(ac->avccontext, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
 397             return -1;
 398
 399         for (k = 1; k <= sbr->n_master; k++)
 400             sbr->f_master[k] = dk;
 401
 402         k2diff = sbr->k[2] - sbr->k[0] - sbr->n_master * dk;
 403         if (k2diff < 0) {
 404             sbr->f_master[1]--;
 405             sbr->f_master[2]-= (k2diff < 1);
 406         } else if (k2diff) {
 407             sbr->f_master[sbr->n_master]++;
 408         }
 409
 410         sbr->f_master[0] = sbr->k[0];
 411         for (k = 1; k <= sbr->n_master; k++)
 412             sbr->f_master[k] += sbr->f_master[k - 1];
 413
 414     } else {
 415         int half_bands = 7 - spectrum->bs_freq_scale;      // bs_freq_scale  = {1,2,3}
 416         int two_regions, num_bands_0;
 417         int vdk0_max, vdk1_min;
 418         int16_t vk0[49];
 419
 420         if (49 * sbr->k[2] > 110 * sbr->k[0]) {
 421             two_regions = 1;
 422             sbr->k[1] = 2 * sbr->k[0];
 423         } else {
 424             two_regions = 0;
 425             sbr->k[1] = sbr->k[2];
 426         }
 427
 428         num_bands_0 = lrintf(half_bands * log2f(sbr->k[1] / (float)sbr->k[0])) * 2;
 429
 430         if (num_bands_0 <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 431             av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Invalid num_bands_0: %d\n", num_bands_0);
 432             return -1;
 433         }
 434
 435         vk0[0] = 0;
 436
 437         make_bands(vk0+1, sbr->k[0], sbr->k[1], num_bands_0);
 438
 439         qsort(vk0 + 1, num_bands_0, sizeof(vk0[1]), qsort_comparison_function_int16);
 440         vdk0_max = vk0[num_bands_0];
 441
 442         vk0[0] = sbr->k[0];
 443         for (k = 1; k <= num_bands_0; k++) {
 444             if (vk0[k] <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 445                 av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Invalid vDk0[%d]: %d\n", k, vk0[k]);
 446                 return -1;
 447             }
 448             vk0[k] += vk0[k-1];
 449         }
 450
 451         if (two_regions) {
 452             int16_t vk1[49];
 453             float invwarp = spectrum->bs_alter_scale ? 0.76923076923076923077f
 454                                                      : 1.0f; // bs_alter_scale = {0,1}
 455             int num_bands_1 = lrintf(half_bands * invwarp *
 456                                      log2f(sbr->k[2] / (float)sbr->k[1])) * 2;
 457
 458             make_bands(vk1+1, sbr->k[1], sbr->k[2], num_bands_1);
 459
 460             vdk1_min = array_min_int16(vk1 + 1, num_bands_1);
 461
 462             if (vdk1_min < vdk0_max) {
 463                 int change;
 464                 qsort(vk1 + 1, num_bands_1, sizeof(vk1[1]), qsort_comparison_function_int16);
 465                 change = FFMIN(vdk0_max - vk1[1], (vk1[num_bands_1] - vk1[1]) >> 1);
 466                 vk1[1]           += change;
 467                 vk1[num_bands_1] -= change;
 468             }
 469
 470             qsort(vk1 + 1, num_bands_1, sizeof(vk1[1]), qsort_comparison_function_int16);
 471
 472             vk1[0] = sbr->k[1];
 473             for (k = 1; k <= num_bands_1; k++) {
 474                 if (vk1[k] <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 475                     av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Invalid vDk1[%d]: %d\n", k, vk1[k]);
 476                     return -1;
 477                 }
 478                 vk1[k] += vk1[k-1];
 479             }
 480
 481             sbr->n_master = num_bands_0 + num_bands_1;
 482             if (check_n_master(ac->avccontext, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
 483                 return -1;
 484             memcpy(&sbr->f_master[0],               vk0,
 485                    (num_bands_0 + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
 486             memcpy(&sbr->f_master[num_bands_0 + 1], vk1 + 1,
 487                     num_bands_1      * sizeof(sbr->f_master[0]));
 488
 489         } else {
 490             sbr->n_master = num_bands_0;
 491             if (check_n_master(ac->avccontext, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
 492                 return -1;
 493             memcpy(sbr->f_master, vk0, (num_bands_0 + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
 494         }
 495     }
 496
 497     return 0;
 498 }
 499
 500 /// High Frequency Generation - Patch Construction (14496-3 sp04 p216 fig. 4.46)
 501 static int sbr_hf_calc_npatches(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
 502 {
 503     int i, k, sb = 0;
 504     int msb = sbr->k[0];
 505     int usb = sbr->kx[1];
 506     int goal_sb = ((1000 << 11) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
 507
 508     sbr->num_patches = 0;
 509
 510     if (goal_sb < sbr->kx[1] + sbr->m[1]) {
 511         for (k = 0; sbr->f_master[k] < goal_sb; k++) ;
 512     } else
 513         k = sbr->n_master;
 514
 515     do {
 516         int odd = 0;
 517         for (i = k; i == k || sb > (sbr->k[0] - 1 + msb - odd); i--) {
 518             sb = sbr->f_master[i];
 519             odd = (sb + sbr->k[0]) & 1;
 520         }
 521
 522         sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches]  = FFMAX(sb - usb, 0);
 523         sbr->patch_start_subband[sbr->num_patches] = sbr->k[0] - odd - sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches];
 524
 525         if (sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches] > 0) {
 526             usb = sb;
 527             msb = sb;
 528             sbr->num_patches++;
 529         } else
 530             msb = sbr->kx[1];
 531
 532         if (sbr->f_master[k] - sb < 3)
 533             k = sbr->n_master;
 534     } while (sb != sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
 535
 536     if (sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches-1] < 3 && sbr->num_patches > 1)
 537         sbr->num_patches--;
 538
 539     // Requirements (14496-3 sp04 p205) sets the maximum number of patches to 5
 540     // However the Coding Technologies decoder check uses 6 patches
 541     if (sbr->num_patches > 6) {
 542         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Too many patches: %d\n", sbr->num_patches);
 543         return -1;
 544     }
 545
 546     return 0;
 547 }
 548
 549 /// Derived Frequency Band Tables (14496-3 sp04 p197)
 550 static int sbr_make_f_derived(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
 551 {
 552     int k, temp;
 553
 554     sbr->n[1] = sbr->n_master - sbr->spectrum_params.bs_xover_band;
 555     sbr->n[0] = (sbr->n[1] + 1) >> 1;
 556
 557     memcpy(sbr->f_tablehigh, &sbr->f_master[sbr->spectrum_params.bs_xover_band],
 558            (sbr->n[1] + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
 559     sbr->m[1] = sbr->f_tablehigh[sbr->n[1]] - sbr->f_tablehigh[0];
 560     sbr->kx[1] = sbr->f_tablehigh[0];
 561
 562     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 563     if (sbr->kx[1] + sbr->m[1] > 64) {
 564         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
 565                "Stop frequency border too high: %d\n", sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
 566         return -1;
 567     }
 568     if (sbr->kx[1] > 32) {
 569         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Start frequency border too high: %d\n", sbr->kx[1]);
 570         return -1;
 571     }
 572
 573     sbr->f_tablelow[0] = sbr->f_tablehigh[0];
 574     temp = sbr->n[1] & 1;
 575     for (k = 1; k <= sbr->n[0]; k++)
 576         sbr->f_tablelow[k] = sbr->f_tablehigh[2 * k - temp];
 577
 578     sbr->n_q = FFMAX(1, lrintf(sbr->spectrum_params.bs_noise_bands *
 579                                log2f(sbr->k[2] / (float)sbr->kx[1]))); // 0 <= bs_noise_bands <= 3
 580     if (sbr->n_q > 5) {
 581         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Too many noise floor scale factors: %d\n", sbr->n_q);
 582         return -1;
 583     }
 584
 585     sbr->f_tablenoise[0] = sbr->f_tablelow[0];
 586     temp = 0;
 587     for (k = 1; k <= sbr->n_q; k++) {
 588         temp += (sbr->n[0] - temp) / (sbr->n_q + 1 - k);
 589         sbr->f_tablenoise[k] = sbr->f_tablelow[temp];
 590     }
 591
 592     if (sbr_hf_calc_npatches(ac, sbr) < 0)
 593         return -1;
 594
 595     sbr_make_f_tablelim(sbr);
 596
 597     sbr->data[0].f_indexnoise = 0;
 598     sbr->data[1].f_indexnoise = 0;
 599
 600     return 0;
 601 }
 602
 603 static av_always_inline void get_bits1_vector(GetBitContext *gb, uint8_t *vec,
 604                                               int elements)
 605 {
 606     int i;
 607     for (i = 0; i < elements; i++) {
 608         vec[i] = get_bits1(gb);
 609     }
 610 }
 611
 612 /** ceil(log2(index+1)) */
 613 static const int8_t ceil_log2[] = {
 614     0, 1, 2, 2, 3, 3,
 615 };
 616
 617 static int read_sbr_grid(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
 618                          GetBitContext *gb, SBRData *ch_data)
 619 {
 620     int i;
 621     unsigned bs_pointer;
 622     int abs_bord_lead = 0;
 623     // frameLengthFlag ? 15 : 16; 960 sample length frames unsupported; this value is numTimeSlots
 624     int abs_bord_trail = 16;
 625     int num_rel_lead, num_rel_trail;
 626     uint8_t bs_rel_bord[2][3];
 627
 628     ch_data->bs_freq_res[0] = ch_data->bs_freq_res[ch_data->bs_num_env[1]];
 629     ch_data->bs_num_env[0] = ch_data->bs_num_env[1];
 630     ch_data->bs_amp_res = sbr->bs_amp_res_header;
 631
 632     switch (ch_data->bs_frame_class = get_bits(gb, 2)) {
 633     case FIXFIX:
 634         ch_data->bs_num_env[1] = 1 << get_bits(gb, 2);
 635         num_rel_lead           = ch_data->bs_num_env[1] - 1;
 636         if (ch_data->bs_num_env[1] == 1)
 637             ch_data->bs_amp_res = 0;
 638
 639         if (ch_data->bs_num_env[1] > 4) {
 640             av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
 641                    "Invalid bitstream, too many SBR envelopes in FIXFIX type SBR frame: %d\n",
 642                    ch_data->bs_num_env[1]);
 643             return -1;
 644         }
 645
 646         bs_pointer = 0;
 647
 648         ch_data->bs_freq_res[1] = get_bits1(gb);
 649         for (i = 1; i < ch_data->bs_num_env[1]; i++)
 650             ch_data->bs_freq_res[i + 1] = ch_data->bs_freq_res[1];
 651         break;
 652     case FIXVAR:
 653         abs_bord_trail         += get_bits(gb, 2);
 654         num_rel_trail           = get_bits(gb, 2);
 655         num_rel_lead            = 0;
 656         ch_data->bs_num_env[1]  = num_rel_trail + 1;
 657
 658         for (i = 0; i < num_rel_trail; i++)
 659             bs_rel_bord[1][i] = 2 * get_bits(gb, 2) + 2;
 660
 661         bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env[1]]);
 662
 663         for (i = 0; i < ch_data->bs_num_env[1]; i++)
 664             ch_data->bs_freq_res[ch_data->bs_num_env[1] - i] = get_bits1(gb);
 665         break;
 666     case VARFIX:
 667         abs_bord_lead           = get_bits(gb, 2);
 668         num_rel_lead            = get_bits(gb, 2);
 669         ch_data->bs_num_env[1]  = num_rel_lead + 1;
 670
 671         for (i = 0; i < num_rel_lead; i++)
 672             bs_rel_bord[0][i] = 2 * get_bits(gb, 2) + 2;
 673
 674         bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env[1]]);
 675
 676         get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_freq_res + 1, ch_data->bs_num_env[1]);
 677         break;
 678     case VARVAR:
 679         abs_bord_lead           = get_bits(gb, 2);
 680         abs_bord_trail         += get_bits(gb, 2);
 681         num_rel_lead            = get_bits(gb, 2);
 682         num_rel_trail           = get_bits(gb, 2);
 683         ch_data->bs_num_env[1]  = num_rel_lead + num_rel_trail + 1;
 684
 685         if (ch_data->bs_num_env[1] > 5) {
 686             av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
 687                    "Invalid bitstream, too many SBR envelopes in VARVAR type SBR frame: %d\n",
 688                    ch_data->bs_num_env[1]);
 689             return -1;
 690         }
 691
 692         for (i = 0; i < num_rel_lead; i++)
 693             bs_rel_bord[0][i] = 2 * get_bits(gb, 2) + 2;
 694         for (i = 0; i < num_rel_trail; i++)
 695             bs_rel_bord[1][i] = 2 * get_bits(gb, 2) + 2;
 696
 697         bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env[1]]);
 698
 699         get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_freq_res + 1, ch_data->bs_num_env[1]);
 700         break;
 701     }
 702
 703     if (bs_pointer > ch_data->bs_num_env[1] + 1) {
 704         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
 705                "Invalid bitstream, bs_pointer points to a middle noise border outside the time borders table: %d\n",
 706                bs_pointer);
 707         return -1;
 708     }
 709
 710     ch_data->t_env_num_env_old = ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env[0]];
 711     ch_data->t_env[0]                      = abs_bord_lead;
 712     ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env[1]] = abs_bord_trail;
 713
 714     if (ch_data->bs_frame_class == FIXFIX) {
 715         int temp = (abs_bord_trail + (ch_data->bs_num_env[1] >> 1)) /
 716                    ch_data->bs_num_env[1];
 717         for (i = 0; i < num_rel_lead; i++)
 718             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + temp;
 719     } else if (ch_data->bs_frame_class > 1) { // VARFIX or VARVAR
 720         for (i = 0; i < num_rel_lead; i++)
 721             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + bs_rel_bord[0][i];
 722     }
 723
 724     if (ch_data->bs_frame_class & 1) { // FIXVAR or VARVAR
 725         for (i = ch_data->bs_num_env[1] - 1; i > num_rel_lead; i--)
 726             ch_data->t_env[i] = ch_data->t_env[i + 1] -
 727                                 bs_rel_bord[1][ch_data->bs_num_env[1] - 1 - i];
 728     }
 729
 730     ch_data->bs_num_noise = (ch_data->bs_num_env[1] > 1) + 1;
 731
 732     ch_data->t_q[0] = ch_data->t_env[0];
 733     if (ch_data->bs_num_noise > 1) {
 734         unsigned int idx;
 735         if (ch_data->bs_frame_class == FIXFIX) {
 736             idx = ch_data->bs_num_env[1] >> 1;
 737         } else if (ch_data->bs_frame_class & 1) { // FIXVAR or VARVAR
 738             idx = ch_data->bs_num_env[1] - FFMAX(bs_pointer - 1, 1);
 739         } else { // VARFIX
 740             if (!bs_pointer)
 741                 idx = 1;
 742             else if (bs_pointer == 1)
 743                 idx = ch_data->bs_num_env[1] - 1;
 744             else // bs_pointer > 1
 745                 idx = bs_pointer - 1;
 746         }
 747         ch_data->t_q[1] = ch_data->t_env[idx];
 748         ch_data->t_q[2] = ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env[1]];
 749     } else
 750         ch_data->t_q[1] = ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env[1]];
 751
 752     ch_data->e_a[0] = -(ch_data->e_a[1] != ch_data->bs_num_env[0]); // l_APrev
 753     ch_data->e_a[1] = -1;
 754     if ((ch_data->bs_frame_class & 1) && bs_pointer) { // FIXVAR or VARVAR and bs_pointer != 0
 755         ch_data->e_a[1] = ch_data->bs_num_env[1] + 1 - bs_pointer;
 756     } else if ((ch_data->bs_frame_class == 2) && (bs_pointer > 1)) // VARFIX and bs_pointer > 1
 757         ch_data->e_a[1] = bs_pointer - 1;
 758
 759     return 0;
 760 }
 761
 762 static void copy_sbr_grid(SBRData *dst, const SBRData *src) {
 763     //These variables are saved from the previous frame rather than copied
 764     dst->bs_freq_res[0] = dst->bs_freq_res[dst->bs_num_env[1]];
 765     dst->bs_num_env[0]  = dst->bs_num_env[1];
 766     dst->t_env_num_env_old = dst->t_env[dst->bs_num_env[0]];
 767     dst->e_a[0]         = -(dst->e_a[1] != dst->bs_num_env[0]);
 768
 769     //These variables are read from the bitstream and therefore copied
 770     memcpy(dst->bs_freq_res+1, src->bs_freq_res+1, sizeof(dst->bs_freq_res)-sizeof(*dst->bs_freq_res));
 771     memcpy(dst->bs_num_env+1,  src->bs_num_env+1,  sizeof(dst->bs_num_env)- sizeof(*dst->bs_num_env));
 772     memcpy(dst->t_env,         src->t_env,         sizeof(dst->t_env));
 773     memcpy(dst->t_q,           src->t_q,           sizeof(dst->t_q));
 774     dst->bs_amp_res     = src->bs_amp_res;
 775     dst->bs_num_noise   = src->bs_num_noise;
 776     dst->bs_frame_class = src->bs_frame_class;
 777     dst->e_a[1]         = src->e_a[1];
 778 }
 779
 780 /// Read how the envelope and noise floor data is delta coded
 781 static void read_sbr_dtdf(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 782                           SBRData *ch_data)
 783 {
 784     get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_df_env,   ch_data->bs_num_env[1]);
 785     get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_df_noise, ch_data->bs_num_noise);
 786 }
 787
 788 /// Read inverse filtering data
 789 static void read_sbr_invf(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 790                           SBRData *ch_data)
 791 {
 792     int i;
 793
 794     memcpy(ch_data->bs_invf_mode[1], ch_data->bs_invf_mode[0], 5 * sizeof(uint8_t));
 795     for (i = 0; i < sbr->n_q; i++)
 796         ch_data->bs_invf_mode[0][i] = get_bits(gb, 2);
 797 }
 798
 799 static void read_sbr_envelope(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 800                               SBRData *ch_data, int ch)
 801 {
 802     int bits;
 803     int i, j, k;
 804     VLC_TYPE (*t_huff)[2], (*f_huff)[2];
 805     int t_lav, f_lav;
 806     const int delta = (ch == 1 && sbr->bs_coupling == 1) + 1;
 807     const int odd = sbr->n[1] & 1;
 808
 809     if (sbr->bs_coupling && ch) {
 810         if (ch_data->bs_amp_res) {
 811             bits   = 5;
 812             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
 813             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
 814             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
 815             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
 816         } else {
 817             bits   = 6;
 818             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB].table;
 819             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB];
 820             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB].table;
 821             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB];
 822         }
 823     } else {
 824         if (ch_data->bs_amp_res) {
 825             bits   = 6;
 826             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
 827             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
 828             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
 829             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
 830         } else {
 831             bits   = 7;
 832             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_1_5DB].table;
 833             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_1_5DB];
 834             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_1_5DB].table;
 835             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_1_5DB];
 836         }
 837     }
 838
 839     for (i = 0; i < ch_data->bs_num_env[1]; i++) {
 840         if (ch_data->bs_df_env[i]) {
 841             // bs_freq_res[0] == bs_freq_res[bs_num_env[1]] from prev frame
 842             if (ch_data->bs_freq_res[i + 1] == ch_data->bs_freq_res[i]) {
 843                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++)
 844                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][j] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
 845             } else if (ch_data->bs_freq_res[i + 1]) {
 846                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++) {
 847                     k = (j + odd) >> 1; // find k such that f_tablelow[k] <= f_tablehigh[j] < f_tablelow[k + 1]
 848                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][k] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
 849                 }
 850             } else {
 851                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++) {
 852                     k = j ? 2*j - odd : 0; // find k such that f_tablehigh[k] == f_tablelow[j]
 853                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][k] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
 854                 }
 855             }
 856         } else {
 857             ch_data->env_facs[i + 1][0] = delta * get_bits(gb, bits); // bs_env_start_value_balance
 858             for (j = 1; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++)
 859                 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);
 860         }
 861     }
 862
 863     //assign 0th elements of env_facs from last elements
 864     memcpy(ch_data->env_facs[0], ch_data->env_facs[ch_data->bs_num_env[1]],
 865            sizeof(ch_data->env_facs[0]));
 866 }
 867
 868 static void read_sbr_noise(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 869                            SBRData *ch_data, int ch)
 870 {
 871     int i, j;
 872     VLC_TYPE (*t_huff)[2], (*f_huff)[2];
 873     int t_lav, f_lav;
 874     int delta = (ch == 1 && sbr->bs_coupling == 1) + 1;
 875
 876     if (sbr->bs_coupling && ch) {
 877         t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB].table;
 878         t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB];
 879         f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
 880         f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
 881     } else {
 882         t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB].table;
 883         t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB];
 884         f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
 885         f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
 886     }
 887
 888     for (i = 0; i < ch_data->bs_num_noise; i++) {
 889         if (ch_data->bs_df_noise[i]) {
 890             for (j = 0; j < sbr->n_q; j++)
 891                 ch_data->noise_facs[i + 1][j] = ch_data->noise_facs[i][j] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 2) - t_lav);
 892         } else {
 893             ch_data->noise_facs[i + 1][0] = delta * get_bits(gb, 5); // bs_noise_start_value_balance or bs_noise_start_value_level
 894             for (j = 1; j < sbr->n_q; j++)
 895                 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);
 896         }
 897     }
 898
 899     //assign 0th elements of noise_facs from last elements
 900     memcpy(ch_data->noise_facs[0], ch_data->noise_facs[ch_data->bs_num_noise],
 901            sizeof(ch_data->noise_facs[0]));
 902 }
 903
 904 static void read_sbr_extension(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
 905                                GetBitContext *gb,
 906                           int bs_extension_id, int *num_bits_left)
 907 {
 908 //TODO - implement ps_data for parametric stereo parsing
 909     switch (bs_extension_id) {
 910     case EXTENSION_ID_PS:
 911 #if 0
 912         *num_bits_left -= ff_ps_data(gb, ps);
 913 #else
 914         av_log_missing_feature(ac->avccontext, "Parametric Stereo is", 0);
 915         skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
 916         *num_bits_left = 0;
 917 #endif
 918         break;
 919     default:
 920         av_log_missing_feature(ac->avccontext, "Reserved SBR extensions are", 1);
 921         skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
 922         *num_bits_left = 0;
 923         break;
 924     }
 925 }
 926
 927 static int read_sbr_single_channel_element(AACContext *ac,
 928                                             SpectralBandReplication *sbr,
 929                                             GetBitContext *gb)
 930 {
 931     if (get_bits1(gb)) // bs_data_extra
 932         skip_bits(gb, 4); // bs_reserved
 933
 934     if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]))
 935         return -1;
 936     read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 937     read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 938     read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 939     read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 940
 941     if ((sbr->data[0].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
 942         get_bits1_vector(gb, sbr->data[0].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
 943
 944     return 0;
 945 }
 946
 947 static int read_sbr_channel_pair_element(AACContext *ac,
 948                                           SpectralBandReplication *sbr,
 949                                           GetBitContext *gb)
 950 {
 951     if (get_bits1(gb))    // bs_data_extra
 952         skip_bits(gb, 8); // bs_reserved
 953
 954     if ((sbr->bs_coupling = get_bits1(gb))) {
 955         if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]))
 956             return -1;
 957         copy_sbr_grid(&sbr->data[1], &sbr->data[0]);
 958         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 959         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
 960         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 961         memcpy(sbr->data[1].bs_invf_mode[1], sbr->data[1].bs_invf_mode[0], sizeof(sbr->data[1].bs_invf_mode[0]));
 962         memcpy(sbr->data[1].bs_invf_mode[0], sbr->data[0].bs_invf_mode[0], sizeof(sbr->data[1].bs_invf_mode[0]));
 963         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 964         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 965         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 966         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 967     } else {
 968         if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]) ||
 969             read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[1]))
 970             return -1;
 971         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 972         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
 973         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 974         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
 975         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 976         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 977         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 978         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 979     }
 980
 981     if ((sbr->data[0].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
 982         get_bits1_vector(gb, sbr->data[0].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
 983     if ((sbr->data[1].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
 984         get_bits1_vector(gb, sbr->data[1].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
 985
 986     return 0;
 987 }
 988
 989 static unsigned int read_sbr_data(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
 990                                   GetBitContext *gb, int id_aac)
 991 {
 992     unsigned int cnt = get_bits_count(gb);
 993
 994     if (id_aac == TYPE_SCE || id_aac == TYPE_CCE) {
 995         if (read_sbr_single_channel_element(ac, sbr, gb)) {
 996             sbr->start = 0;
 997             return get_bits_count(gb) - cnt;
 998         }
 999     } else if (id_aac == TYPE_CPE) {
1000         if (read_sbr_channel_pair_element(ac, sbr, gb)) {
1001             sbr->start = 0;
1002             return get_bits_count(gb) - cnt;
1003         }
1004     } else {
1005         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
1006             "Invalid bitstream - cannot apply SBR to element type %d\n", id_aac);
1007         sbr->start = 0;
1008         return get_bits_count(gb) - cnt;
1009     }
1010     if (get_bits1(gb)) { // bs_extended_data
1011         int num_bits_left = get_bits(gb, 4); // bs_extension_size
1012         if (num_bits_left == 15)
1013             num_bits_left += get_bits(gb, 8); // bs_esc_count
1014
1015         num_bits_left <<= 3;
1016         while (num_bits_left > 7) {
1017             num_bits_left -= 2;
1018             read_sbr_extension(ac, sbr, gb, get_bits(gb, 2), &num_bits_left); // bs_extension_id
1019         }
1020     }
1021
1022     return get_bits_count(gb) - cnt;
1023 }
1024
1025 static void sbr_reset(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
1026 {
1027     int err;
1028     err = sbr_make_f_master(ac, sbr, &sbr->spectrum_params);
1029     if (err >= 0)
1030         err = sbr_make_f_derived(ac, sbr);
1031     if (err < 0) {
1032         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
1033                "SBR reset failed. Switching SBR to pure upsampling mode.\n");
1034         sbr->start = 0;
1035     }
1036 }
1037
1038 /**
1039  * Decode Spectral Band Replication extension data; reference: table 4.55.
1040  *
1041  * @param   crc flag indicating the presence of CRC checksum
1042  * @param   cnt length of TYPE_FIL syntactic element in bytes
1043  *
1044  * @return  Returns number of bytes consumed from the TYPE_FIL element.
1045  */
1046 int ff_decode_sbr_extension(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1047                             GetBitContext *gb_host, int crc, int cnt, int id_aac)
1048 {
1049     unsigned int num_sbr_bits = 0, num_align_bits;
1050     unsigned bytes_read;
1051     GetBitContext gbc = *gb_host, *gb = &gbc;
1052     skip_bits_long(gb_host, cnt*8 - 4);
1053
1054     sbr->reset = 0;
1055
1056     if (!sbr->sample_rate)
1057         sbr->sample_rate = 2 * ac->m4ac.sample_rate; //TODO use the nominal sample rate for arbitrary sample rate support
1058     if (!ac->m4ac.ext_sample_rate)
1059         ac->m4ac.ext_sample_rate = 2 * ac->m4ac.sample_rate;
1060
1061     if (crc) {
1062         skip_bits(gb, 10); // bs_sbr_crc_bits; TODO - implement CRC check
1063         num_sbr_bits += 10;
1064     }
1065
1066     //Save some state from the previous frame.
1067     sbr->kx[0] = sbr->kx[1];
1068     sbr->m[0] = sbr->m[1];
1069
1070     num_sbr_bits++;
1071     if (get_bits1(gb)) // bs_header_flag
1072         num_sbr_bits += read_sbr_header(sbr, gb);
1073
1074     if (sbr->reset)
1075         sbr_reset(ac, sbr);
1076
1077     if (sbr->start)
1078         num_sbr_bits  += read_sbr_data(ac, sbr, gb, id_aac);
1079
1080     num_align_bits = ((cnt << 3) - 4 - num_sbr_bits) & 7;
1081     bytes_read = ((num_sbr_bits + num_align_bits + 4) >> 3);
1082
1083     if (bytes_read > cnt) {
1084         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
1085                "Expected to read %d SBR bytes actually read %d.\n", cnt, bytes_read);
1086     }
1087     return cnt;
1088 }
1089
1090 /// Dequantization and stereo decoding (14496-3 sp04 p203)
1091 static void sbr_dequant(SpectralBandReplication *sbr, int id_aac)
1092 {
1093     int k, e;
1094     int ch;
1095
1096     if (id_aac == TYPE_CPE && sbr->bs_coupling) {
1097         float alpha      = sbr->data[0].bs_amp_res ?  1.0f :  0.5f;
1098         float pan_offset = sbr->data[0].bs_amp_res ? 12.0f : 24.0f;
1099         for (e = 1; e <= sbr->data[0].bs_num_env[1]; e++) {
1100             for (k = 0; k < sbr->n[sbr->data[0].bs_freq_res[e]]; k++) {
1101                 float temp1 = exp2f(sbr->data[0].env_facs[e][k] * alpha + 7.0f);
1102                 float temp2 = exp2f((pan_offset - sbr->data[1].env_facs[e][k]) * alpha);
1103                 float fac   = temp1 / (1.0f + temp2);
1104                 sbr->data[0].env_facs[e][k] = fac;
1105                 sbr->data[1].env_facs[e][k] = fac * temp2;
1106             }
1107         }
1108         for (e = 1; e <= sbr->data[0].bs_num_noise; e++) {
1109             for (k = 0; k < sbr->n_q; k++) {
1110                 float temp1 = exp2f(NOISE_FLOOR_OFFSET - sbr->data[0].noise_facs[e][k] + 1);
1111                 float temp2 = exp2f(12 - sbr->data[1].noise_facs[e][k]);
1112                 float fac   = temp1 / (1.0f + temp2);
1113                 sbr->data[0].noise_facs[e][k] = fac;
1114                 sbr->data[1].noise_facs[e][k] = fac * temp2;
1115             }
1116         }
1117     } else { // SCE or one non-coupled CPE
1118         for (ch = 0; ch < (id_aac == TYPE_CPE) + 1; ch++) {
1119             float alpha = sbr->data[ch].bs_amp_res ? 1.0f : 0.5f;
1120             for (e = 1; e <= sbr->data[ch].bs_num_env[1]; e++)
1121                 for (k = 0; k < sbr->n[sbr->data[ch].bs_freq_res[e]]; k++)
1122                     sbr->data[ch].env_facs[e][k] =
1123                         exp2f(alpha * sbr->data[ch].env_facs[e][k] + 6.0f);
1124             for (e = 1; e <= sbr->data[ch].bs_num_noise; e++)
1125                 for (k = 0; k < sbr->n_q; k++)
1126                     sbr->data[ch].noise_facs[e][k] =
1127                         exp2f(NOISE_FLOOR_OFFSET - sbr->data[ch].noise_facs[e][k]);
1128         }
1129     }
1130 }
1131
1132 /**
1133  * Analysis QMF Bank (14496-3 sp04 p206)
1134  *
1135  * @param   x       pointer to the beginning of the first sample window
1136  * @param   W       array of complex-valued samples split into subbands
1137  */
1138 static void sbr_qmf_analysis(DSPContext *dsp, RDFTContext *rdft, const float *in, float *x,
1139                              float z[320], float W[2][32][32][2],
1140                              float bias, float scale)
1141 {
1142     int i, k;
1143     memcpy(W[0], W[1], sizeof(W[0]));
1144     memcpy(x    , x+1024, (320-32)*sizeof(x[0]));
1145     if (scale != 1.0f || bias != 0.0f)
1146         for (i = 0; i < 1024; i++)
1147             x[288 + i] = (in[i] - bias) * scale;
1148     else
1149         memcpy(x+288, in, 1024*sizeof(*x));
1150     for (i = 0; i < 32; i++) { // numTimeSlots*RATE = 16*2 as 960 sample frames
1151                                // are not supported
1152         float re, im;
1153         dsp->vector_fmul_reverse(z, sbr_qmf_window_ds, x, 320);
1154         for (k = 0; k < 64; k++) {
1155             float f = z[k] + z[k + 64] + z[k + 128] + z[k + 192] + z[k + 256];
1156             z[k] = f * analysis_cos_pre[k];
1157             z[k+64] = f;
1158         }
1159         ff_rdft_calc(rdft, z);
1160         re = z[0] * 0.5f;
1161         im = 0.5f * dsp->scalarproduct_float(z+64, analysis_sin_pre, 64);
1162         W[1][i][0][0] = re * analysis_cossin_post[0][0] - im * analysis_cossin_post[0][1];
1163         W[1][i][0][1] = re * analysis_cossin_post[0][1] + im * analysis_cossin_post[0][0];
1164         for (k = 1; k < 32; k++) {
1165             re = z[2*k  ] - re;
1166             im = z[2*k+1] - im;
1167             W[1][i][k][0] = re * analysis_cossin_post[k][0] - im * analysis_cossin_post[k][1];
1168             W[1][i][k][1] = re * analysis_cossin_post[k][1] + im * analysis_cossin_post[k][0];
1169         }
1170         x += 32;
1171     }
1172 }
1173
1174 /**
1175  * Synthesis QMF Bank (14496-3 sp04 p206) and Downsampled Synthesis QMF Bank
1176  * (14496-3 sp04 p206)
1177  */
1178 static void sbr_qmf_synthesis(DSPContext *dsp, FFTContext *mdct,
1179                               float *out, float X[2][32][64],
1180                               float mdct_buf[2][64],
1181                               float *v0, int *v_off, const unsigned int div,
1182                               float bias, float scale)
1183 {
1184     int i, n;
1185     const float *sbr_qmf_window = div ? sbr_qmf_window_ds : sbr_qmf_window_us;
1186     int scale_and_bias = scale != 1.0f || bias != 0.0f;
1187     float *v;
1188     for (i = 0; i < 32; i++) {
1189         if (*v_off == 0) {
1190             int saved_samples = (1280 - 128) >> div;
1191             memcpy(&v0[SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - saved_samples], v0, saved_samples * sizeof(float));
1192             *v_off = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - saved_samples - (128 >> div);
1193         } else {
1194             *v_off -= 128 >> div;
1195         }
1196         v = v0 + *v_off;
1197         for (n = 1; n < 64 >> div; n+=2) {
1198             X[1][i][n] = -X[1][i][n];
1199         }
1200         if (div) {
1201             memset(X[0][i]+32, 0, 32*sizeof(float));
1202             memset(X[1][i]+32, 0, 32*sizeof(float));
1203         }
1204         ff_imdct_half(mdct, mdct_buf[0], X[0][i]);
1205         ff_imdct_half(mdct, mdct_buf[1], X[1][i]);
1206         if (div) {
1207             for (n = 0; n < 32; n++) {
1208                 v[      n] = -mdct_buf[0][63 - 2*n] + mdct_buf[1][2*n    ];
1209                 v[ 63 - n] =  mdct_buf[0][62 - 2*n] + mdct_buf[1][2*n + 1];
1210             }
1211         } else {
1212             for (n = 0; n < 64; n++) {
1213                 v[      n] = -mdct_buf[0][63 -   n] + mdct_buf[1][  n    ];
1214                 v[127 - n] =  mdct_buf[0][63 -   n] + mdct_buf[1][  n    ];
1215             }
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         if (scale_and_bias)
1228             for (n = 0; n < 64 >> div; n++)
1229                 out[n] = out[n] * scale + bias;
1230         out += 64 >> div;
1231     }
1232 }
1233
1234 static void autocorrelate(const float x[40][2], float phi[3][2][2], int lag)
1235 {
1236     int i;
1237     float real_sum = 0.0f;
1238     float imag_sum = 0.0f;
1239     if (lag) {
1240         for (i = 1; i < 38; i++) {
1241             real_sum += x[i][0] * x[i+lag][0] + x[i][1] * x[i+lag][1];
1242             imag_sum += x[i][0] * x[i+lag][1] - x[i][1] * x[i+lag][0];
1243         }
1244         phi[2-lag][1][0] = real_sum + x[ 0][0] * x[lag][0] + x[ 0][1] * x[lag][1];
1245         phi[2-lag][1][1] = imag_sum + x[ 0][0] * x[lag][1] - x[ 0][1] * x[lag][0];
1246         if (lag == 1) {
1247             phi[0][0][0] = real_sum + x[38][0] * x[39][0] + x[38][1] * x[39][1];
1248             phi[0][0][1] = imag_sum + x[38][0] * x[39][1] - x[38][1] * x[39][0];
1249         }
1250     } else {
1251         for (i = 1; i < 38; i++) {
1252             real_sum += x[i][0] * x[i][0] + x[i][1] * x[i][1];
1253         }
1254         phi[2][1][0] = real_sum + x[ 0][0] * x[ 0][0] + x[ 0][1] * x[ 0][1];
1255         phi[1][0][0] = real_sum + x[38][0] * x[38][0] + x[38][1] * x[38][1];
1256     }
1257 }
1258
1259 /** High Frequency Generation (14496-3 sp04 p214+) and Inverse Filtering
1260  * (14496-3 sp04 p214)
1261  * Warning: This routine does not seem numerically stable.
1262  */
1263 static void sbr_hf_inverse_filter(float (*alpha0)[2], float (*alpha1)[2],
1264                                   const float X_low[32][40][2], int k0)
1265 {
1266     int k;
1267     for (k = 0; k < k0; k++) {
1268         float phi[3][2][2], dk;
1269
1270         autocorrelate(X_low[k], phi, 0);
1271         autocorrelate(X_low[k], phi, 1);
1272         autocorrelate(X_low[k], phi, 2);
1273
1274         dk =  phi[2][1][0] * phi[1][0][0] -
1275              (phi[1][1][0] * phi[1][1][0] + phi[1][1][1] * phi[1][1][1]) / 1.000001f;
1276
1277         if (!dk) {
1278             alpha1[k][0] = 0;
1279             alpha1[k][1] = 0;
1280         } else {
1281             float temp_real, temp_im;
1282             temp_real = phi[0][0][0] * phi[1][1][0] -
1283                         phi[0][0][1] * phi[1][1][1] -
1284                         phi[0][1][0] * phi[1][0][0];
1285             temp_im   = phi[0][0][0] * phi[1][1][1] +
1286                         phi[0][0][1] * phi[1][1][0] -
1287                         phi[0][1][1] * phi[1][0][0];
1288
1289             alpha1[k][0] = temp_real / dk;
1290             alpha1[k][1] = temp_im   / dk;
1291         }
1292
1293         if (!phi[1][0][0]) {
1294             alpha0[k][0] = 0;
1295             alpha0[k][1] = 0;
1296         } else {
1297             float temp_real, temp_im;
1298             temp_real = phi[0][0][0] + alpha1[k][0] * phi[1][1][0] +
1299                                        alpha1[k][1] * phi[1][1][1];
1300             temp_im   = phi[0][0][1] + alpha1[k][1] * phi[1][1][0] -
1301                                        alpha1[k][0] * phi[1][1][1];
1302
1303             alpha0[k][0] = -temp_real / phi[1][0][0];
1304             alpha0[k][1] = -temp_im   / phi[1][0][0];
1305         }
1306
1307         if (alpha1[k][0] * alpha1[k][0] + alpha1[k][1] * alpha1[k][1] >= 16.0f ||
1308            alpha0[k][0] * alpha0[k][0] + alpha0[k][1] * alpha0[k][1] >= 16.0f) {
1309             alpha1[k][0] = 0;
1310             alpha1[k][1] = 0;
1311             alpha0[k][0] = 0;
1312             alpha0[k][1] = 0;
1313         }
1314     }
1315 }
1316
1317 /// Chirp Factors (14496-3 sp04 p214)
1318 static void sbr_chirp(SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data)
1319 {
1320     int i;
1321     float new_bw;
1322     static const float bw_tab[] = { 0.0f, 0.75f, 0.9f, 0.98f };
1323
1324     for (i = 0; i < sbr->n_q; i++) {
1325         if (ch_data->bs_invf_mode[0][i] + ch_data->bs_invf_mode[1][i] == 1) {
1326             new_bw = 0.6f;
1327         } else
1328             new_bw = bw_tab[ch_data->bs_invf_mode[0][i]];
1329
1330         if (new_bw < ch_data->bw_array[i]) {
1331             new_bw = 0.75f    * new_bw + 0.25f    * ch_data->bw_array[i];
1332         } else
1333             new_bw = 0.90625f * new_bw + 0.09375f * ch_data->bw_array[i];
1334         ch_data->bw_array[i] = new_bw < 0.015625f ? 0.0f : new_bw;
1335     }
1336 }
1337
1338 /// Generate the subband filtered lowband
1339 static int sbr_lf_gen(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1340                       float X_low[32][40][2], const float W[2][32][32][2])
1341 {
1342     int i, k;
1343     const int t_HFGen = 8;
1344     const int i_f = 32;
1345     memset(X_low, 0, 32*sizeof(*X_low));
1346     for (k = 0; k < sbr->kx[1]; k++) {
1347         for (i = t_HFGen; i < i_f + t_HFGen; i++) {
1348             X_low[k][i][0] = W[1][i - t_HFGen][k][0];
1349             X_low[k][i][1] = W[1][i - t_HFGen][k][1];
1350         }
1351     }
1352     for (k = 0; k < sbr->kx[0]; k++) {
1353         for (i = 0; i < t_HFGen; i++) {
1354             X_low[k][i][0] = W[0][i + i_f - t_HFGen][k][0];
1355             X_low[k][i][1] = W[0][i + i_f - t_HFGen][k][1];
1356         }
1357     }
1358     return 0;
1359 }
1360
1361 /// High Frequency Generator (14496-3 sp04 p215)
1362 static int sbr_hf_gen(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1363                       float X_high[64][40][2], const float X_low[32][40][2],
1364                       const float (*alpha0)[2], const float (*alpha1)[2],
1365                       const float bw_array[5], const uint8_t *t_env,
1366                       int bs_num_env)
1367 {
1368     int i, j, x;
1369     int g = 0;
1370     int k = sbr->kx[1];
1371     for (j = 0; j < sbr->num_patches; j++) {
1372         for (x = 0; x < sbr->patch_num_subbands[j]; x++, k++) {
1373             float alpha[4];
1374             const int p = sbr->patch_start_subband[j] + x;
1375             while (g <= sbr->n_q && k >= sbr->f_tablenoise[g])
1376                 g++;
1377             g--;
1378
1379             if (g < 0) {
1380                 av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
1381                        "ERROR : no subband found for frequency %d\n", k);
1382                 return -1;
1383             }
1384
1385             alpha[0] = alpha1[p][0] * bw_array[g] * bw_array[g];
1386             alpha[1] = alpha1[p][1] * bw_array[g] * bw_array[g];
1387             alpha[2] = alpha0[p][0] * bw_array[g];
1388             alpha[3] = alpha0[p][1] * bw_array[g];
1389
1390             for (i = 2 * t_env[0]; i < 2 * t_env[bs_num_env]; i++) {
1391                 const int idx = i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1392                 X_high[k][idx][0] =
1393                     X_low[p][idx - 2][0] * alpha[0] -
1394                     X_low[p][idx - 2][1] * alpha[1] +
1395                     X_low[p][idx - 1][0] * alpha[2] -
1396                     X_low[p][idx - 1][1] * alpha[3] +
1397                     X_low[p][idx][0];
1398                 X_high[k][idx][1] =
1399                     X_low[p][idx - 2][1] * alpha[0] +
1400                     X_low[p][idx - 2][0] * alpha[1] +
1401                     X_low[p][idx - 1][1] * alpha[2] +
1402                     X_low[p][idx - 1][0] * alpha[3] +
1403                     X_low[p][idx][1];
1404             }
1405         }
1406     }
1407     if (k < sbr->m[1] + sbr->kx[1])
1408         memset(X_high + k, 0, (sbr->m[1] + sbr->kx[1] - k) * sizeof(*X_high));
1409
1410     return 0;
1411 }
1412
1413 /// Generate the subband filtered lowband
1414 static int sbr_x_gen(SpectralBandReplication *sbr, float X[2][32][64],
1415                      const float X_low[32][40][2], const float Y[2][38][64][2],
1416                      int ch)
1417 {
1418     int k, i;
1419     const int i_f = 32;
1420     const int i_Temp = FFMAX(2*sbr->data[ch].t_env_num_env_old - i_f, 0);
1421     memset(X, 0, 2*sizeof(*X));
1422     for (k = 0; k < sbr->kx[0]; k++) {
1423         for (i = 0; i < i_Temp; i++) {
1424             X[0][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][0];
1425             X[1][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][1];
1426         }
1427     }
1428     for (; k < sbr->kx[0] + sbr->m[0]; k++) {
1429         for (i = 0; i < i_Temp; i++) {
1430             X[0][i][k] = Y[0][i + i_f][k][0];
1431             X[1][i][k] = Y[0][i + i_f][k][1];
1432         }
1433     }
1434
1435     for (k = 0; k < sbr->kx[1]; k++) {
1436         for (i = i_Temp; i < i_f; i++) {
1437             X[0][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][0];
1438             X[1][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][1];
1439         }
1440     }
1441     for (; k < sbr->kx[1] + sbr->m[1]; k++) {
1442         for (i = i_Temp; i < i_f; i++) {
1443             X[0][i][k] = Y[1][i][k][0];
1444             X[1][i][k] = Y[1][i][k][1];
1445         }
1446     }
1447     return 0;
1448 }
1449
1450 /** High Frequency Adjustment (14496-3 sp04 p217) and Mapping
1451  * (14496-3 sp04 p217)
1452  */
1453 static void sbr_mapping(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1454                         SBRData *ch_data, int e_a[2])
1455 {
1456     int e, i, m;
1457
1458     memset(ch_data->s_indexmapped[1], 0, 7*sizeof(ch_data->s_indexmapped[1]));
1459     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env[1]; e++) {
1460         const unsigned int ilim = sbr->n[ch_data->bs_freq_res[e + 1]];
1461         uint16_t *table = ch_data->bs_freq_res[e + 1] ? sbr->f_tablehigh : sbr->f_tablelow;
1462         int k;
1463
1464         for (i = 0; i < ilim; i++)
1465             for (m = table[i]; m < table[i + 1]; m++)
1466                 sbr->e_origmapped[e][m - sbr->kx[1]] = ch_data->env_facs[e+1][i];
1467
1468         // ch_data->bs_num_noise > 1 => 2 noise floors
1469         k = (ch_data->bs_num_noise > 1) && (ch_data->t_env[e] >= ch_data->t_q[1]);
1470         for (i = 0; i < sbr->n_q; i++)
1471             for (m = sbr->f_tablenoise[i]; m < sbr->f_tablenoise[i + 1]; m++)
1472                 sbr->q_mapped[e][m - sbr->kx[1]] = ch_data->noise_facs[k+1][i];
1473
1474         for (i = 0; i < sbr->n[1]; i++) {
1475             if (ch_data->bs_add_harmonic_flag) {
1476                 const unsigned int m_midpoint =
1477                     (sbr->f_tablehigh[i] + sbr->f_tablehigh[i + 1]) >> 1;
1478
1479                 ch_data->s_indexmapped[e + 1][m_midpoint - sbr->kx[1]] = ch_data->bs_add_harmonic[i] *
1480                     (e >= e_a[1] || (ch_data->s_indexmapped[0][m_midpoint - sbr->kx[1]] == 1));
1481             }
1482         }
1483
1484         for (i = 0; i < ilim; i++) {
1485             int additional_sinusoid_present = 0;
1486             for (m = table[i]; m < table[i + 1]; m++) {
1487                 if (ch_data->s_indexmapped[e + 1][m - sbr->kx[1]]) {
1488                     additional_sinusoid_present = 1;
1489                     break;
1490                 }
1491             }
1492             memset(&sbr->s_mapped[e][table[i] - sbr->kx[1]], additional_sinusoid_present,
1493                    (table[i + 1] - table[i]) * sizeof(sbr->s_mapped[e][0]));
1494         }
1495     }
1496
1497     memcpy(ch_data->s_indexmapped[0], ch_data->s_indexmapped[ch_data->bs_num_env[1]], sizeof(ch_data->s_indexmapped[0]));
1498 }
1499
1500 /// Estimation of current envelope (14496-3 sp04 p218)
1501 static void sbr_env_estimate(float (*e_curr)[48], float X_high[64][40][2],
1502                              SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data)
1503 {
1504     int e, i, m;
1505
1506     if (sbr->bs_interpol_freq) {
1507         for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env[1]; e++) {
1508             const float recip_env_size = 0.5f / (ch_data->t_env[e + 1] - ch_data->t_env[e]);
1509             int ilb = ch_data->t_env[e]     * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1510             int iub = ch_data->t_env[e + 1] * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1511
1512             for (m = 0; m < sbr->m[1]; m++) {
1513                 float sum = 0.0f;
1514
1515                 for (i = ilb; i < iub; i++) {
1516                     sum += X_high[m + sbr->kx[1]][i][0] * X_high[m + sbr->kx[1]][i][0] +
1517                            X_high[m + sbr->kx[1]][i][1] * X_high[m + sbr->kx[1]][i][1];
1518                 }
1519                 e_curr[e][m] = sum * recip_env_size;
1520             }
1521         }
1522     } else {
1523         int k, p;
1524
1525         for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env[1]; e++) {
1526             const int env_size = 2 * (ch_data->t_env[e + 1] - ch_data->t_env[e]);
1527             int ilb = ch_data->t_env[e]     * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1528             int iub = ch_data->t_env[e + 1] * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1529             const uint16_t *table = ch_data->bs_freq_res[e + 1] ? sbr->f_tablehigh : sbr->f_tablelow;
1530
1531             for (p = 0; p < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[e + 1]]; p++) {
1532                 float sum = 0.0f;
1533                 const int den = env_size * (table[p + 1] - table[p]);
1534
1535                 for (k = table[p]; k < table[p + 1]; k++) {
1536                     for (i = ilb; i < iub; i++) {
1537                         sum += X_high[k][i][0] * X_high[k][i][0] +
1538                                X_high[k][i][1] * X_high[k][i][1];
1539                     }
1540                 }
1541                 sum /= den;
1542                 for (k = table[p]; k < table[p + 1]; k++) {
1543                     e_curr[e][k - sbr->kx[1]] = sum;
1544                 }
1545             }
1546         }
1547     }
1548 }
1549
1550 /**
1551  * Calculation of levels of additional HF signal components (14496-3 sp04 p219)
1552  * and Calculation of gain (14496-3 sp04 p219)
1553  */
1554 static void sbr_gain_calc(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1555                           SBRData *ch_data, const int e_a[2])
1556 {
1557     int e, k, m;
1558     // max gain limits : -3dB, 0dB, 3dB, inf dB (limiter off)
1559     static const float limgain[4] = { 0.70795, 1.0, 1.41254, 10000000000 };
1560
1561     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env[1]; e++) {
1562         int delta = !((e == e_a[1]) || (e == e_a[0]));
1563         for (k = 0; k < sbr->n_lim; k++) {
1564             float gain_boost, gain_max;
1565             float sum[2] = { 0.0f, 0.0f };
1566             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1567                 const float temp = sbr->e_origmapped[e][m] / (1.0f + sbr->q_mapped[e][m]);
1568                 sbr->q_m[e][m] = sqrtf(temp * sbr->q_mapped[e][m]);
1569                 sbr->s_m[e][m] = sqrtf(temp * ch_data->s_indexmapped[e + 1][m]);
1570                 if (!sbr->s_mapped[e][m]) {
1571                     sbr->gain[e][m] = sqrtf(sbr->e_origmapped[e][m] /
1572                                             ((1.0f + sbr->e_curr[e][m]) *
1573                                              (1.0f + sbr->q_mapped[e][m] * delta)));
1574                 } else {
1575                     sbr->gain[e][m] = sqrtf(sbr->e_origmapped[e][m] * sbr->q_mapped[e][m] /
1576                                             ((1.0f + sbr->e_curr[e][m]) *
1577                                              (1.0f + sbr->q_mapped[e][m])));
1578                 }
1579             }
1580             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1581                 sum[0] += sbr->e_origmapped[e][m];
1582                 sum[1] += sbr->e_curr[e][m];
1583             }
1584             gain_max = limgain[sbr->bs_limiter_gains] * sqrtf((FLT_EPSILON + sum[0]) / (FLT_EPSILON + sum[1]));
1585             gain_max = FFMIN(100000, gain_max);
1586             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1587                 float q_m_max   = sbr->q_m[e][m] * gain_max / sbr->gain[e][m];
1588                 sbr->q_m[e][m]  = FFMIN(sbr->q_m[e][m], q_m_max);
1589                 sbr->gain[e][m] = FFMIN(sbr->gain[e][m], gain_max);
1590             }
1591             sum[0] = sum[1] = 0.0f;
1592             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1593                 sum[0] += sbr->e_origmapped[e][m];
1594                 sum[1] += sbr->e_curr[e][m] * sbr->gain[e][m] * sbr->gain[e][m]
1595                           + sbr->s_m[e][m] * sbr->s_m[e][m]
1596                           + (delta && !sbr->s_m[e][m]) * sbr->q_m[e][m] * sbr->q_m[e][m];
1597             }
1598             gain_boost = sqrtf((FLT_EPSILON + sum[0]) / (FLT_EPSILON + sum[1]));
1599             gain_boost = FFMIN(1.584893192, gain_boost);
1600             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1601                 sbr->gain[e][m] *= gain_boost;
1602                 sbr->q_m[e][m]  *= gain_boost;
1603                 sbr->s_m[e][m]  *= gain_boost;
1604             }
1605         }
1606     }
1607 }
1608
1609 /// Assembling HF Signals (14496-3 sp04 p220)
1610 static void sbr_hf_assemble(float Y[2][38][64][2], const float X_high[64][40][2],
1611                             SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data,
1612                             const int e_a[2])
1613 {
1614     int e, i, j, m;
1615     const int h_SL = 4 * !sbr->bs_smoothing_mode;
1616     const int kx = sbr->kx[1];
1617     const int m_max = sbr->m[1];
1618     static const float h_smooth[5] = {
1619         0.33333333333333,
1620         0.30150283239582,
1621         0.21816949906249,
1622         0.11516383427084,
1623         0.03183050093751,
1624     };
1625     static const int8_t phi[2][4] = {
1626         {  1,  0, -1,  0}, // real
1627         {  0,  1,  0, -1}, // imaginary
1628     };
1629     float (*g_temp)[48] = ch_data->g_temp, (*q_temp)[48] = ch_data->q_temp;
1630     int indexnoise = ch_data->f_indexnoise;
1631     int indexsine  = ch_data->f_indexsine;
1632     memcpy(Y[0], Y[1], sizeof(Y[0]));
1633
1634     if (sbr->reset) {
1635         for (i = 0; i < h_SL; i++) {
1636             memcpy(g_temp[i + 2*ch_data->t_env[0]], sbr->gain[0], m_max * sizeof(sbr->gain[0][0]));
1637             memcpy(q_temp[i + 2*ch_data->t_env[0]], sbr->q_m[0],  m_max * sizeof(sbr->q_m[0][0]));
1638         }
1639     } else if (h_SL) {
1640         memcpy(g_temp[2*ch_data->t_env[0]], g_temp[2*ch_data->t_env_num_env_old], 4*sizeof(g_temp[0]));
1641         memcpy(q_temp[2*ch_data->t_env[0]], q_temp[2*ch_data->t_env_num_env_old], 4*sizeof(q_temp[0]));
1642     }
1643
1644     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env[1]; e++) {
1645         for (i = 2 * ch_data->t_env[e]; i < 2 * ch_data->t_env[e + 1]; i++) {
1646             memcpy(g_temp[h_SL + i], sbr->gain[e], m_max * sizeof(sbr->gain[0][0]));
1647             memcpy(q_temp[h_SL + i], sbr->q_m[e],  m_max * sizeof(sbr->q_m[0][0]));
1648         }
1649     }
1650
1651     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env[1]; e++) {
1652         for (i = 2 * ch_data->t_env[e]; i < 2 * ch_data->t_env[e + 1]; i++) {
1653             int phi_sign = (1 - 2*(kx & 1));
1654
1655             if (h_SL && e != e_a[0] && e != e_a[1]) {
1656                 for (m = 0; m < m_max; m++) {
1657                     const int idx1 = i + h_SL;
1658                     float g_filt = 0.0f;
1659                     for (j = 0; j <= h_SL; j++)
1660                         g_filt += g_temp[idx1 - j][m] * h_smooth[j];
1661                     Y[1][i][m + kx][0] =
1662                         X_high[m + kx][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][0] * g_filt;
1663                     Y[1][i][m + kx][1] =
1664                         X_high[m + kx][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][1] * g_filt;
1665                 }
1666             } else {
1667                 for (m = 0; m < m_max; m++) {
1668                     const float g_filt = g_temp[i + h_SL][m];
1669                     Y[1][i][m + kx][0] =
1670                         X_high[m + kx][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][0] * g_filt;
1671                     Y[1][i][m + kx][1] =
1672                         X_high[m + kx][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][1] * g_filt;
1673                 }
1674             }
1675
1676             if (e != e_a[0] && e != e_a[1]) {
1677                 for (m = 0; m < m_max; m++) {
1678                     indexnoise = (indexnoise + 1) & 0x1ff;
1679                     if (sbr->s_m[e][m]) {
1680                         Y[1][i][m + kx][0] +=
1681                             sbr->s_m[e][m] * phi[0][indexsine];
1682                         Y[1][i][m + kx][1] +=
1683                             sbr->s_m[e][m] * (phi[1][indexsine] * phi_sign);
1684                     } else {
1685                         float q_filt;
1686                         if (h_SL) {
1687                             const int idx1 = i + h_SL;
1688                             q_filt = 0.0f;
1689                             for (j = 0; j <= h_SL; j++)
1690                                 q_filt += q_temp[idx1 - j][m] * h_smooth[j];
1691                         } else {
1692                             q_filt = q_temp[i][m];
1693                         }
1694                         Y[1][i][m + kx][0] +=
1695                             q_filt * sbr_noise_table[indexnoise][0];
1696                         Y[1][i][m + kx][1] +=
1697                             q_filt * sbr_noise_table[indexnoise][1];
1698                     }
1699                     phi_sign = -phi_sign;
1700                 }
1701             } else {
1702                 indexnoise = (indexnoise + m_max) & 0x1ff;
1703                 for (m = 0; m < m_max; m++) {
1704                     Y[1][i][m + kx][0] +=
1705                         sbr->s_m[e][m] * phi[0][indexsine];
1706                     Y[1][i][m + kx][1] +=
1707                         sbr->s_m[e][m] * (phi[1][indexsine] * phi_sign);
1708                     phi_sign = -phi_sign;
1709                 }
1710             }
1711             indexsine = (indexsine + 1) & 3;
1712         }
1713     }
1714     ch_data->f_indexnoise = indexnoise;
1715     ch_data->f_indexsine  = indexsine;
1716 }
1717
1718 void ff_sbr_dequant(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr, int id_aac)
1719 {
1720     if (sbr->start) {
1721         sbr_dequant(sbr, id_aac);
1722     }
1723 }
1724
1725 void ff_sbr_apply(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr, int ch,
1726                   const float* in, float* out)
1727 {
1728     int downsampled = ac->m4ac.ext_sample_rate < sbr->sample_rate;
1729
1730     /* decode channel */
1731     sbr_qmf_analysis(&ac->dsp, &sbr->rdft, in, sbr->data[ch].analysis_filterbank_samples,
1732                      (float*)sbr->qmf_filter_scratch,
1733                      sbr->data[ch].W, ac->add_bias, 1/(-1024 * ac->sf_scale));
1734     sbr_lf_gen(ac, sbr, sbr->X_low, sbr->data[ch].W);
1735     if (sbr->start) {
1736         sbr_hf_inverse_filter(sbr->alpha0, sbr->alpha1, sbr->X_low, sbr->k[0]);
1737         sbr_chirp(sbr, &sbr->data[ch]);
1738         sbr_hf_gen(ac, sbr, sbr->X_high, sbr->X_low, sbr->alpha0, sbr->alpha1,
1739                    sbr->data[ch].bw_array, sbr->data[ch].t_env,
1740                    sbr->data[ch].bs_num_env[1]);
1741
1742         // hf_adj
1743         sbr_mapping(ac, sbr, &sbr->data[ch], sbr->data[ch].e_a);
1744         sbr_env_estimate(sbr->e_curr, sbr->X_high, sbr, &sbr->data[ch]);
1745         sbr_gain_calc(ac, sbr, &sbr->data[ch], sbr->data[ch].e_a);
1746         sbr_hf_assemble(sbr->data[ch].Y, sbr->X_high, sbr, &sbr->data[ch],
1747                         sbr->data[ch].e_a);
1748     }
1749
1750     /* synthesis */
1751     sbr_x_gen(sbr, sbr->X, sbr->X_low, sbr->data[ch].Y, ch);
1752     sbr_qmf_synthesis(&ac->dsp, &sbr->mdct, out, sbr->X, sbr->qmf_filter_scratch,
1753                       sbr->data[ch].synthesis_filterbank_samples,
1754                       &sbr->data[ch].synthesis_filterbank_samples_offset,
1755                       downsampled,
1756                       ac->add_bias, -1024 * ac->sf_scale);
1757 }