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

   1 /*
   2  * AAC Spectral Band Replication decoding functions
   3  * Copyright (c) 2008-2009 Robert Swain ( rob opendot cl )
   4  * Copyright (c) 2009-2010 Alex Converse <alex.converse@gmail.com>
   5  *
   6  * This file is part of FFmpeg.
   7  *
   8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 /**
  24  * @file
  25  * AAC Spectral Band Replication decoding functions
  26  * @author Robert Swain ( rob opendot cl )
  27  */
  28
  29 #include "aac.h"
  30 #include "sbr.h"
  31 #include "aacsbr.h"
  32 #include "aacsbrdata.h"
  33 #include "fft.h"
  34
  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 const DECLARE_ALIGNED(16, float, zero64)[64];
  75
  76 #define SBR_INIT_VLC_STATIC(num, size) \
  77     INIT_VLC_STATIC(&vlc_sbr[num], 9, sbr_tmp[num].table_size / sbr_tmp[num].elem_size,     \
  78                     sbr_tmp[num].sbr_bits ,                      1,                      1, \
  79                     sbr_tmp[num].sbr_codes, sbr_tmp[num].elem_size, sbr_tmp[num].elem_size, \
  80                     size)
  81
  82 #define SBR_VLC_ROW(name) \
  83     { name ## _codes, name ## _bits, sizeof(name ## _codes), sizeof(name ## _codes[0]) }
  84
  85 av_cold void ff_aac_sbr_init(void)
  86 {
  87     int n;
  88     static const struct {
  89         const void *sbr_codes, *sbr_bits;
  90         const unsigned int table_size, elem_size;
  91     } sbr_tmp[] = {
  92         SBR_VLC_ROW(t_huffman_env_1_5dB),
  93         SBR_VLC_ROW(f_huffman_env_1_5dB),
  94         SBR_VLC_ROW(t_huffman_env_bal_1_5dB),
  95         SBR_VLC_ROW(f_huffman_env_bal_1_5dB),
  96         SBR_VLC_ROW(t_huffman_env_3_0dB),
  97         SBR_VLC_ROW(f_huffman_env_3_0dB),
  98         SBR_VLC_ROW(t_huffman_env_bal_3_0dB),
  99         SBR_VLC_ROW(f_huffman_env_bal_3_0dB),
 100         SBR_VLC_ROW(t_huffman_noise_3_0dB),
 101         SBR_VLC_ROW(t_huffman_noise_bal_3_0dB),
 102     };
 103
 104     // SBR VLC table initialization
 105     SBR_INIT_VLC_STATIC(0, 1098);
 106     SBR_INIT_VLC_STATIC(1, 1092);
 107     SBR_INIT_VLC_STATIC(2, 768);
 108     SBR_INIT_VLC_STATIC(3, 1026);
 109     SBR_INIT_VLC_STATIC(4, 1058);
 110     SBR_INIT_VLC_STATIC(5, 1052);
 111     SBR_INIT_VLC_STATIC(6, 544);
 112     SBR_INIT_VLC_STATIC(7, 544);
 113     SBR_INIT_VLC_STATIC(8, 592);
 114     SBR_INIT_VLC_STATIC(9, 512);
 115
 116     for (n = 1; n < 320; n++)
 117         sbr_qmf_window_us[320 + n] = sbr_qmf_window_us[320 - n];
 118     sbr_qmf_window_us[384] = -sbr_qmf_window_us[384];
 119     sbr_qmf_window_us[512] = -sbr_qmf_window_us[512];
 120
 121     for (n = 0; n < 320; n++)
 122         sbr_qmf_window_ds[n] = sbr_qmf_window_us[2*n];
 123 }
 124
 125 av_cold void ff_aac_sbr_ctx_init(SpectralBandReplication *sbr)
 126 {
 127     sbr->kx[0] = sbr->kx[1] = 32; //Typo in spec, kx' inits to 32
 128     sbr->data[0].e_a[1] = sbr->data[1].e_a[1] = -1;
 129     sbr->data[0].synthesis_filterbank_samples_offset = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - (1280 - 128);
 130     sbr->data[1].synthesis_filterbank_samples_offset = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - (1280 - 128);
 131     ff_mdct_init(&sbr->mdct, 7, 1, 1.0/64);
 132     ff_mdct_init(&sbr->mdct_ana, 7, 1, -2.0);
 133 }
 134
 135 av_cold void ff_aac_sbr_ctx_close(SpectralBandReplication *sbr)
 136 {
 137     ff_mdct_end(&sbr->mdct);
 138     ff_mdct_end(&sbr->mdct_ana);
 139 }
 140
 141 static int qsort_comparison_function_int16(const void *a, const void *b)
 142 {
 143     return *(const int16_t *)a - *(const int16_t *)b;
 144 }
 145
 146 static inline int in_table_int16(const int16_t *table, int last_el, int16_t needle)
 147 {
 148     int i;
 149     for (i = 0; i <= last_el; i++)
 150         if (table[i] == needle)
 151             return 1;
 152     return 0;
 153 }
 154
 155 /// Limiter Frequency Band Table (14496-3 sp04 p198)
 156 static void sbr_make_f_tablelim(SpectralBandReplication *sbr)
 157 {
 158     int k;
 159     if (sbr->bs_limiter_bands > 0) {
 160         static const float bands_warped[3] = { 1.32715174233856803909f,   //2^(0.49/1.2)
 161                                                1.18509277094158210129f,   //2^(0.49/2)
 162                                                1.11987160404675912501f }; //2^(0.49/3)
 163         const float lim_bands_per_octave_warped = bands_warped[sbr->bs_limiter_bands - 1];
 164         int16_t patch_borders[7];
 165         uint16_t *in = sbr->f_tablelim + 1, *out = sbr->f_tablelim;
 166
 167         patch_borders[0] = sbr->kx[1];
 168         for (k = 1; k <= sbr->num_patches; k++)
 169             patch_borders[k] = patch_borders[k-1] + sbr->patch_num_subbands[k-1];
 170
 171         memcpy(sbr->f_tablelim, sbr->f_tablelow,
 172                (sbr->n[0] + 1) * sizeof(sbr->f_tablelow[0]));
 173         if (sbr->num_patches > 1)
 174             memcpy(sbr->f_tablelim + sbr->n[0] + 1, patch_borders + 1,
 175                    (sbr->num_patches - 1) * sizeof(patch_borders[0]));
 176
 177         qsort(sbr->f_tablelim, sbr->num_patches + sbr->n[0],
 178               sizeof(sbr->f_tablelim[0]),
 179               qsort_comparison_function_int16);
 180
 181         sbr->n_lim = sbr->n[0] + sbr->num_patches - 1;
 182         while (out < sbr->f_tablelim + sbr->n_lim) {
 183             if (*in >= *out * lim_bands_per_octave_warped) {
 184                 *++out = *in++;
 185             } else if (*in == *out ||
 186                 !in_table_int16(patch_borders, sbr->num_patches, *in)) {
 187                 in++;
 188                 sbr->n_lim--;
 189             } else if (!in_table_int16(patch_borders, sbr->num_patches, *out)) {
 190                 *out = *in++;
 191                 sbr->n_lim--;
 192             } else {
 193                 *++out = *in++;
 194             }
 195         }
 196     } else {
 197         sbr->f_tablelim[0] = sbr->f_tablelow[0];
 198         sbr->f_tablelim[1] = sbr->f_tablelow[sbr->n[0]];
 199         sbr->n_lim = 1;
 200     }
 201 }
 202
 203 static unsigned int read_sbr_header(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb)
 204 {
 205     unsigned int cnt = get_bits_count(gb);
 206     uint8_t bs_header_extra_1;
 207     uint8_t bs_header_extra_2;
 208     int old_bs_limiter_bands = sbr->bs_limiter_bands;
 209     SpectrumParameters old_spectrum_params;
 210
 211     sbr->start = 1;
 212
 213     // Save last spectrum parameters variables to compare to new ones
 214     memcpy(&old_spectrum_params, &sbr->spectrum_params, sizeof(SpectrumParameters));
 215
 216     sbr->bs_amp_res_header              = get_bits1(gb);
 217     sbr->spectrum_params.bs_start_freq  = get_bits(gb, 4);
 218     sbr->spectrum_params.bs_stop_freq   = get_bits(gb, 4);
 219     sbr->spectrum_params.bs_xover_band  = get_bits(gb, 3);
 220                                           skip_bits(gb, 2); // bs_reserved
 221
 222     bs_header_extra_1 = get_bits1(gb);
 223     bs_header_extra_2 = get_bits1(gb);
 224
 225     if (bs_header_extra_1) {
 226         sbr->spectrum_params.bs_freq_scale  = get_bits(gb, 2);
 227         sbr->spectrum_params.bs_alter_scale = get_bits1(gb);
 228         sbr->spectrum_params.bs_noise_bands = get_bits(gb, 2);
 229     } else {
 230         sbr->spectrum_params.bs_freq_scale  = 2;
 231         sbr->spectrum_params.bs_alter_scale = 1;
 232         sbr->spectrum_params.bs_noise_bands = 2;
 233     }
 234
 235     // Check if spectrum parameters changed
 236     if (memcmp(&old_spectrum_params, &sbr->spectrum_params, sizeof(SpectrumParameters)))
 237         sbr->reset = 1;
 238
 239     if (bs_header_extra_2) {
 240         sbr->bs_limiter_bands  = get_bits(gb, 2);
 241         sbr->bs_limiter_gains  = get_bits(gb, 2);
 242         sbr->bs_interpol_freq  = get_bits1(gb);
 243         sbr->bs_smoothing_mode = get_bits1(gb);
 244     } else {
 245         sbr->bs_limiter_bands  = 2;
 246         sbr->bs_limiter_gains  = 2;
 247         sbr->bs_interpol_freq  = 1;
 248         sbr->bs_smoothing_mode = 1;
 249     }
 250
 251     if (sbr->bs_limiter_bands != old_bs_limiter_bands && !sbr->reset)
 252         sbr_make_f_tablelim(sbr);
 253
 254     return get_bits_count(gb) - cnt;
 255 }
 256
 257 static int array_min_int16(const int16_t *array, int nel)
 258 {
 259     int i, min = array[0];
 260     for (i = 1; i < nel; i++)
 261         min = FFMIN(array[i], min);
 262     return min;
 263 }
 264
 265 static void make_bands(int16_t* bands, int start, int stop, int num_bands)
 266 {
 267     int k, previous, present;
 268     float base, prod;
 269
 270     base = powf((float)stop / start, 1.0f / num_bands);
 271     prod = start;
 272     previous = start;
 273
 274     for (k = 0; k < num_bands-1; k++) {
 275         prod *= base;
 276         present  = lrintf(prod);
 277         bands[k] = present - previous;
 278         previous = present;
 279     }
 280     bands[num_bands-1] = stop - previous;
 281 }
 282
 283 static int check_n_master(AVCodecContext *avctx, int n_master, int bs_xover_band)
 284 {
 285     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 286     if (n_master <= 0) {
 287         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid n_master: %d\n", n_master);
 288         return -1;
 289     }
 290     if (bs_xover_band >= n_master) {
 291         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 292                "Invalid bitstream, crossover band index beyond array bounds: %d\n",
 293                bs_xover_band);
 294         return -1;
 295     }
 296     return 0;
 297 }
 298
 299 /// Master Frequency Band Table (14496-3 sp04 p194)
 300 static int sbr_make_f_master(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
 301                              SpectrumParameters *spectrum)
 302 {
 303     unsigned int temp, max_qmf_subbands;
 304     unsigned int start_min, stop_min;
 305     int k;
 306     const int8_t *sbr_offset_ptr;
 307     int16_t stop_dk[13];
 308
 309     if (sbr->sample_rate < 32000) {
 310         temp = 3000;
 311     } else if (sbr->sample_rate < 64000) {
 312         temp = 4000;
 313     } else
 314         temp = 5000;
 315
 316     start_min = ((temp << 7) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
 317     stop_min  = ((temp << 8) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
 318
 319     switch (sbr->sample_rate) {
 320     case 16000:
 321         sbr_offset_ptr = sbr_offset[0];
 322         break;
 323     case 22050:
 324         sbr_offset_ptr = sbr_offset[1];
 325         break;
 326     case 24000:
 327         sbr_offset_ptr = sbr_offset[2];
 328         break;
 329     case 32000:
 330         sbr_offset_ptr = sbr_offset[3];
 331         break;
 332     case 44100: case 48000: case 64000:
 333         sbr_offset_ptr = sbr_offset[4];
 334         break;
 335     case 88200: case 96000: case 128000: case 176400: case 192000:
 336         sbr_offset_ptr = sbr_offset[5];
 337         break;
 338     default:
 339         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 340                "Unsupported sample rate for SBR: %d\n", sbr->sample_rate);
 341         return -1;
 342     }
 343
 344     sbr->k[0] = start_min + sbr_offset_ptr[spectrum->bs_start_freq];
 345
 346     if (spectrum->bs_stop_freq < 14) {
 347         sbr->k[2] = stop_min;
 348         make_bands(stop_dk, stop_min, 64, 13);
 349         qsort(stop_dk, 13, sizeof(stop_dk[0]), qsort_comparison_function_int16);
 350         for (k = 0; k < spectrum->bs_stop_freq; k++)
 351             sbr->k[2] += stop_dk[k];
 352     } else if (spectrum->bs_stop_freq == 14) {
 353         sbr->k[2] = 2*sbr->k[0];
 354     } else if (spectrum->bs_stop_freq == 15) {
 355         sbr->k[2] = 3*sbr->k[0];
 356     } else {
 357         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 358                "Invalid bs_stop_freq: %d\n", spectrum->bs_stop_freq);
 359         return -1;
 360     }
 361     sbr->k[2] = FFMIN(64, sbr->k[2]);
 362
 363     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 364     if (sbr->sample_rate <= 32000) {
 365         max_qmf_subbands = 48;
 366     } else if (sbr->sample_rate == 44100) {
 367         max_qmf_subbands = 35;
 368     } else if (sbr->sample_rate >= 48000)
 369         max_qmf_subbands = 32;
 370
 371     if (sbr->k[2] - sbr->k[0] > max_qmf_subbands) {
 372         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 373                "Invalid bitstream, too many QMF subbands: %d\n", sbr->k[2] - sbr->k[0]);
 374         return -1;
 375     }
 376
 377     if (!spectrum->bs_freq_scale) {
 378         unsigned int dk;
 379         int k2diff;
 380
 381         dk = spectrum->bs_alter_scale + 1;
 382         sbr->n_master = ((sbr->k[2] - sbr->k[0] + (dk&2)) >> dk) << 1;
 383         if (check_n_master(ac->avctx, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
 384             return -1;
 385
 386         for (k = 1; k <= sbr->n_master; k++)
 387             sbr->f_master[k] = dk;
 388
 389         k2diff = sbr->k[2] - sbr->k[0] - sbr->n_master * dk;
 390         if (k2diff < 0) {
 391             sbr->f_master[1]--;
 392             sbr->f_master[2]-= (k2diff < 1);
 393         } else if (k2diff) {
 394             sbr->f_master[sbr->n_master]++;
 395         }
 396
 397         sbr->f_master[0] = sbr->k[0];
 398         for (k = 1; k <= sbr->n_master; k++)
 399             sbr->f_master[k] += sbr->f_master[k - 1];
 400
 401     } else {
 402         int half_bands = 7 - spectrum->bs_freq_scale;      // bs_freq_scale  = {1,2,3}
 403         int two_regions, num_bands_0;
 404         int vdk0_max, vdk1_min;
 405         int16_t vk0[49];
 406
 407         if (49 * sbr->k[2] > 110 * sbr->k[0]) {
 408             two_regions = 1;
 409             sbr->k[1] = 2 * sbr->k[0];
 410         } else {
 411             two_regions = 0;
 412             sbr->k[1] = sbr->k[2];
 413         }
 414
 415         num_bands_0 = lrintf(half_bands * log2f(sbr->k[1] / (float)sbr->k[0])) * 2;
 416
 417         if (num_bands_0 <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 418             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid num_bands_0: %d\n", num_bands_0);
 419             return -1;
 420         }
 421
 422         vk0[0] = 0;
 423
 424         make_bands(vk0+1, sbr->k[0], sbr->k[1], num_bands_0);
 425
 426         qsort(vk0 + 1, num_bands_0, sizeof(vk0[1]), qsort_comparison_function_int16);
 427         vdk0_max = vk0[num_bands_0];
 428
 429         vk0[0] = sbr->k[0];
 430         for (k = 1; k <= num_bands_0; k++) {
 431             if (vk0[k] <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 432                 av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid vDk0[%d]: %d\n", k, vk0[k]);
 433                 return -1;
 434             }
 435             vk0[k] += vk0[k-1];
 436         }
 437
 438         if (two_regions) {
 439             int16_t vk1[49];
 440             float invwarp = spectrum->bs_alter_scale ? 0.76923076923076923077f
 441                                                      : 1.0f; // bs_alter_scale = {0,1}
 442             int num_bands_1 = lrintf(half_bands * invwarp *
 443                                      log2f(sbr->k[2] / (float)sbr->k[1])) * 2;
 444
 445             make_bands(vk1+1, sbr->k[1], sbr->k[2], num_bands_1);
 446
 447             vdk1_min = array_min_int16(vk1 + 1, num_bands_1);
 448
 449             if (vdk1_min < vdk0_max) {
 450                 int change;
 451                 qsort(vk1 + 1, num_bands_1, sizeof(vk1[1]), qsort_comparison_function_int16);
 452                 change = FFMIN(vdk0_max - vk1[1], (vk1[num_bands_1] - vk1[1]) >> 1);
 453                 vk1[1]           += change;
 454                 vk1[num_bands_1] -= change;
 455             }
 456
 457             qsort(vk1 + 1, num_bands_1, sizeof(vk1[1]), qsort_comparison_function_int16);
 458
 459             vk1[0] = sbr->k[1];
 460             for (k = 1; k <= num_bands_1; k++) {
 461                 if (vk1[k] <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 462                     av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid vDk1[%d]: %d\n", k, vk1[k]);
 463                     return -1;
 464                 }
 465                 vk1[k] += vk1[k-1];
 466             }
 467
 468             sbr->n_master = num_bands_0 + num_bands_1;
 469             if (check_n_master(ac->avctx, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
 470                 return -1;
 471             memcpy(&sbr->f_master[0],               vk0,
 472                    (num_bands_0 + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
 473             memcpy(&sbr->f_master[num_bands_0 + 1], vk1 + 1,
 474                     num_bands_1      * sizeof(sbr->f_master[0]));
 475
 476         } else {
 477             sbr->n_master = num_bands_0;
 478             if (check_n_master(ac->avctx, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
 479                 return -1;
 480             memcpy(sbr->f_master, vk0, (num_bands_0 + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
 481         }
 482     }
 483
 484     return 0;
 485 }
 486
 487 /// High Frequency Generation - Patch Construction (14496-3 sp04 p216 fig. 4.46)
 488 static int sbr_hf_calc_npatches(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
 489 {
 490     int i, k, sb = 0;
 491     int msb = sbr->k[0];
 492     int usb = sbr->kx[1];
 493     int goal_sb = ((1000 << 11) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
 494
 495     sbr->num_patches = 0;
 496
 497     if (goal_sb < sbr->kx[1] + sbr->m[1]) {
 498         for (k = 0; sbr->f_master[k] < goal_sb; k++) ;
 499     } else
 500         k = sbr->n_master;
 501
 502     do {
 503         int odd = 0;
 504         for (i = k; i == k || sb > (sbr->k[0] - 1 + msb - odd); i--) {
 505             sb = sbr->f_master[i];
 506             odd = (sb + sbr->k[0]) & 1;
 507         }
 508
 509         // Requirements (14496-3 sp04 p205) sets the maximum number of patches to 5.
 510         // After this check the final number of patches can still be six which is
 511         // illegal however the Coding Technologies decoder check stream has a final
 512         // count of 6 patches
 513         if (sbr->num_patches > 5) {
 514             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many patches: %d\n", sbr->num_patches);
 515             return -1;
 516         }
 517
 518         sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches]  = FFMAX(sb - usb, 0);
 519         sbr->patch_start_subband[sbr->num_patches] = sbr->k[0] - odd - sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches];
 520
 521         if (sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches] > 0) {
 522             usb = sb;
 523             msb = sb;
 524             sbr->num_patches++;
 525         } else
 526             msb = sbr->kx[1];
 527
 528         if (sbr->f_master[k] - sb < 3)
 529             k = sbr->n_master;
 530     } while (sb != sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
 531
 532     if (sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches-1] < 3 && sbr->num_patches > 1)
 533         sbr->num_patches--;
 534
 535     return 0;
 536 }
 537
 538 /// Derived Frequency Band Tables (14496-3 sp04 p197)
 539 static int sbr_make_f_derived(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
 540 {
 541     int k, temp;
 542
 543     sbr->n[1] = sbr->n_master - sbr->spectrum_params.bs_xover_band;
 544     sbr->n[0] = (sbr->n[1] + 1) >> 1;
 545
 546     memcpy(sbr->f_tablehigh, &sbr->f_master[sbr->spectrum_params.bs_xover_band],
 547            (sbr->n[1] + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
 548     sbr->m[1] = sbr->f_tablehigh[sbr->n[1]] - sbr->f_tablehigh[0];
 549     sbr->kx[1] = sbr->f_tablehigh[0];
 550
 551     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 552     if (sbr->kx[1] + sbr->m[1] > 64) {
 553         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 554                "Stop frequency border too high: %d\n", sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
 555         return -1;
 556     }
 557     if (sbr->kx[1] > 32) {
 558         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Start frequency border too high: %d\n", sbr->kx[1]);
 559         return -1;
 560     }
 561
 562     sbr->f_tablelow[0] = sbr->f_tablehigh[0];
 563     temp = sbr->n[1] & 1;
 564     for (k = 1; k <= sbr->n[0]; k++)
 565         sbr->f_tablelow[k] = sbr->f_tablehigh[2 * k - temp];
 566
 567     sbr->n_q = FFMAX(1, lrintf(sbr->spectrum_params.bs_noise_bands *
 568                                log2f(sbr->k[2] / (float)sbr->kx[1]))); // 0 <= bs_noise_bands <= 3
 569     if (sbr->n_q > 5) {
 570         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many noise floor scale factors: %d\n", sbr->n_q);
 571         return -1;
 572     }
 573
 574     sbr->f_tablenoise[0] = sbr->f_tablelow[0];
 575     temp = 0;
 576     for (k = 1; k <= sbr->n_q; k++) {
 577         temp += (sbr->n[0] - temp) / (sbr->n_q + 1 - k);
 578         sbr->f_tablenoise[k] = sbr->f_tablelow[temp];
 579     }
 580
 581     if (sbr_hf_calc_npatches(ac, sbr) < 0)
 582         return -1;
 583
 584     sbr_make_f_tablelim(sbr);
 585
 586     sbr->data[0].f_indexnoise = 0;
 587     sbr->data[1].f_indexnoise = 0;
 588
 589     return 0;
 590 }
 591
 592 static av_always_inline void get_bits1_vector(GetBitContext *gb, uint8_t *vec,
 593                                               int elements)
 594 {
 595     int i;
 596     for (i = 0; i < elements; i++) {
 597         vec[i] = get_bits1(gb);
 598     }
 599 }
 600
 601 /** ceil(log2(index+1)) */
 602 static const int8_t ceil_log2[] = {
 603     0, 1, 2, 2, 3, 3,
 604 };
 605
 606 static int read_sbr_grid(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
 607                          GetBitContext *gb, SBRData *ch_data)
 608 {
 609     int i;
 610     unsigned bs_pointer = 0;
 611     // frameLengthFlag ? 15 : 16; 960 sample length frames unsupported; this value is numTimeSlots
 612     int abs_bord_trail = 16;
 613     int num_rel_lead, num_rel_trail;
 614     unsigned bs_num_env_old = ch_data->bs_num_env;
 615
 616     ch_data->bs_freq_res[0] = ch_data->bs_freq_res[ch_data->bs_num_env];
 617     ch_data->bs_amp_res = sbr->bs_amp_res_header;
 618     ch_data->t_env_num_env_old = ch_data->t_env[bs_num_env_old];
 619
 620     switch (ch_data->bs_frame_class = get_bits(gb, 2)) {
 621     case FIXFIX:
 622         ch_data->bs_num_env                 = 1 << get_bits(gb, 2);
 623         num_rel_lead                        = ch_data->bs_num_env - 1;
 624         if (ch_data->bs_num_env == 1)
 625             ch_data->bs_amp_res = 0;
 626
 627         if (ch_data->bs_num_env > 4) {
 628             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 629                    "Invalid bitstream, too many SBR envelopes in FIXFIX type SBR frame: %d\n",
 630                    ch_data->bs_num_env);
 631             return -1;
 632         }
 633
 634         ch_data->t_env[0]                   = 0;
 635         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
 636
 637         abs_bord_trail = (abs_bord_trail + (ch_data->bs_num_env >> 1)) /
 638                    ch_data->bs_num_env;
 639         for (i = 0; i < num_rel_lead; i++)
 640             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + abs_bord_trail;
 641
 642         ch_data->bs_freq_res[1] = get_bits1(gb);
 643         for (i = 1; i < ch_data->bs_num_env; i++)
 644             ch_data->bs_freq_res[i + 1] = ch_data->bs_freq_res[1];
 645         break;
 646     case FIXVAR:
 647         abs_bord_trail                     += get_bits(gb, 2);
 648         num_rel_trail                       = get_bits(gb, 2);
 649         ch_data->bs_num_env                 = num_rel_trail + 1;
 650         ch_data->t_env[0]                   = 0;
 651         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
 652
 653         for (i = 0; i < num_rel_trail; i++)
 654             ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - 1 - i] =
 655                 ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - i] - 2 * get_bits(gb, 2) - 2;
 656
 657         bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env]);
 658
 659         for (i = 0; i < ch_data->bs_num_env; i++)
 660             ch_data->bs_freq_res[ch_data->bs_num_env - i] = get_bits1(gb);
 661         break;
 662     case VARFIX:
 663         ch_data->t_env[0]                   = get_bits(gb, 2);
 664         num_rel_lead                        = get_bits(gb, 2);
 665         ch_data->bs_num_env                 = num_rel_lead + 1;
 666         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
 667
 668         for (i = 0; i < num_rel_lead; i++)
 669             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + 2 * get_bits(gb, 2) + 2;
 670
 671         bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env]);
 672
 673         get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_freq_res + 1, ch_data->bs_num_env);
 674         break;
 675     case VARVAR:
 676         ch_data->t_env[0]                   = get_bits(gb, 2);
 677         abs_bord_trail                     += get_bits(gb, 2);
 678         num_rel_lead                        = get_bits(gb, 2);
 679         num_rel_trail                       = get_bits(gb, 2);
 680         ch_data->bs_num_env                 = num_rel_lead + num_rel_trail + 1;
 681
 682         if (ch_data->bs_num_env > 5) {
 683             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 684                    "Invalid bitstream, too many SBR envelopes in VARVAR type SBR frame: %d\n",
 685                    ch_data->bs_num_env);
 686             return -1;
 687         }
 688
 689         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
 690
 691         for (i = 0; i < num_rel_lead; i++)
 692             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + 2 * get_bits(gb, 2) + 2;
 693         for (i = 0; i < num_rel_trail; i++)
 694             ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - 1 - i] =
 695                 ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - i] - 2 * get_bits(gb, 2) - 2;
 696
 697         bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env]);
 698
 699         get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_freq_res + 1, ch_data->bs_num_env);
 700         break;
 701     }
 702
 703     if (bs_pointer > ch_data->bs_num_env + 1) {
 704         av_log(ac->avctx, 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     for (i = 1; i <= ch_data->bs_num_env; i++) {
 711         if (ch_data->t_env[i-1] > ch_data->t_env[i]) {
 712             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Non monotone time borders\n");
 713             return -1;
 714         }
 715     }
 716
 717     ch_data->bs_num_noise = (ch_data->bs_num_env > 1) + 1;
 718
 719     ch_data->t_q[0]                     = ch_data->t_env[0];
 720     ch_data->t_q[ch_data->bs_num_noise] = ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env];
 721     if (ch_data->bs_num_noise > 1) {
 722         unsigned int idx;
 723         if (ch_data->bs_frame_class == FIXFIX) {
 724             idx = ch_data->bs_num_env >> 1;
 725         } else if (ch_data->bs_frame_class & 1) { // FIXVAR or VARVAR
 726             idx = ch_data->bs_num_env - FFMAX(bs_pointer - 1, 1);
 727         } else { // VARFIX
 728             if (!bs_pointer)
 729                 idx = 1;
 730             else if (bs_pointer == 1)
 731                 idx = ch_data->bs_num_env - 1;
 732             else // bs_pointer > 1
 733                 idx = bs_pointer - 1;
 734         }
 735         ch_data->t_q[1] = ch_data->t_env[idx];
 736     }
 737
 738     ch_data->e_a[0] = -(ch_data->e_a[1] != bs_num_env_old); // l_APrev
 739     ch_data->e_a[1] = -1;
 740     if ((ch_data->bs_frame_class & 1) && bs_pointer) { // FIXVAR or VARVAR and bs_pointer != 0
 741         ch_data->e_a[1] = ch_data->bs_num_env + 1 - bs_pointer;
 742     } else if ((ch_data->bs_frame_class == 2) && (bs_pointer > 1)) // VARFIX and bs_pointer > 1
 743         ch_data->e_a[1] = bs_pointer - 1;
 744
 745     return 0;
 746 }
 747
 748 static void copy_sbr_grid(SBRData *dst, const SBRData *src) {
 749     //These variables are saved from the previous frame rather than copied
 750     dst->bs_freq_res[0]    = dst->bs_freq_res[dst->bs_num_env];
 751     dst->t_env_num_env_old = dst->t_env[dst->bs_num_env];
 752     dst->e_a[0]            = -(dst->e_a[1] != dst->bs_num_env);
 753
 754     //These variables are read from the bitstream and therefore copied
 755     memcpy(dst->bs_freq_res+1, src->bs_freq_res+1, sizeof(dst->bs_freq_res)-sizeof(*dst->bs_freq_res));
 756     memcpy(dst->t_env,         src->t_env,         sizeof(dst->t_env));
 757     memcpy(dst->t_q,           src->t_q,           sizeof(dst->t_q));
 758     dst->bs_num_env        = src->bs_num_env;
 759     dst->bs_amp_res        = src->bs_amp_res;
 760     dst->bs_num_noise      = src->bs_num_noise;
 761     dst->bs_frame_class    = src->bs_frame_class;
 762     dst->e_a[1]            = src->e_a[1];
 763 }
 764
 765 /// Read how the envelope and noise floor data is delta coded
 766 static void read_sbr_dtdf(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 767                           SBRData *ch_data)
 768 {
 769     get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_df_env,   ch_data->bs_num_env);
 770     get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_df_noise, ch_data->bs_num_noise);
 771 }
 772
 773 /// Read inverse filtering data
 774 static void read_sbr_invf(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 775                           SBRData *ch_data)
 776 {
 777     int i;
 778
 779     memcpy(ch_data->bs_invf_mode[1], ch_data->bs_invf_mode[0], 5 * sizeof(uint8_t));
 780     for (i = 0; i < sbr->n_q; i++)
 781         ch_data->bs_invf_mode[0][i] = get_bits(gb, 2);
 782 }
 783
 784 static void read_sbr_envelope(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 785                               SBRData *ch_data, int ch)
 786 {
 787     int bits;
 788     int i, j, k;
 789     VLC_TYPE (*t_huff)[2], (*f_huff)[2];
 790     int t_lav, f_lav;
 791     const int delta = (ch == 1 && sbr->bs_coupling == 1) + 1;
 792     const int odd = sbr->n[1] & 1;
 793
 794     if (sbr->bs_coupling && ch) {
 795         if (ch_data->bs_amp_res) {
 796             bits   = 5;
 797             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
 798             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
 799             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
 800             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
 801         } else {
 802             bits   = 6;
 803             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB].table;
 804             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB];
 805             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB].table;
 806             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB];
 807         }
 808     } else {
 809         if (ch_data->bs_amp_res) {
 810             bits   = 6;
 811             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
 812             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
 813             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
 814             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
 815         } else {
 816             bits   = 7;
 817             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_1_5DB].table;
 818             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_1_5DB];
 819             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_1_5DB].table;
 820             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_1_5DB];
 821         }
 822     }
 823
 824     for (i = 0; i < ch_data->bs_num_env; i++) {
 825         if (ch_data->bs_df_env[i]) {
 826             // bs_freq_res[0] == bs_freq_res[bs_num_env] from prev frame
 827             if (ch_data->bs_freq_res[i + 1] == ch_data->bs_freq_res[i]) {
 828                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++)
 829                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][j] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
 830             } else if (ch_data->bs_freq_res[i + 1]) {
 831                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++) {
 832                     k = (j + odd) >> 1; // find k such that f_tablelow[k] <= f_tablehigh[j] < f_tablelow[k + 1]
 833                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][k] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
 834                 }
 835             } else {
 836                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++) {
 837                     k = j ? 2*j - odd : 0; // find k such that f_tablehigh[k] == f_tablelow[j]
 838                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][k] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
 839                 }
 840             }
 841         } else {
 842             ch_data->env_facs[i + 1][0] = delta * get_bits(gb, bits); // bs_env_start_value_balance
 843             for (j = 1; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++)
 844                 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);
 845         }
 846     }
 847
 848     //assign 0th elements of env_facs from last elements
 849     memcpy(ch_data->env_facs[0], ch_data->env_facs[ch_data->bs_num_env],
 850            sizeof(ch_data->env_facs[0]));
 851 }
 852
 853 static void read_sbr_noise(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 854                            SBRData *ch_data, int ch)
 855 {
 856     int i, j;
 857     VLC_TYPE (*t_huff)[2], (*f_huff)[2];
 858     int t_lav, f_lav;
 859     int delta = (ch == 1 && sbr->bs_coupling == 1) + 1;
 860
 861     if (sbr->bs_coupling && ch) {
 862         t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB].table;
 863         t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB];
 864         f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
 865         f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
 866     } else {
 867         t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB].table;
 868         t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB];
 869         f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
 870         f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
 871     }
 872
 873     for (i = 0; i < ch_data->bs_num_noise; i++) {
 874         if (ch_data->bs_df_noise[i]) {
 875             for (j = 0; j < sbr->n_q; j++)
 876                 ch_data->noise_facs[i + 1][j] = ch_data->noise_facs[i][j] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 2) - t_lav);
 877         } else {
 878             ch_data->noise_facs[i + 1][0] = delta * get_bits(gb, 5); // bs_noise_start_value_balance or bs_noise_start_value_level
 879             for (j = 1; j < sbr->n_q; j++)
 880                 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);
 881         }
 882     }
 883
 884     //assign 0th elements of noise_facs from last elements
 885     memcpy(ch_data->noise_facs[0], ch_data->noise_facs[ch_data->bs_num_noise],
 886            sizeof(ch_data->noise_facs[0]));
 887 }
 888
 889 static void read_sbr_extension(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
 890                                GetBitContext *gb,
 891                                int bs_extension_id, int *num_bits_left)
 892 {
 893 //TODO - implement ps_data for parametric stereo parsing
 894     switch (bs_extension_id) {
 895     case EXTENSION_ID_PS:
 896         if (!ac->m4ac.ps) {
 897             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Parametric Stereo signaled to be not-present but was found in the bitstream.\n");
 898             skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
 899             *num_bits_left = 0;
 900         } else {
 901 #if 0
 902             *num_bits_left -= ff_ps_data(gb, ps);
 903 #else
 904             av_log_missing_feature(ac->avctx, "Parametric Stereo is", 0);
 905             skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
 906             *num_bits_left = 0;
 907 #endif
 908         }
 909         break;
 910     default:
 911         av_log_missing_feature(ac->avctx, "Reserved SBR extensions are", 1);
 912         skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
 913         *num_bits_left = 0;
 914         break;
 915     }
 916 }
 917
 918 static int read_sbr_single_channel_element(AACContext *ac,
 919                                             SpectralBandReplication *sbr,
 920                                             GetBitContext *gb)
 921 {
 922     if (get_bits1(gb)) // bs_data_extra
 923         skip_bits(gb, 4); // bs_reserved
 924
 925     if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]))
 926         return -1;
 927     read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 928     read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 929     read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 930     read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 931
 932     if ((sbr->data[0].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
 933         get_bits1_vector(gb, sbr->data[0].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
 934
 935     return 0;
 936 }
 937
 938 static int read_sbr_channel_pair_element(AACContext *ac,
 939                                           SpectralBandReplication *sbr,
 940                                           GetBitContext *gb)
 941 {
 942     if (get_bits1(gb))    // bs_data_extra
 943         skip_bits(gb, 8); // bs_reserved
 944
 945     if ((sbr->bs_coupling = get_bits1(gb))) {
 946         if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]))
 947             return -1;
 948         copy_sbr_grid(&sbr->data[1], &sbr->data[0]);
 949         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 950         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
 951         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 952         memcpy(sbr->data[1].bs_invf_mode[1], sbr->data[1].bs_invf_mode[0], sizeof(sbr->data[1].bs_invf_mode[0]));
 953         memcpy(sbr->data[1].bs_invf_mode[0], sbr->data[0].bs_invf_mode[0], sizeof(sbr->data[1].bs_invf_mode[0]));
 954         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 955         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 956         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 957         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 958     } else {
 959         if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]) ||
 960             read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[1]))
 961             return -1;
 962         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 963         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
 964         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 965         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
 966         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 967         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 968         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 969         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 970     }
 971
 972     if ((sbr->data[0].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
 973         get_bits1_vector(gb, sbr->data[0].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
 974     if ((sbr->data[1].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
 975         get_bits1_vector(gb, sbr->data[1].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
 976
 977     return 0;
 978 }
 979
 980 static unsigned int read_sbr_data(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
 981                                   GetBitContext *gb, int id_aac)
 982 {
 983     unsigned int cnt = get_bits_count(gb);
 984
 985     if (id_aac == TYPE_SCE || id_aac == TYPE_CCE) {
 986         if (read_sbr_single_channel_element(ac, sbr, gb)) {
 987             sbr->start = 0;
 988             return get_bits_count(gb) - cnt;
 989         }
 990     } else if (id_aac == TYPE_CPE) {
 991         if (read_sbr_channel_pair_element(ac, sbr, gb)) {
 992             sbr->start = 0;
 993             return get_bits_count(gb) - cnt;
 994         }
 995     } else {
 996         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 997             "Invalid bitstream - cannot apply SBR to element type %d\n", id_aac);
 998         sbr->start = 0;
 999         return get_bits_count(gb) - cnt;
1000     }
1001     if (get_bits1(gb)) { // bs_extended_data
1002         int num_bits_left = get_bits(gb, 4); // bs_extension_size
1003         if (num_bits_left == 15)
1004             num_bits_left += get_bits(gb, 8); // bs_esc_count
1005
1006         num_bits_left <<= 3;
1007         while (num_bits_left > 7) {
1008             num_bits_left -= 2;
1009             read_sbr_extension(ac, sbr, gb, get_bits(gb, 2), &num_bits_left); // bs_extension_id
1010         }
1011     }
1012
1013     return get_bits_count(gb) - cnt;
1014 }
1015
1016 static void sbr_reset(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
1017 {
1018     int err;
1019     err = sbr_make_f_master(ac, sbr, &sbr->spectrum_params);
1020     if (err >= 0)
1021         err = sbr_make_f_derived(ac, sbr);
1022     if (err < 0) {
1023         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1024                "SBR reset failed. Switching SBR to pure upsampling mode.\n");
1025         sbr->start = 0;
1026     }
1027 }
1028
1029 /**
1030  * Decode Spectral Band Replication extension data; reference: table 4.55.
1031  *
1032  * @param   crc flag indicating the presence of CRC checksum
1033  * @param   cnt length of TYPE_FIL syntactic element in bytes
1034  *
1035  * @return  Returns number of bytes consumed from the TYPE_FIL element.
1036  */
1037 int ff_decode_sbr_extension(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1038                             GetBitContext *gb_host, int crc, int cnt, int id_aac)
1039 {
1040     unsigned int num_sbr_bits = 0, num_align_bits;
1041     unsigned bytes_read;
1042     GetBitContext gbc = *gb_host, *gb = &gbc;
1043     skip_bits_long(gb_host, cnt*8 - 4);
1044
1045     sbr->reset = 0;
1046
1047     if (!sbr->sample_rate)
1048         sbr->sample_rate = 2 * ac->m4ac.sample_rate; //TODO use the nominal sample rate for arbitrary sample rate support
1049     if (!ac->m4ac.ext_sample_rate)
1050         ac->m4ac.ext_sample_rate = 2 * ac->m4ac.sample_rate;
1051
1052     if (crc) {
1053         skip_bits(gb, 10); // bs_sbr_crc_bits; TODO - implement CRC check
1054         num_sbr_bits += 10;
1055     }
1056
1057     //Save some state from the previous frame.
1058     sbr->kx[0] = sbr->kx[1];
1059     sbr->m[0] = sbr->m[1];
1060
1061     num_sbr_bits++;
1062     if (get_bits1(gb)) // bs_header_flag
1063         num_sbr_bits += read_sbr_header(sbr, gb);
1064
1065     if (sbr->reset)
1066         sbr_reset(ac, sbr);
1067
1068     if (sbr->start)
1069         num_sbr_bits  += read_sbr_data(ac, sbr, gb, id_aac);
1070
1071     num_align_bits = ((cnt << 3) - 4 - num_sbr_bits) & 7;
1072     bytes_read = ((num_sbr_bits + num_align_bits + 4) >> 3);
1073
1074     if (bytes_read > cnt) {
1075         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1076                "Expected to read %d SBR bytes actually read %d.\n", cnt, bytes_read);
1077     }
1078     return cnt;
1079 }
1080
1081 /// Dequantization and stereo decoding (14496-3 sp04 p203)
1082 static void sbr_dequant(SpectralBandReplication *sbr, int id_aac)
1083 {
1084     int k, e;
1085     int ch;
1086
1087     if (id_aac == TYPE_CPE && sbr->bs_coupling) {
1088         float alpha      = sbr->data[0].bs_amp_res ?  1.0f :  0.5f;
1089         float pan_offset = sbr->data[0].bs_amp_res ? 12.0f : 24.0f;
1090         for (e = 1; e <= sbr->data[0].bs_num_env; e++) {
1091             for (k = 0; k < sbr->n[sbr->data[0].bs_freq_res[e]]; k++) {
1092                 float temp1 = exp2f(sbr->data[0].env_facs[e][k] * alpha + 7.0f);
1093                 float temp2 = exp2f((pan_offset - sbr->data[1].env_facs[e][k]) * alpha);
1094                 float fac   = temp1 / (1.0f + temp2);
1095                 sbr->data[0].env_facs[e][k] = fac;
1096                 sbr->data[1].env_facs[e][k] = fac * temp2;
1097             }
1098         }
1099         for (e = 1; e <= sbr->data[0].bs_num_noise; e++) {
1100             for (k = 0; k < sbr->n_q; k++) {
1101                 float temp1 = exp2f(NOISE_FLOOR_OFFSET - sbr->data[0].noise_facs[e][k] + 1);
1102                 float temp2 = exp2f(12 - sbr->data[1].noise_facs[e][k]);
1103                 float fac   = temp1 / (1.0f + temp2);
1104                 sbr->data[0].noise_facs[e][k] = fac;
1105                 sbr->data[1].noise_facs[e][k] = fac * temp2;
1106             }
1107         }
1108     } else { // SCE or one non-coupled CPE
1109         for (ch = 0; ch < (id_aac == TYPE_CPE) + 1; ch++) {
1110             float alpha = sbr->data[ch].bs_amp_res ? 1.0f : 0.5f;
1111             for (e = 1; e <= sbr->data[ch].bs_num_env; e++)
1112                 for (k = 0; k < sbr->n[sbr->data[ch].bs_freq_res[e]]; k++)
1113                     sbr->data[ch].env_facs[e][k] =
1114                         exp2f(alpha * sbr->data[ch].env_facs[e][k] + 6.0f);
1115             for (e = 1; e <= sbr->data[ch].bs_num_noise; e++)
1116                 for (k = 0; k < sbr->n_q; k++)
1117                     sbr->data[ch].noise_facs[e][k] =
1118                         exp2f(NOISE_FLOOR_OFFSET - sbr->data[ch].noise_facs[e][k]);
1119         }
1120     }
1121 }
1122
1123 /**
1124  * Analysis QMF Bank (14496-3 sp04 p206)
1125  *
1126  * @param   x       pointer to the beginning of the first sample window
1127  * @param   W       array of complex-valued samples split into subbands
1128  */
1129 static void sbr_qmf_analysis(DSPContext *dsp, FFTContext *mdct, const float *in, float *x,
1130                              float z[320], float W[2][32][32][2],
1131                              float scale)
1132 {
1133     int i, k;
1134     memcpy(W[0], W[1], sizeof(W[0]));
1135     memcpy(x    , x+1024, (320-32)*sizeof(x[0]));
1136     if (scale != 1.0f)
1137         dsp->vector_fmul_scalar(x+288, in, scale, 1024);
1138     else
1139         memcpy(x+288, in, 1024*sizeof(*x));
1140     for (i = 0; i < 32; i++) { // numTimeSlots*RATE = 16*2 as 960 sample frames
1141                                // are not supported
1142         dsp->vector_fmul_reverse(z, sbr_qmf_window_ds, x, 320);
1143         for (k = 0; k < 64; k++) {
1144             float f = z[k] + z[k + 64] + z[k + 128] + z[k + 192] + z[k + 256];
1145             z[k] = f;
1146         }
1147         //Shuffle to IMDCT
1148         z[64] = z[0];
1149         for (k = 1; k < 32; k++) {
1150             z[64+2*k-1] =  z[   k];
1151             z[64+2*k  ] = -z[64-k];
1152         }
1153         z[64+63] = z[32];
1154
1155         ff_imdct_half(mdct, z, z+64);
1156         for (k = 0; k < 32; k++) {
1157             W[1][i][k][0] = -z[63-k];
1158             W[1][i][k][1] = z[k];
1159         }
1160         x += 32;
1161     }
1162 }
1163
1164 /**
1165  * Synthesis QMF Bank (14496-3 sp04 p206) and Downsampled Synthesis QMF Bank
1166  * (14496-3 sp04 p206)
1167  */
1168 static void sbr_qmf_synthesis(DSPContext *dsp, FFTContext *mdct,
1169                               float *out, float X[2][32][64],
1170                               float mdct_buf[2][64],
1171                               float *v0, int *v_off, const unsigned int div,
1172                               float bias, float scale)
1173 {
1174     int i, n;
1175     const float *sbr_qmf_window = div ? sbr_qmf_window_ds : sbr_qmf_window_us;
1176     int scale_and_bias = scale != 1.0f || bias != 0.0f;
1177     float *v;
1178     for (i = 0; i < 32; i++) {
1179         if (*v_off == 0) {
1180             int saved_samples = (1280 - 128) >> div;
1181             memcpy(&v0[SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - saved_samples], v0, saved_samples * sizeof(float));
1182             *v_off = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - saved_samples - (128 >> div);
1183         } else {
1184             *v_off -= 128 >> div;
1185         }
1186         v = v0 + *v_off;
1187         if (div) {
1188             for (n = 0; n < 32; n++) {
1189                 X[0][i][   n] = -X[0][i][n];
1190                 X[0][i][32+n] =  X[1][i][31-n];
1191             }
1192             ff_imdct_half(mdct, mdct_buf[0], X[0][i]);
1193             for (n = 0; n < 32; n++) {
1194                 v[     n] =  mdct_buf[0][63 - 2*n];
1195                 v[63 - n] = -mdct_buf[0][62 - 2*n];
1196             }
1197         } else {
1198         for (n = 1; n < 64 >> div; n+=2) {
1199             X[1][i][n] = -X[1][i][n];
1200         }
1201         ff_imdct_half(mdct, mdct_buf[0], X[0][i]);
1202         ff_imdct_half(mdct, mdct_buf[1], X[1][i]);
1203             for (n = 0; n < 64; n++) {
1204                 v[      n] = -mdct_buf[0][63 -   n] + mdct_buf[1][  n    ];
1205                 v[127 - n] =  mdct_buf[0][63 -   n] + mdct_buf[1][  n    ];
1206             }
1207         }
1208         dsp->vector_fmul_add(out, v                , sbr_qmf_window               , zero64, 64 >> div);
1209         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 192 >> div), sbr_qmf_window + ( 64 >> div), out   , 64 >> div);
1210         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 256 >> div), sbr_qmf_window + (128 >> div), out   , 64 >> div);
1211         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 448 >> div), sbr_qmf_window + (192 >> div), out   , 64 >> div);
1212         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 512 >> div), sbr_qmf_window + (256 >> div), out   , 64 >> div);
1213         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 704 >> div), sbr_qmf_window + (320 >> div), out   , 64 >> div);
1214         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 768 >> div), sbr_qmf_window + (384 >> div), out   , 64 >> div);
1215         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 960 >> div), sbr_qmf_window + (448 >> div), out   , 64 >> div);
1216         dsp->vector_fmul_add(out, v + (1024 >> div), sbr_qmf_window + (512 >> div), out   , 64 >> div);
1217         dsp->vector_fmul_add(out, v + (1216 >> div), sbr_qmf_window + (576 >> div), out   , 64 >> div);
1218         if (scale_and_bias)
1219             for (n = 0; n < 64 >> div; n++)
1220                 out[n] = out[n] * scale + bias;
1221         out += 64 >> div;
1222     }
1223 }
1224
1225 static void autocorrelate(const float x[40][2], float phi[3][2][2], int lag)
1226 {
1227     int i;
1228     float real_sum = 0.0f;
1229     float imag_sum = 0.0f;
1230     if (lag) {
1231         for (i = 1; i < 38; i++) {
1232             real_sum += x[i][0] * x[i+lag][0] + x[i][1] * x[i+lag][1];
1233             imag_sum += x[i][0] * x[i+lag][1] - x[i][1] * x[i+lag][0];
1234         }
1235         phi[2-lag][1][0] = real_sum + x[ 0][0] * x[lag][0] + x[ 0][1] * x[lag][1];
1236         phi[2-lag][1][1] = imag_sum + x[ 0][0] * x[lag][1] - x[ 0][1] * x[lag][0];
1237         if (lag == 1) {
1238             phi[0][0][0] = real_sum + x[38][0] * x[39][0] + x[38][1] * x[39][1];
1239             phi[0][0][1] = imag_sum + x[38][0] * x[39][1] - x[38][1] * x[39][0];
1240         }
1241     } else {
1242         for (i = 1; i < 38; i++) {
1243             real_sum += x[i][0] * x[i][0] + x[i][1] * x[i][1];
1244         }
1245         phi[2][1][0] = real_sum + x[ 0][0] * x[ 0][0] + x[ 0][1] * x[ 0][1];
1246         phi[1][0][0] = real_sum + x[38][0] * x[38][0] + x[38][1] * x[38][1];
1247     }
1248 }
1249
1250 /** High Frequency Generation (14496-3 sp04 p214+) and Inverse Filtering
1251  * (14496-3 sp04 p214)
1252  * Warning: This routine does not seem numerically stable.
1253  */
1254 static void sbr_hf_inverse_filter(float (*alpha0)[2], float (*alpha1)[2],
1255                                   const float X_low[32][40][2], int k0)
1256 {
1257     int k;
1258     for (k = 0; k < k0; k++) {
1259         float phi[3][2][2], dk;
1260
1261         autocorrelate(X_low[k], phi, 0);
1262         autocorrelate(X_low[k], phi, 1);
1263         autocorrelate(X_low[k], phi, 2);
1264
1265         dk =  phi[2][1][0] * phi[1][0][0] -
1266              (phi[1][1][0] * phi[1][1][0] + phi[1][1][1] * phi[1][1][1]) / 1.000001f;
1267
1268         if (!dk) {
1269             alpha1[k][0] = 0;
1270             alpha1[k][1] = 0;
1271         } else {
1272             float temp_real, temp_im;
1273             temp_real = phi[0][0][0] * phi[1][1][0] -
1274                         phi[0][0][1] * phi[1][1][1] -
1275                         phi[0][1][0] * phi[1][0][0];
1276             temp_im   = phi[0][0][0] * phi[1][1][1] +
1277                         phi[0][0][1] * phi[1][1][0] -
1278                         phi[0][1][1] * phi[1][0][0];
1279
1280             alpha1[k][0] = temp_real / dk;
1281             alpha1[k][1] = temp_im   / dk;
1282         }
1283
1284         if (!phi[1][0][0]) {
1285             alpha0[k][0] = 0;
1286             alpha0[k][1] = 0;
1287         } else {
1288             float temp_real, temp_im;
1289             temp_real = phi[0][0][0] + alpha1[k][0] * phi[1][1][0] +
1290                                        alpha1[k][1] * phi[1][1][1];
1291             temp_im   = phi[0][0][1] + alpha1[k][1] * phi[1][1][0] -
1292                                        alpha1[k][0] * phi[1][1][1];
1293
1294             alpha0[k][0] = -temp_real / phi[1][0][0];
1295             alpha0[k][1] = -temp_im   / phi[1][0][0];
1296         }
1297
1298         if (alpha1[k][0] * alpha1[k][0] + alpha1[k][1] * alpha1[k][1] >= 16.0f ||
1299            alpha0[k][0] * alpha0[k][0] + alpha0[k][1] * alpha0[k][1] >= 16.0f) {
1300             alpha1[k][0] = 0;
1301             alpha1[k][1] = 0;
1302             alpha0[k][0] = 0;
1303             alpha0[k][1] = 0;
1304         }
1305     }
1306 }
1307
1308 /// Chirp Factors (14496-3 sp04 p214)
1309 static void sbr_chirp(SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data)
1310 {
1311     int i;
1312     float new_bw;
1313     static const float bw_tab[] = { 0.0f, 0.75f, 0.9f, 0.98f };
1314
1315     for (i = 0; i < sbr->n_q; i++) {
1316         if (ch_data->bs_invf_mode[0][i] + ch_data->bs_invf_mode[1][i] == 1) {
1317             new_bw = 0.6f;
1318         } else
1319             new_bw = bw_tab[ch_data->bs_invf_mode[0][i]];
1320
1321         if (new_bw < ch_data->bw_array[i]) {
1322             new_bw = 0.75f    * new_bw + 0.25f    * ch_data->bw_array[i];
1323         } else
1324             new_bw = 0.90625f * new_bw + 0.09375f * ch_data->bw_array[i];
1325         ch_data->bw_array[i] = new_bw < 0.015625f ? 0.0f : new_bw;
1326     }
1327 }
1328
1329 /// Generate the subband filtered lowband
1330 static int sbr_lf_gen(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1331                       float X_low[32][40][2], const float W[2][32][32][2])
1332 {
1333     int i, k;
1334     const int t_HFGen = 8;
1335     const int i_f = 32;
1336     memset(X_low, 0, 32*sizeof(*X_low));
1337     for (k = 0; k < sbr->kx[1]; k++) {
1338         for (i = t_HFGen; i < i_f + t_HFGen; i++) {
1339             X_low[k][i][0] = W[1][i - t_HFGen][k][0];
1340             X_low[k][i][1] = W[1][i - t_HFGen][k][1];
1341         }
1342     }
1343     for (k = 0; k < sbr->kx[0]; k++) {
1344         for (i = 0; i < t_HFGen; i++) {
1345             X_low[k][i][0] = W[0][i + i_f - t_HFGen][k][0];
1346             X_low[k][i][1] = W[0][i + i_f - t_HFGen][k][1];
1347         }
1348     }
1349     return 0;
1350 }
1351
1352 /// High Frequency Generator (14496-3 sp04 p215)
1353 static int sbr_hf_gen(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1354                       float X_high[64][40][2], const float X_low[32][40][2],
1355                       const float (*alpha0)[2], const float (*alpha1)[2],
1356                       const float bw_array[5], const uint8_t *t_env,
1357                       int bs_num_env)
1358 {
1359     int i, j, x;
1360     int g = 0;
1361     int k = sbr->kx[1];
1362     for (j = 0; j < sbr->num_patches; j++) {
1363         for (x = 0; x < sbr->patch_num_subbands[j]; x++, k++) {
1364             float alpha[4];
1365             const int p = sbr->patch_start_subband[j] + x;
1366             while (g <= sbr->n_q && k >= sbr->f_tablenoise[g])
1367                 g++;
1368             g--;
1369
1370             if (g < 0) {
1371                 av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1372                        "ERROR : no subband found for frequency %d\n", k);
1373                 return -1;
1374             }
1375
1376             alpha[0] = alpha1[p][0] * bw_array[g] * bw_array[g];
1377             alpha[1] = alpha1[p][1] * bw_array[g] * bw_array[g];
1378             alpha[2] = alpha0[p][0] * bw_array[g];
1379             alpha[3] = alpha0[p][1] * bw_array[g];
1380
1381             for (i = 2 * t_env[0]; i < 2 * t_env[bs_num_env]; i++) {
1382                 const int idx = i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1383                 X_high[k][idx][0] =
1384                     X_low[p][idx - 2][0] * alpha[0] -
1385                     X_low[p][idx - 2][1] * alpha[1] +
1386                     X_low[p][idx - 1][0] * alpha[2] -
1387                     X_low[p][idx - 1][1] * alpha[3] +
1388                     X_low[p][idx][0];
1389                 X_high[k][idx][1] =
1390                     X_low[p][idx - 2][1] * alpha[0] +
1391                     X_low[p][idx - 2][0] * alpha[1] +
1392                     X_low[p][idx - 1][1] * alpha[2] +
1393                     X_low[p][idx - 1][0] * alpha[3] +
1394                     X_low[p][idx][1];
1395             }
1396         }
1397     }
1398     if (k < sbr->m[1] + sbr->kx[1])
1399         memset(X_high + k, 0, (sbr->m[1] + sbr->kx[1] - k) * sizeof(*X_high));
1400
1401     return 0;
1402 }
1403
1404 /// Generate the subband filtered lowband
1405 static int sbr_x_gen(SpectralBandReplication *sbr, float X[2][32][64],
1406                      const float X_low[32][40][2], const float Y[2][38][64][2],
1407                      int ch)
1408 {
1409     int k, i;
1410     const int i_f = 32;
1411     const int i_Temp = FFMAX(2*sbr->data[ch].t_env_num_env_old - i_f, 0);
1412     memset(X, 0, 2*sizeof(*X));
1413     for (k = 0; k < sbr->kx[0]; k++) {
1414         for (i = 0; i < i_Temp; i++) {
1415             X[0][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][0];
1416             X[1][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][1];
1417         }
1418     }
1419     for (; k < sbr->kx[0] + sbr->m[0]; k++) {
1420         for (i = 0; i < i_Temp; i++) {
1421             X[0][i][k] = Y[0][i + i_f][k][0];
1422             X[1][i][k] = Y[0][i + i_f][k][1];
1423         }
1424     }
1425
1426     for (k = 0; k < sbr->kx[1]; k++) {
1427         for (i = i_Temp; i < i_f; i++) {
1428             X[0][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][0];
1429             X[1][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][1];
1430         }
1431     }
1432     for (; k < sbr->kx[1] + sbr->m[1]; k++) {
1433         for (i = i_Temp; i < i_f; i++) {
1434             X[0][i][k] = Y[1][i][k][0];
1435             X[1][i][k] = Y[1][i][k][1];
1436         }
1437     }
1438     return 0;
1439 }
1440
1441 /** High Frequency Adjustment (14496-3 sp04 p217) and Mapping
1442  * (14496-3 sp04 p217)
1443  */
1444 static void sbr_mapping(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1445                         SBRData *ch_data, int e_a[2])
1446 {
1447     int e, i, m;
1448
1449     memset(ch_data->s_indexmapped[1], 0, 7*sizeof(ch_data->s_indexmapped[1]));
1450     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1451         const unsigned int ilim = sbr->n[ch_data->bs_freq_res[e + 1]];
1452         uint16_t *table = ch_data->bs_freq_res[e + 1] ? sbr->f_tablehigh : sbr->f_tablelow;
1453         int k;
1454
1455         for (i = 0; i < ilim; i++)
1456             for (m = table[i]; m < table[i + 1]; m++)
1457                 sbr->e_origmapped[e][m - sbr->kx[1]] = ch_data->env_facs[e+1][i];
1458
1459         // ch_data->bs_num_noise > 1 => 2 noise floors
1460         k = (ch_data->bs_num_noise > 1) && (ch_data->t_env[e] >= ch_data->t_q[1]);
1461         for (i = 0; i < sbr->n_q; i++)
1462             for (m = sbr->f_tablenoise[i]; m < sbr->f_tablenoise[i + 1]; m++)
1463                 sbr->q_mapped[e][m - sbr->kx[1]] = ch_data->noise_facs[k+1][i];
1464
1465         for (i = 0; i < sbr->n[1]; i++) {
1466             if (ch_data->bs_add_harmonic_flag) {
1467                 const unsigned int m_midpoint =
1468                     (sbr->f_tablehigh[i] + sbr->f_tablehigh[i + 1]) >> 1;
1469
1470                 ch_data->s_indexmapped[e + 1][m_midpoint - sbr->kx[1]] = ch_data->bs_add_harmonic[i] *
1471                     (e >= e_a[1] || (ch_data->s_indexmapped[0][m_midpoint - sbr->kx[1]] == 1));
1472             }
1473         }
1474
1475         for (i = 0; i < ilim; i++) {
1476             int additional_sinusoid_present = 0;
1477             for (m = table[i]; m < table[i + 1]; m++) {
1478                 if (ch_data->s_indexmapped[e + 1][m - sbr->kx[1]]) {
1479                     additional_sinusoid_present = 1;
1480                     break;
1481                 }
1482             }
1483             memset(&sbr->s_mapped[e][table[i] - sbr->kx[1]], additional_sinusoid_present,
1484                    (table[i + 1] - table[i]) * sizeof(sbr->s_mapped[e][0]));
1485         }
1486     }
1487
1488     memcpy(ch_data->s_indexmapped[0], ch_data->s_indexmapped[ch_data->bs_num_env], sizeof(ch_data->s_indexmapped[0]));
1489 }
1490
1491 /// Estimation of current envelope (14496-3 sp04 p218)
1492 static void sbr_env_estimate(float (*e_curr)[48], float X_high[64][40][2],
1493                              SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data)
1494 {
1495     int e, i, m;
1496
1497     if (sbr->bs_interpol_freq) {
1498         for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1499             const float recip_env_size = 0.5f / (ch_data->t_env[e + 1] - ch_data->t_env[e]);
1500             int ilb = ch_data->t_env[e]     * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1501             int iub = ch_data->t_env[e + 1] * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1502
1503             for (m = 0; m < sbr->m[1]; m++) {
1504                 float sum = 0.0f;
1505
1506                 for (i = ilb; i < iub; i++) {
1507                     sum += X_high[m + sbr->kx[1]][i][0] * X_high[m + sbr->kx[1]][i][0] +
1508                            X_high[m + sbr->kx[1]][i][1] * X_high[m + sbr->kx[1]][i][1];
1509                 }
1510                 e_curr[e][m] = sum * recip_env_size;
1511             }
1512         }
1513     } else {
1514         int k, p;
1515
1516         for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1517             const int env_size = 2 * (ch_data->t_env[e + 1] - ch_data->t_env[e]);
1518             int ilb = ch_data->t_env[e]     * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1519             int iub = ch_data->t_env[e + 1] * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1520             const uint16_t *table = ch_data->bs_freq_res[e + 1] ? sbr->f_tablehigh : sbr->f_tablelow;
1521
1522             for (p = 0; p < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[e + 1]]; p++) {
1523                 float sum = 0.0f;
1524                 const int den = env_size * (table[p + 1] - table[p]);
1525
1526                 for (k = table[p]; k < table[p + 1]; k++) {
1527                     for (i = ilb; i < iub; i++) {
1528                         sum += X_high[k][i][0] * X_high[k][i][0] +
1529                                X_high[k][i][1] * X_high[k][i][1];
1530                     }
1531                 }
1532                 sum /= den;
1533                 for (k = table[p]; k < table[p + 1]; k++) {
1534                     e_curr[e][k - sbr->kx[1]] = sum;
1535                 }
1536             }
1537         }
1538     }
1539 }
1540
1541 /**
1542  * Calculation of levels of additional HF signal components (14496-3 sp04 p219)
1543  * and Calculation of gain (14496-3 sp04 p219)
1544  */
1545 static void sbr_gain_calc(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1546                           SBRData *ch_data, const int e_a[2])
1547 {
1548     int e, k, m;
1549     // max gain limits : -3dB, 0dB, 3dB, inf dB (limiter off)
1550     static const float limgain[4] = { 0.70795, 1.0, 1.41254, 10000000000 };
1551
1552     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1553         int delta = !((e == e_a[1]) || (e == e_a[0]));
1554         for (k = 0; k < sbr->n_lim; k++) {
1555             float gain_boost, gain_max;
1556             float sum[2] = { 0.0f, 0.0f };
1557             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1558                 const float temp = sbr->e_origmapped[e][m] / (1.0f + sbr->q_mapped[e][m]);
1559                 sbr->q_m[e][m] = sqrtf(temp * sbr->q_mapped[e][m]);
1560                 sbr->s_m[e][m] = sqrtf(temp * ch_data->s_indexmapped[e + 1][m]);
1561                 if (!sbr->s_mapped[e][m]) {
1562                     sbr->gain[e][m] = sqrtf(sbr->e_origmapped[e][m] /
1563                                             ((1.0f + sbr->e_curr[e][m]) *
1564                                              (1.0f + sbr->q_mapped[e][m] * delta)));
1565                 } else {
1566                     sbr->gain[e][m] = sqrtf(sbr->e_origmapped[e][m] * sbr->q_mapped[e][m] /
1567                                             ((1.0f + sbr->e_curr[e][m]) *
1568                                              (1.0f + sbr->q_mapped[e][m])));
1569                 }
1570             }
1571             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1572                 sum[0] += sbr->e_origmapped[e][m];
1573                 sum[1] += sbr->e_curr[e][m];
1574             }
1575             gain_max = limgain[sbr->bs_limiter_gains] * sqrtf((FLT_EPSILON + sum[0]) / (FLT_EPSILON + sum[1]));
1576             gain_max = FFMIN(100000, gain_max);
1577             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1578                 float q_m_max   = sbr->q_m[e][m] * gain_max / sbr->gain[e][m];
1579                 sbr->q_m[e][m]  = FFMIN(sbr->q_m[e][m], q_m_max);
1580                 sbr->gain[e][m] = FFMIN(sbr->gain[e][m], gain_max);
1581             }
1582             sum[0] = sum[1] = 0.0f;
1583             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1584                 sum[0] += sbr->e_origmapped[e][m];
1585                 sum[1] += sbr->e_curr[e][m] * sbr->gain[e][m] * sbr->gain[e][m]
1586                           + sbr->s_m[e][m] * sbr->s_m[e][m]
1587                           + (delta && !sbr->s_m[e][m]) * sbr->q_m[e][m] * sbr->q_m[e][m];
1588             }
1589             gain_boost = sqrtf((FLT_EPSILON + sum[0]) / (FLT_EPSILON + sum[1]));
1590             gain_boost = FFMIN(1.584893192, gain_boost);
1591             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1592                 sbr->gain[e][m] *= gain_boost;
1593                 sbr->q_m[e][m]  *= gain_boost;
1594                 sbr->s_m[e][m]  *= gain_boost;
1595             }
1596         }
1597     }
1598 }
1599
1600 /// Assembling HF Signals (14496-3 sp04 p220)
1601 static void sbr_hf_assemble(float Y[2][38][64][2], const float X_high[64][40][2],
1602                             SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data,
1603                             const int e_a[2])
1604 {
1605     int e, i, j, m;
1606     const int h_SL = 4 * !sbr->bs_smoothing_mode;
1607     const int kx = sbr->kx[1];
1608     const int m_max = sbr->m[1];
1609     static const float h_smooth[5] = {
1610         0.33333333333333,
1611         0.30150283239582,
1612         0.21816949906249,
1613         0.11516383427084,
1614         0.03183050093751,
1615     };
1616     static const int8_t phi[2][4] = {
1617         {  1,  0, -1,  0}, // real
1618         {  0,  1,  0, -1}, // imaginary
1619     };
1620     float (*g_temp)[48] = ch_data->g_temp, (*q_temp)[48] = ch_data->q_temp;
1621     int indexnoise = ch_data->f_indexnoise;
1622     int indexsine  = ch_data->f_indexsine;
1623     memcpy(Y[0], Y[1], sizeof(Y[0]));
1624
1625     if (sbr->reset) {
1626         for (i = 0; i < h_SL; i++) {
1627             memcpy(g_temp[i + 2*ch_data->t_env[0]], sbr->gain[0], m_max * sizeof(sbr->gain[0][0]));
1628             memcpy(q_temp[i + 2*ch_data->t_env[0]], sbr->q_m[0],  m_max * sizeof(sbr->q_m[0][0]));
1629         }
1630     } else if (h_SL) {
1631         memcpy(g_temp[2*ch_data->t_env[0]], g_temp[2*ch_data->t_env_num_env_old], 4*sizeof(g_temp[0]));
1632         memcpy(q_temp[2*ch_data->t_env[0]], q_temp[2*ch_data->t_env_num_env_old], 4*sizeof(q_temp[0]));
1633     }
1634
1635     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1636         for (i = 2 * ch_data->t_env[e]; i < 2 * ch_data->t_env[e + 1]; i++) {
1637             memcpy(g_temp[h_SL + i], sbr->gain[e], m_max * sizeof(sbr->gain[0][0]));
1638             memcpy(q_temp[h_SL + i], sbr->q_m[e],  m_max * sizeof(sbr->q_m[0][0]));
1639         }
1640     }
1641
1642     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1643         for (i = 2 * ch_data->t_env[e]; i < 2 * ch_data->t_env[e + 1]; i++) {
1644             int phi_sign = (1 - 2*(kx & 1));
1645
1646             if (h_SL && e != e_a[0] && e != e_a[1]) {
1647                 for (m = 0; m < m_max; m++) {
1648                     const int idx1 = i + h_SL;
1649                     float g_filt = 0.0f;
1650                     for (j = 0; j <= h_SL; j++)
1651                         g_filt += g_temp[idx1 - j][m] * h_smooth[j];
1652                     Y[1][i][m + kx][0] =
1653                         X_high[m + kx][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][0] * g_filt;
1654                     Y[1][i][m + kx][1] =
1655                         X_high[m + kx][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][1] * g_filt;
1656                 }
1657             } else {
1658                 for (m = 0; m < m_max; m++) {
1659                     const float g_filt = g_temp[i + h_SL][m];
1660                     Y[1][i][m + kx][0] =
1661                         X_high[m + kx][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][0] * g_filt;
1662                     Y[1][i][m + kx][1] =
1663                         X_high[m + kx][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][1] * g_filt;
1664                 }
1665             }
1666
1667             if (e != e_a[0] && e != e_a[1]) {
1668                 for (m = 0; m < m_max; m++) {
1669                     indexnoise = (indexnoise + 1) & 0x1ff;
1670                     if (sbr->s_m[e][m]) {
1671                         Y[1][i][m + kx][0] +=
1672                             sbr->s_m[e][m] * phi[0][indexsine];
1673                         Y[1][i][m + kx][1] +=
1674                             sbr->s_m[e][m] * (phi[1][indexsine] * phi_sign);
1675                     } else {
1676                         float q_filt;
1677                         if (h_SL) {
1678                             const int idx1 = i + h_SL;
1679                             q_filt = 0.0f;
1680                             for (j = 0; j <= h_SL; j++)
1681                                 q_filt += q_temp[idx1 - j][m] * h_smooth[j];
1682                         } else {
1683                             q_filt = q_temp[i][m];
1684                         }
1685                         Y[1][i][m + kx][0] +=
1686                             q_filt * sbr_noise_table[indexnoise][0];
1687                         Y[1][i][m + kx][1] +=
1688                             q_filt * sbr_noise_table[indexnoise][1];
1689                     }
1690                     phi_sign = -phi_sign;
1691                 }
1692             } else {
1693                 indexnoise = (indexnoise + m_max) & 0x1ff;
1694                 for (m = 0; m < m_max; m++) {
1695                     Y[1][i][m + kx][0] +=
1696                         sbr->s_m[e][m] * phi[0][indexsine];
1697                     Y[1][i][m + kx][1] +=
1698                         sbr->s_m[e][m] * (phi[1][indexsine] * phi_sign);
1699                     phi_sign = -phi_sign;
1700                 }
1701             }
1702             indexsine = (indexsine + 1) & 3;
1703         }
1704     }
1705     ch_data->f_indexnoise = indexnoise;
1706     ch_data->f_indexsine  = indexsine;
1707 }
1708
1709 void ff_sbr_apply(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr, int id_aac,
1710                   float* L, float* R)
1711 {
1712     int downsampled = ac->m4ac.ext_sample_rate < sbr->sample_rate;
1713     int ch;
1714     int nch = (id_aac == TYPE_CPE) ? 2 : 1;
1715
1716     if (sbr->start) {
1717         sbr_dequant(sbr, id_aac);
1718     }
1719     for (ch = 0; ch < nch; ch++) {
1720         /* decode channel */
1721         sbr_qmf_analysis(&ac->dsp, &sbr->mdct_ana, ch ? R : L, sbr->data[ch].analysis_filterbank_samples,
1722                          (float*)sbr->qmf_filter_scratch,
1723                          sbr->data[ch].W, 1/(-1024 * ac->sf_scale));
1724         sbr_lf_gen(ac, sbr, sbr->X_low, sbr->data[ch].W);
1725         if (sbr->start) {
1726             sbr_hf_inverse_filter(sbr->alpha0, sbr->alpha1, sbr->X_low, sbr->k[0]);
1727             sbr_chirp(sbr, &sbr->data[ch]);
1728             sbr_hf_gen(ac, sbr, sbr->X_high, sbr->X_low, sbr->alpha0, sbr->alpha1,
1729                        sbr->data[ch].bw_array, sbr->data[ch].t_env,
1730                        sbr->data[ch].bs_num_env);
1731
1732             // hf_adj
1733             sbr_mapping(ac, sbr, &sbr->data[ch], sbr->data[ch].e_a);
1734             sbr_env_estimate(sbr->e_curr, sbr->X_high, sbr, &sbr->data[ch]);
1735             sbr_gain_calc(ac, sbr, &sbr->data[ch], sbr->data[ch].e_a);
1736             sbr_hf_assemble(sbr->data[ch].Y, sbr->X_high, sbr, &sbr->data[ch],
1737                             sbr->data[ch].e_a);
1738         }
1739
1740         /* synthesis */
1741         sbr_x_gen(sbr, sbr->X[ch], sbr->X_low, sbr->data[ch].Y, ch);
1742     }
1743     sbr_qmf_synthesis(&ac->dsp, &sbr->mdct, L, sbr->X[0], sbr->qmf_filter_scratch,
1744                       sbr->data[0].synthesis_filterbank_samples,
1745                       &sbr->data[0].synthesis_filterbank_samples_offset,
1746                       downsampled,
1747                       ac->add_bias, -1024 * ac->sf_scale);
1748     if (nch == 2)
1749         sbr_qmf_synthesis(&ac->dsp, &sbr->mdct, R, sbr->X[1], sbr->qmf_filter_scratch,
1750                           sbr->data[1].synthesis_filterbank_samples,
1751                           &sbr->data[1].synthesis_filterbank_samples_offset,
1752                           downsampled,
1753                           ac->add_bias, -1024 * ac->sf_scale);
1754 }