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].synthesis_filterbank_samples_offset = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - (1280 - 128);
 142     sbr->data[1].synthesis_filterbank_samples_offset = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - (1280 - 128);
 143     ff_mdct_init(&sbr->mdct, 7, 1, 1.0/64);
 144     ff_rdft_init(&sbr->rdft, 6, IDFT_R2C);
 145 }
 146
 147 av_cold void ff_aac_sbr_ctx_close(SpectralBandReplication *sbr)
 148 {
 149     ff_mdct_end(&sbr->mdct);
 150     ff_rdft_end(&sbr->rdft);
 151 }
 152
 153 static int qsort_comparison_function_int16(const void *a, const void *b)
 154 {
 155     return *(const int16_t *)a - *(const int16_t *)b;
 156 }
 157
 158 static inline int in_table_int16(const int16_t *table, int last_el, int16_t needle)
 159 {
 160     int i;
 161     for (i = 0; i <= last_el; i++)
 162         if (table[i] == needle)
 163             return 1;
 164     return 0;
 165 }
 166
 167 /// Limiter Frequency Band Table (14496-3 sp04 p198)
 168 static void sbr_make_f_tablelim(SpectralBandReplication *sbr)
 169 {
 170     int k;
 171     if (sbr->bs_limiter_bands > 0) {
 172         static const float bands_warped[3] = { 1.32715174233856803909f,   //2^(0.49/1.2)
 173                                                1.18509277094158210129f,   //2^(0.49/2)
 174                                                1.11987160404675912501f }; //2^(0.49/3)
 175         const float lim_bands_per_octave_warped = bands_warped[sbr->bs_limiter_bands - 1];
 176         int16_t patch_borders[5];
 177         uint16_t *in = sbr->f_tablelim + 1, *out = sbr->f_tablelim;
 178
 179         patch_borders[0] = sbr->kx[1];
 180         for (k = 1; k <= sbr->num_patches; k++)
 181             patch_borders[k] = patch_borders[k-1] + sbr->patch_num_subbands[k-1];
 182
 183         memcpy(sbr->f_tablelim, sbr->f_tablelow,
 184                (sbr->n[0] + 1) * sizeof(sbr->f_tablelow[0]));
 185         if (sbr->num_patches > 1)
 186             memcpy(sbr->f_tablelim + sbr->n[0] + 1, patch_borders + 1,
 187                    (sbr->num_patches - 1) * sizeof(patch_borders[0]));
 188
 189         qsort(sbr->f_tablelim, sbr->num_patches + sbr->n[0],
 190               sizeof(sbr->f_tablelim[0]),
 191               qsort_comparison_function_int16);
 192
 193         sbr->n_lim = sbr->n[0] + sbr->num_patches - 1;
 194         while (out < sbr->f_tablelim + sbr->n_lim) {
 195             if (*in >= *out * lim_bands_per_octave_warped) {
 196                 *++out = *in++;
 197             } else if (*in == *out ||
 198                 !in_table_int16(patch_borders, sbr->num_patches, *in)) {
 199                 in++;
 200                 sbr->n_lim--;
 201             } else if (!in_table_int16(patch_borders, sbr->num_patches, *out)) {
 202                 *out = *in++;
 203                 sbr->n_lim--;
 204             } else {
 205                 *++out = *in++;
 206             }
 207         }
 208     } else {
 209         sbr->f_tablelim[0] = sbr->f_tablelow[0];
 210         sbr->f_tablelim[1] = sbr->f_tablelow[sbr->n[0]];
 211         sbr->n_lim = 1;
 212     }
 213 }
 214
 215 static unsigned int read_sbr_header(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb)
 216 {
 217     unsigned int cnt = get_bits_count(gb);
 218     uint8_t bs_header_extra_1;
 219     uint8_t bs_header_extra_2;
 220     int old_bs_limiter_bands = sbr->bs_limiter_bands;
 221     SpectrumParameters old_spectrum_params;
 222
 223     sbr->start = 1;
 224
 225     // Save last spectrum parameters variables to compare to new ones
 226     memcpy(&old_spectrum_params, &sbr->spectrum_params, sizeof(SpectrumParameters));
 227
 228     sbr->bs_amp_res_header              = get_bits1(gb);
 229     sbr->spectrum_params.bs_start_freq  = get_bits(gb, 4);
 230     sbr->spectrum_params.bs_stop_freq   = get_bits(gb, 4);
 231     sbr->spectrum_params.bs_xover_band  = get_bits(gb, 3);
 232                                           skip_bits(gb, 2); // bs_reserved
 233
 234     bs_header_extra_1 = get_bits1(gb);
 235     bs_header_extra_2 = get_bits1(gb);
 236
 237     if (bs_header_extra_1) {
 238         sbr->spectrum_params.bs_freq_scale  = get_bits(gb, 2);
 239         sbr->spectrum_params.bs_alter_scale = get_bits1(gb);
 240         sbr->spectrum_params.bs_noise_bands = get_bits(gb, 2);
 241     } else {
 242         sbr->spectrum_params.bs_freq_scale  = 2;
 243         sbr->spectrum_params.bs_alter_scale = 1;
 244         sbr->spectrum_params.bs_noise_bands = 2;
 245     }
 246
 247     // Check if spectrum parameters changed
 248     if (memcmp(&old_spectrum_params, &sbr->spectrum_params, sizeof(SpectrumParameters)))
 249         sbr->reset = 1;
 250
 251     if (bs_header_extra_2) {
 252         sbr->bs_limiter_bands  = get_bits(gb, 2);
 253         sbr->bs_limiter_gains  = get_bits(gb, 2);
 254         sbr->bs_interpol_freq  = get_bits1(gb);
 255         sbr->bs_smoothing_mode = get_bits1(gb);
 256     } else {
 257         sbr->bs_limiter_bands  = 2;
 258         sbr->bs_limiter_gains  = 2;
 259         sbr->bs_interpol_freq  = 1;
 260         sbr->bs_smoothing_mode = 1;
 261     }
 262
 263     if (sbr->bs_limiter_bands != old_bs_limiter_bands && !sbr->reset)
 264         sbr_make_f_tablelim(sbr);
 265
 266     return get_bits_count(gb) - cnt;
 267 }
 268
 269 static int array_min_int16(const int16_t *array, int nel)
 270 {
 271     int i, min = array[0];
 272     for (i = 1; i < nel; i++)
 273         min = FFMIN(array[i], min);
 274     return min;
 275 }
 276
 277 static void make_bands(int16_t* bands, int start, int stop, int num_bands)
 278 {
 279     int k, previous, present;
 280     float base, prod;
 281
 282     base = powf((float)stop / start, 1.0f / num_bands);
 283     prod = start;
 284     previous = start;
 285
 286     for (k = 0; k < num_bands-1; k++) {
 287         prod *= base;
 288         present  = lrintf(prod);
 289         bands[k] = present - previous;
 290         previous = present;
 291     }
 292     bands[num_bands-1] = stop - previous;
 293 }
 294
 295 static int check_n_master(AVCodecContext *avccontext, int n_master, int bs_xover_band)
 296 {
 297     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 298     if (n_master <= 0) {
 299         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR, "Invalid n_master: %d\n", n_master);
 300         return -1;
 301     }
 302     if (bs_xover_band >= n_master) {
 303         av_log(avccontext, AV_LOG_ERROR,
 304                "Invalid bitstream, crossover band index beyond array bounds: %d\n",
 305                bs_xover_band);
 306         return -1;
 307     }
 308     return 0;
 309 }
 310
 311 /// Master Frequency Band Table (14496-3 sp04 p194)
 312 static int sbr_make_f_master(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
 313                              SpectrumParameters *spectrum)
 314 {
 315     unsigned int temp, max_qmf_subbands;
 316     unsigned int start_min, stop_min;
 317     int k;
 318     const int8_t *sbr_offset_ptr;
 319     int16_t stop_dk[13];
 320
 321     if (sbr->sample_rate < 32000) {
 322         temp = 3000;
 323     } else if (sbr->sample_rate < 64000) {
 324         temp = 4000;
 325     } else
 326         temp = 5000;
 327
 328     start_min = ((temp << 7) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
 329     stop_min  = ((temp << 8) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
 330
 331     switch (sbr->sample_rate) {
 332     case 16000:
 333         sbr_offset_ptr = sbr_offset[0];
 334         break;
 335     case 22050:
 336         sbr_offset_ptr = sbr_offset[1];
 337         break;
 338     case 24000:
 339         sbr_offset_ptr = sbr_offset[2];
 340         break;
 341     case 32000:
 342         sbr_offset_ptr = sbr_offset[3];
 343         break;
 344     case 44100: case 48000: case 64000:
 345         sbr_offset_ptr = sbr_offset[4];
 346         break;
 347     case 88200: case 96000: case 128000: case 176400: case 192000:
 348         sbr_offset_ptr = sbr_offset[5];
 349         break;
 350     default:
 351         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
 352                "Unsupported sample rate for SBR: %d\n", sbr->sample_rate);
 353         return -1;
 354     }
 355
 356     sbr->k[0] = start_min + sbr_offset_ptr[spectrum->bs_start_freq];
 357
 358     if (spectrum->bs_stop_freq < 14) {
 359         sbr->k[2] = stop_min;
 360         make_bands(stop_dk, stop_min, 64, 13);
 361         qsort(stop_dk, 13, sizeof(stop_dk[0]), qsort_comparison_function_int16);
 362         for (k = 0; k < spectrum->bs_stop_freq; k++)
 363             sbr->k[2] += stop_dk[k];
 364     } else if (spectrum->bs_stop_freq == 14) {
 365         sbr->k[2] = 2*sbr->k[0];
 366     } else if (spectrum->bs_stop_freq == 15) {
 367         sbr->k[2] = 3*sbr->k[0];
 368     } else {
 369         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
 370                "Invalid bs_stop_freq: %d\n", spectrum->bs_stop_freq);
 371         return -1;
 372     }
 373     sbr->k[2] = FFMIN(64, sbr->k[2]);
 374
 375     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 376     if (sbr->sample_rate <= 32000) {
 377         max_qmf_subbands = 48;
 378     } else if (sbr->sample_rate == 44100) {
 379         max_qmf_subbands = 35;
 380     } else if (sbr->sample_rate >= 48000)
 381         max_qmf_subbands = 32;
 382
 383     if (sbr->k[2] - sbr->k[0] > max_qmf_subbands) {
 384         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
 385                "Invalid bitstream, too many QMF subbands: %d\n", sbr->k[2] - sbr->k[0]);
 386         return -1;
 387     }
 388
 389     if (!spectrum->bs_freq_scale) {
 390         unsigned int dk;
 391         int k2diff;
 392
 393         dk = spectrum->bs_alter_scale + 1;
 394         sbr->n_master = ((sbr->k[2] - sbr->k[0] + (dk&2)) >> dk) << 1;
 395         if (check_n_master(ac->avccontext, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
 396             return -1;
 397
 398         for (k = 1; k <= sbr->n_master; k++)
 399             sbr->f_master[k] = dk;
 400
 401         k2diff = sbr->k[2] - sbr->k[0] - sbr->n_master * dk;
 402         if (k2diff < 0) {
 403             sbr->f_master[1]--;
 404             sbr->f_master[2]-= (k2diff < 1);
 405         } else if (k2diff) {
 406             sbr->f_master[sbr->n_master]++;
 407         }
 408
 409         sbr->f_master[0] = sbr->k[0];
 410         for (k = 1; k <= sbr->n_master; k++)
 411             sbr->f_master[k] += sbr->f_master[k - 1];
 412
 413     } else {
 414         int half_bands = 7 - spectrum->bs_freq_scale;      // bs_freq_scale  = {1,2,3}
 415         int two_regions, num_bands_0;
 416         int vdk0_max, vdk1_min;
 417         int16_t vk0[49];
 418
 419         if (49 * sbr->k[2] > 110 * sbr->k[0]) {
 420             two_regions = 1;
 421             sbr->k[1] = 2 * sbr->k[0];
 422         } else {
 423             two_regions = 0;
 424             sbr->k[1] = sbr->k[2];
 425         }
 426
 427         num_bands_0 = lrintf(half_bands * log2f(sbr->k[1] / (float)sbr->k[0])) * 2;
 428
 429         if (num_bands_0 <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 430             av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Invalid num_bands_0: %d\n", num_bands_0);
 431             return -1;
 432         }
 433
 434         vk0[0] = 0;
 435
 436         make_bands(vk0+1, sbr->k[0], sbr->k[1], num_bands_0);
 437
 438         qsort(vk0 + 1, num_bands_0, sizeof(vk0[1]), qsort_comparison_function_int16);
 439         vdk0_max = vk0[num_bands_0];
 440
 441         vk0[0] = sbr->k[0];
 442         for (k = 1; k <= num_bands_0; k++) {
 443             if (vk0[k] <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 444                 av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Invalid vDk0[%d]: %d\n", k, vk0[k]);
 445                 return -1;
 446             }
 447             vk0[k] += vk0[k-1];
 448         }
 449
 450         if (two_regions) {
 451             int16_t vk1[49];
 452             float invwarp = spectrum->bs_alter_scale ? 0.76923076923076923077f
 453                                                      : 1.0f; // bs_alter_scale = {0,1}
 454             int num_bands_1 = lrintf(half_bands * invwarp *
 455                                      log2f(sbr->k[2] / (float)sbr->k[1])) * 2;
 456
 457             make_bands(vk1+1, sbr->k[1], sbr->k[2], num_bands_1);
 458
 459             vdk1_min = array_min_int16(vk1 + 1, num_bands_1);
 460
 461             if (vdk1_min < vdk0_max) {
 462                 int change;
 463                 qsort(vk1 + 1, num_bands_1, sizeof(vk1[1]), qsort_comparison_function_int16);
 464                 change = FFMIN(vdk0_max - vk1[1], (vk1[num_bands_1] - vk1[1]) >> 1);
 465                 vk1[1]           += change;
 466                 vk1[num_bands_1] -= change;
 467             }
 468
 469             qsort(vk1 + 1, num_bands_1, sizeof(vk1[1]), qsort_comparison_function_int16);
 470
 471             vk1[0] = sbr->k[1];
 472             for (k = 1; k <= num_bands_1; k++) {
 473                 if (vk1[k] <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 474                     av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Invalid vDk1[%d]: %d\n", k, vk1[k]);
 475                     return -1;
 476                 }
 477                 vk1[k] += vk1[k-1];
 478             }
 479
 480             sbr->n_master = num_bands_0 + num_bands_1;
 481             if (check_n_master(ac->avccontext, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
 482                 return -1;
 483             memcpy(&sbr->f_master[0],               vk0,
 484                    (num_bands_0 + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
 485             memcpy(&sbr->f_master[num_bands_0 + 1], vk1 + 1,
 486                     num_bands_1      * sizeof(sbr->f_master[0]));
 487
 488         } else {
 489             sbr->n_master = num_bands_0;
 490             if (check_n_master(ac->avccontext, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
 491                 return -1;
 492             memcpy(sbr->f_master, vk0, (num_bands_0 + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
 493         }
 494     }
 495
 496     return 0;
 497 }
 498
 499 /// High Frequency Generation - Patch Construction (14496-3 sp04 p216 fig. 4.46)
 500 static int sbr_hf_calc_npatches(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
 501 {
 502     int i, k, sb = 0;
 503     int msb = sbr->k[0];
 504     int usb = sbr->kx[1];
 505     int goal_sb = ((1000 << 11) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
 506
 507     sbr->num_patches = 0;
 508
 509     if (goal_sb < sbr->kx[1] + sbr->m[1]) {
 510         for (k = 0; sbr->f_master[k] < goal_sb; k++) ;
 511     } else
 512         k = sbr->n_master;
 513
 514     do {
 515         int odd = 0;
 516         for (i = k; i == k || sb > (sbr->k[0] - 1 + msb - odd); i--) {
 517             sb = sbr->f_master[i];
 518             odd = (sb + sbr->k[0]) & 1;
 519         }
 520
 521         sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches]  = FFMAX(sb - usb, 0);
 522         sbr->patch_start_subband[sbr->num_patches] = sbr->k[0] - odd - sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches];
 523
 524         if (sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches] > 0) {
 525             usb = sb;
 526             msb = sb;
 527             sbr->num_patches++;
 528         } else
 529             msb = sbr->kx[1];
 530
 531         if (sbr->f_master[k] - sb < 3)
 532             k = sbr->n_master;
 533     } while (sb != sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
 534
 535     if (sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches-1] < 3 && sbr->num_patches > 1)
 536         sbr->num_patches--;
 537
 538     // Requirements (14496-3 sp04 p205) sets the maximum number of patches to 5
 539     // However the Coding Technologies decoder check uses 6 patches
 540     if (sbr->num_patches > 6) {
 541         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Too many patches: %d\n", sbr->num_patches);
 542         return -1;
 543     }
 544
 545     return 0;
 546 }
 547
 548 /// Derived Frequency Band Tables (14496-3 sp04 p197)
 549 static int sbr_make_f_derived(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
 550 {
 551     int k, temp;
 552
 553     sbr->n[1] = sbr->n_master - sbr->spectrum_params.bs_xover_band;
 554     sbr->n[0] = (sbr->n[1] + 1) >> 1;
 555
 556     memcpy(sbr->f_tablehigh, &sbr->f_master[sbr->spectrum_params.bs_xover_band],
 557            (sbr->n[1] + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
 558     sbr->m[1] = sbr->f_tablehigh[sbr->n[1]] - sbr->f_tablehigh[0];
 559     sbr->kx[1] = sbr->f_tablehigh[0];
 560
 561     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 562     if (sbr->kx[1] + sbr->m[1] > 64) {
 563         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
 564                "Stop frequency border too high: %d\n", sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
 565         return -1;
 566     }
 567     if (sbr->kx[1] > 32) {
 568         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Start frequency border too high: %d\n", sbr->kx[1]);
 569         return -1;
 570     }
 571
 572     sbr->f_tablelow[0] = sbr->f_tablehigh[0];
 573     temp = sbr->n[1] & 1;
 574     for (k = 1; k <= sbr->n[0]; k++)
 575         sbr->f_tablelow[k] = sbr->f_tablehigh[2 * k - temp];
 576
 577     sbr->n_q = FFMAX(1, lrintf(sbr->spectrum_params.bs_noise_bands *
 578                                log2f(sbr->k[2] / (float)sbr->kx[1]))); // 0 <= bs_noise_bands <= 3
 579     if (sbr->n_q > 5) {
 580         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR, "Too many noise floor scale factors: %d\n", sbr->n_q);
 581         return -1;
 582     }
 583
 584     sbr->f_tablenoise[0] = sbr->f_tablelow[0];
 585     temp = 0;
 586     for (k = 1; k <= sbr->n_q; k++) {
 587         temp += (sbr->n[0] - temp) / (sbr->n_q + 1 - k);
 588         sbr->f_tablenoise[k] = sbr->f_tablelow[temp];
 589     }
 590
 591     if (sbr_hf_calc_npatches(ac, sbr) < 0)
 592         return -1;
 593
 594     sbr_make_f_tablelim(sbr);
 595
 596     sbr->data[0].f_indexnoise = 0;
 597     sbr->data[1].f_indexnoise = 0;
 598
 599     return 0;
 600 }
 601
 602 static av_always_inline void get_bits1_vector(GetBitContext *gb, uint8_t *vec,
 603                                               int elements)
 604 {
 605     int i;
 606     for (i = 0; i < elements; i++) {
 607         vec[i] = get_bits1(gb);
 608     }
 609 }
 610
 611 /** ceil(log2(index+1)) */
 612 static const int8_t ceil_log2[] = {
 613     0, 1, 2, 2, 3, 3,
 614 };
 615
 616 static int read_sbr_grid(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
 617                          GetBitContext *gb, SBRData *ch_data)
 618 {
 619     int i;
 620
 621     ch_data->bs_freq_res[0] = ch_data->bs_freq_res[ch_data->bs_num_env[1]];
 622     ch_data->bs_num_env[0] = ch_data->bs_num_env[1];
 623     ch_data->bs_amp_res = sbr->bs_amp_res_header;
 624
 625     switch (ch_data->bs_frame_class = get_bits(gb, 2)) {
 626     case FIXFIX:
 627         ch_data->bs_num_env[1] = 1 << get_bits(gb, 2);
 628         if (ch_data->bs_num_env[1] == 1)
 629             ch_data->bs_amp_res = 0;
 630
 631         if (ch_data->bs_num_env[1] > 4) {
 632             av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
 633                    "Invalid bitstream, too many SBR envelopes in FIXFIX type SBR frame: %d\n",
 634                    ch_data->bs_num_env[1]);
 635             return -1;
 636         }
 637
 638         ch_data->bs_pointer = 0;
 639
 640         ch_data->bs_freq_res[1] = get_bits1(gb);
 641         for (i = 1; i < ch_data->bs_num_env[1]; i++)
 642             ch_data->bs_freq_res[i + 1] = ch_data->bs_freq_res[1];
 643         break;
 644     case FIXVAR:
 645         ch_data->bs_var_bord[1] = get_bits(gb, 2);
 646         ch_data->bs_num_rel[1]  = get_bits(gb, 2);
 647         ch_data->bs_num_env[1]  = ch_data->bs_num_rel[1] + 1;
 648
 649         for (i = 0; i < ch_data->bs_num_rel[1]; i++)
 650             ch_data->bs_rel_bord[1][i] = 2 * get_bits(gb, 2) + 2;
 651
 652         ch_data->bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env[1]]);
 653
 654         for (i = 0; i < ch_data->bs_num_env[1]; i++)
 655             ch_data->bs_freq_res[ch_data->bs_num_env[1] - i] = get_bits1(gb);
 656         break;
 657     case VARFIX:
 658         ch_data->bs_var_bord[0] = get_bits(gb, 2);
 659         ch_data->bs_num_rel[0]  = get_bits(gb, 2);
 660         ch_data->bs_num_env[1]  = ch_data->bs_num_rel[0] + 1;
 661
 662         for (i = 0; i < ch_data->bs_num_rel[0]; i++)
 663             ch_data->bs_rel_bord[0][i] = 2 * get_bits(gb, 2) + 2;
 664
 665         ch_data->bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env[1]]);
 666
 667         get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_freq_res + 1, ch_data->bs_num_env[1]);
 668         break;
 669     case VARVAR:
 670         ch_data->bs_var_bord[0] = get_bits(gb, 2);
 671         ch_data->bs_var_bord[1] = get_bits(gb, 2);
 672         ch_data->bs_num_rel[0]  = get_bits(gb, 2);
 673         ch_data->bs_num_rel[1]  = get_bits(gb, 2);
 674         ch_data->bs_num_env[1]  = ch_data->bs_num_rel[0] + ch_data->bs_num_rel[1] + 1;
 675
 676         if (ch_data->bs_num_env[1] > 5) {
 677             av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
 678                    "Invalid bitstream, too many SBR envelopes in VARVAR type SBR frame: %d\n",
 679                    ch_data->bs_num_env[1]);
 680             return -1;
 681         }
 682
 683         for (i = 0; i < ch_data->bs_num_rel[0]; i++)
 684             ch_data->bs_rel_bord[0][i] = 2 * get_bits(gb, 2) + 2;
 685         for (i = 0; i < ch_data->bs_num_rel[1]; i++)
 686             ch_data->bs_rel_bord[1][i] = 2 * get_bits(gb, 2) + 2;
 687
 688         ch_data->bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env[1]]);
 689
 690         get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_freq_res + 1, ch_data->bs_num_env[1]);
 691         break;
 692     }
 693
 694     if (ch_data->bs_pointer > ch_data->bs_num_env[1] + 1) {
 695         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
 696                "Invalid bitstream, bs_pointer points to a middle noise border outside the time borders table: %d\n",
 697                ch_data->bs_pointer);
 698         return -1;
 699     }
 700
 701     int abs_bord_lead  =  ch_data->bs_frame_class >= 2 ? ch_data->bs_var_bord[0] : 0;
 702     // frameLengthFlag ? 15 : 16; 960 sample length frames unsupported; this value is numTimeSlots
 703     int abs_bord_trail = (ch_data->bs_frame_class & 1 ? ch_data->bs_var_bord[1] : 0) + 16;
 704     int n_rel_lead;
 705
 706     if (ch_data->bs_frame_class == FIXFIX) {
 707         n_rel_lead = ch_data->bs_num_env[1] - 1;
 708     } else if (ch_data->bs_frame_class == FIXVAR) {
 709         n_rel_lead = 0;
 710     } else if (ch_data->bs_frame_class < 4) { // VARFIX or VARVAR
 711         n_rel_lead = ch_data->bs_num_rel[0];
 712     } else {
 713         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
 714                "Invalid bs_frame_class for SBR: %d\n", ch_data->bs_frame_class);
 715         return -1;
 716     }
 717
 718     ch_data->t_env_num_env_old = ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env[0]];
 719     ch_data->t_env[0]                      = abs_bord_lead;
 720     ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env[1]] = abs_bord_trail;
 721
 722     if (ch_data->bs_frame_class == FIXFIX) {
 723         int temp = (abs_bord_trail + (ch_data->bs_num_env[1] >> 1)) /
 724                    ch_data->bs_num_env[1];
 725         for (i = 0; i < n_rel_lead; i++)
 726             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + temp;
 727     } else if (ch_data->bs_frame_class > 1) { // VARFIX or VARVAR
 728         for (i = 0; i < n_rel_lead; i++)
 729             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + ch_data->bs_rel_bord[0][i];
 730     } else { // FIXVAR
 731         for (i = 0; i < n_rel_lead; i++)
 732             ch_data->t_env[i + 1] = abs_bord_lead;
 733     }
 734
 735     if (ch_data->bs_frame_class & 1) { // FIXVAR or VARVAR
 736         for (i = ch_data->bs_num_env[1] - 1; i > n_rel_lead; i--)
 737             ch_data->t_env[i] = ch_data->t_env[i + 1] -
 738                                 ch_data->bs_rel_bord[1][ch_data->bs_num_env[1] - 1 - i];
 739     } else { // FIXFIX or VARFIX
 740         for (i = n_rel_lead; i < ch_data->bs_num_env[1]; i++)
 741             ch_data->t_env[i + 1] = abs_bord_trail;
 742     }
 743
 744     ch_data->bs_num_noise = (ch_data->bs_num_env[1] > 1) + 1;
 745
 746     ch_data->t_q[0] = ch_data->t_env[0];
 747     if (ch_data->bs_num_noise > 1) { // typo in spec bases this on bs_num_env...
 748         unsigned int idx;
 749         if (ch_data->bs_frame_class == FIXFIX) {
 750             idx = ch_data->bs_num_env[1] >> 1;
 751         } else if (ch_data->bs_frame_class & 1) { // FIXVAR or VARVAR
 752             idx = ch_data->bs_num_env[1] - FFMAX(ch_data->bs_pointer - 1, 1);
 753         } else { // VARFIX
 754             if (!ch_data->bs_pointer)
 755                 idx = 1;
 756             else if (ch_data->bs_pointer == 1)
 757                 idx = ch_data->bs_num_env[1] - 1;
 758             else // bs_pointer > 1
 759                 idx = ch_data->bs_pointer - 1;
 760         }
 761         ch_data->t_q[1] = ch_data->t_env[idx];
 762         ch_data->t_q[2] = ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env[1]];
 763     } else
 764         ch_data->t_q[1] = ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env[1]];
 765
 766     ch_data->e_a[0] = -(ch_data->e_a[1] != ch_data->bs_num_env[0]); // l_APrev
 767     ch_data->e_a[1] = -1;
 768     if ((ch_data->bs_frame_class & 1) && ch_data->bs_pointer) { // FIXVAR or VARVAR and bs_pointer != 0
 769         ch_data->e_a[1] = ch_data->bs_num_env[1] + 1 - ch_data->bs_pointer;
 770     } else if ((ch_data->bs_frame_class == 2) && (ch_data->bs_pointer > 1)) // VARFIX and bs_pointer > 1
 771         ch_data->e_a[1] = ch_data->bs_pointer - 1;
 772
 773     return 0;
 774 }
 775
 776 static void copy_sbr_grid(SBRData *dst, const SBRData *src) {
 777     //These variables are saved from the previous frame rather than copied
 778     dst->bs_freq_res[0] = dst->bs_freq_res[dst->bs_num_env[1]];
 779     dst->bs_num_env[0]  = dst->bs_num_env[1];
 780     dst->t_env_num_env_old = dst->t_env[dst->bs_num_env[0]];
 781     dst->e_a[0]         = -(dst->e_a[1] != dst->bs_num_env[0]);
 782
 783     //These variables are read from the bitstream and therefore copied
 784     memcpy(dst->bs_freq_res+1, src->bs_freq_res+1, sizeof(dst->bs_freq_res)-sizeof(*dst->bs_freq_res));
 785     memcpy(dst->bs_num_env+1,  src->bs_num_env+1,  sizeof(dst->bs_num_env)- sizeof(*dst->bs_num_env));
 786     memcpy(dst->bs_var_bord,   src->bs_var_bord,   sizeof(dst->bs_var_bord));
 787     memcpy(dst->bs_rel_bord,   src->bs_rel_bord,   sizeof(dst->bs_rel_bord));
 788     memcpy(dst->bs_num_rel,    src->bs_num_rel,    sizeof(dst->bs_rel_bord));
 789     memcpy(dst->t_env,         src->t_env,         sizeof(dst->t_env));
 790     memcpy(dst->t_q,           src->t_q,           sizeof(dst->t_q));
 791     dst->bs_amp_res     = src->bs_amp_res;
 792     dst->bs_num_noise   = src->bs_num_noise;
 793     dst->bs_pointer     = src->bs_pointer;
 794     dst->bs_frame_class = src->bs_frame_class;
 795     dst->e_a[1]         = src->e_a[1];
 796 }
 797
 798 /// Read how the envelope and noise floor data is delta coded
 799 static void read_sbr_dtdf(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 800                           SBRData *ch_data)
 801 {
 802     get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_df_env,   ch_data->bs_num_env[1]);
 803     get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_df_noise, ch_data->bs_num_noise);
 804 }
 805
 806 /// Read inverse filtering data
 807 static void read_sbr_invf(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 808                           SBRData *ch_data)
 809 {
 810     int i;
 811
 812     memcpy(ch_data->bs_invf_mode[1], ch_data->bs_invf_mode[0], 5 * sizeof(uint8_t));
 813     for (i = 0; i < sbr->n_q; i++)
 814         ch_data->bs_invf_mode[0][i] = get_bits(gb, 2);
 815 }
 816
 817 static void read_sbr_envelope(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 818                               SBRData *ch_data, int ch)
 819 {
 820     int bits;
 821     int i, j, k;
 822     VLC_TYPE (*t_huff)[2], (*f_huff)[2];
 823     int t_lav, f_lav;
 824     const int delta = (ch == 1 && sbr->bs_coupling == 1) + 1;
 825     const int odd = sbr->n[1] & 1;
 826
 827     if (sbr->bs_coupling && ch) {
 828         if (ch_data->bs_amp_res) {
 829             bits   = 5;
 830             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
 831             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
 832             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
 833             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
 834         } else {
 835             bits   = 6;
 836             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB].table;
 837             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB];
 838             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB].table;
 839             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB];
 840         }
 841     } else {
 842         if (ch_data->bs_amp_res) {
 843             bits   = 6;
 844             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
 845             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
 846             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
 847             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
 848         } else {
 849             bits   = 7;
 850             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_1_5DB].table;
 851             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_1_5DB];
 852             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_1_5DB].table;
 853             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_1_5DB];
 854         }
 855     }
 856
 857     for (i = 0; i < ch_data->bs_num_env[1]; i++) {
 858         if (ch_data->bs_df_env[i]) {
 859             // bs_freq_res[0] == bs_freq_res[bs_num_env[1]] from prev frame
 860             if (ch_data->bs_freq_res[i + 1] == ch_data->bs_freq_res[i]) {
 861                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++)
 862                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][j] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
 863             } else if (ch_data->bs_freq_res[i + 1]) {
 864                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++) {
 865                     k = (j + odd) >> 1; // find k such that f_tablelow[k] <= f_tablehigh[j] < f_tablelow[k + 1]
 866                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][k] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
 867                 }
 868             } else {
 869                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++) {
 870                     k = j ? 2*j - odd : 0; // find k such that f_tablehigh[k] == f_tablelow[j]
 871                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][k] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
 872                 }
 873             }
 874         } else {
 875             ch_data->env_facs[i + 1][0] = delta * get_bits(gb, bits); // bs_env_start_value_balance
 876             for (j = 1; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++)
 877                 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);
 878         }
 879     }
 880
 881     //assign 0th elements of env_facs from last elements
 882     memcpy(ch_data->env_facs[0], ch_data->env_facs[ch_data->bs_num_env[1]],
 883            sizeof(ch_data->env_facs[0]));
 884 }
 885
 886 static void read_sbr_noise(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 887                            SBRData *ch_data, int ch)
 888 {
 889     int i, j;
 890     VLC_TYPE (*t_huff)[2], (*f_huff)[2];
 891     int t_lav, f_lav;
 892     int delta = (ch == 1 && sbr->bs_coupling == 1) + 1;
 893
 894     if (sbr->bs_coupling && ch) {
 895         t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB].table;
 896         t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB];
 897         f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
 898         f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
 899     } else {
 900         t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB].table;
 901         t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB];
 902         f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
 903         f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
 904     }
 905
 906     for (i = 0; i < ch_data->bs_num_noise; i++) {
 907         if (ch_data->bs_df_noise[i]) {
 908             for (j = 0; j < sbr->n_q; j++)
 909                 ch_data->noise_facs[i + 1][j] = ch_data->noise_facs[i][j] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 2) - t_lav);
 910         } else {
 911             ch_data->noise_facs[i + 1][0] = delta * get_bits(gb, 5); // bs_noise_start_value_balance or bs_noise_start_value_level
 912             for (j = 1; j < sbr->n_q; j++)
 913                 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);
 914         }
 915     }
 916
 917     //assign 0th elements of noise_facs from last elements
 918     memcpy(ch_data->noise_facs[0], ch_data->noise_facs[ch_data->bs_num_noise],
 919            sizeof(ch_data->noise_facs[0]));
 920 }
 921
 922 static void read_sbr_extension(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
 923                                GetBitContext *gb,
 924                           int bs_extension_id, int *num_bits_left)
 925 {
 926 //TODO - implement ps_data for parametric stereo parsing
 927     switch (bs_extension_id) {
 928     case EXTENSION_ID_PS:
 929 #if 0
 930         *num_bits_left -= ff_ps_data(gb, ps);
 931 #else
 932         av_log_missing_feature(ac->avccontext, "Parametric Stereo is", 0);
 933         skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
 934         *num_bits_left = 0;
 935 #endif
 936         break;
 937     default:
 938         av_log_missing_feature(ac->avccontext, "Reserved SBR extensions are", 1);
 939         skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
 940         *num_bits_left = 0;
 941         break;
 942     }
 943 }
 944
 945 static int read_sbr_single_channel_element(AACContext *ac,
 946                                             SpectralBandReplication *sbr,
 947                                             GetBitContext *gb)
 948 {
 949     if (get_bits1(gb)) // bs_data_extra
 950         skip_bits(gb, 4); // bs_reserved
 951
 952     if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]))
 953         return -1;
 954     read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 955     read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 956     read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 957     read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 958
 959     if ((sbr->data[0].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
 960         get_bits1_vector(gb, sbr->data[0].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
 961
 962     return 0;
 963 }
 964
 965 static int read_sbr_channel_pair_element(AACContext *ac,
 966                                           SpectralBandReplication *sbr,
 967                                           GetBitContext *gb)
 968 {
 969     if (get_bits1(gb))    // bs_data_extra
 970         skip_bits(gb, 8); // bs_reserved
 971
 972     if ((sbr->bs_coupling = get_bits1(gb))) {
 973         if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]))
 974             return -1;
 975         copy_sbr_grid(&sbr->data[1], &sbr->data[0]);
 976         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 977         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
 978         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 979         memcpy(sbr->data[1].bs_invf_mode[1], sbr->data[1].bs_invf_mode[0], sizeof(sbr->data[1].bs_invf_mode[0]));
 980         memcpy(sbr->data[1].bs_invf_mode[0], sbr->data[0].bs_invf_mode[0], sizeof(sbr->data[1].bs_invf_mode[0]));
 981         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 982         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 983         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 984         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 985     } else {
 986         if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]) ||
 987             read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[1]))
 988             return -1;
 989         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 990         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
 991         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 992         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
 993         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 994         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 995         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 996         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 997     }
 998
 999     if ((sbr->data[0].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
1000         get_bits1_vector(gb, sbr->data[0].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
1001     if ((sbr->data[1].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
1002         get_bits1_vector(gb, sbr->data[1].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
1003
1004     return 0;
1005 }
1006
1007 static unsigned int read_sbr_data(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1008                                   GetBitContext *gb, int id_aac)
1009 {
1010     unsigned int cnt = get_bits_count(gb);
1011
1012     if (id_aac == TYPE_SCE || id_aac == TYPE_CCE) {
1013         if (read_sbr_single_channel_element(ac, sbr, gb)) {
1014             sbr->start = 0;
1015             return get_bits_count(gb) - cnt;
1016         }
1017     } else if (id_aac == TYPE_CPE) {
1018         if (read_sbr_channel_pair_element(ac, sbr, gb)) {
1019             sbr->start = 0;
1020             return get_bits_count(gb) - cnt;
1021         }
1022     } else {
1023         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
1024             "Invalid bitstream - cannot apply SBR to element type %d\n", id_aac);
1025         sbr->start = 0;
1026         return get_bits_count(gb) - cnt;
1027     }
1028     if (get_bits1(gb)) { // bs_extended_data
1029         int num_bits_left = get_bits(gb, 4); // bs_extension_size
1030         if (num_bits_left == 15)
1031             num_bits_left += get_bits(gb, 8); // bs_esc_count
1032
1033         num_bits_left <<= 3;
1034         while (num_bits_left > 7) {
1035             num_bits_left -= 2;
1036             read_sbr_extension(ac, sbr, gb, get_bits(gb, 2), &num_bits_left); // bs_extension_id
1037         }
1038     }
1039
1040     return get_bits_count(gb) - cnt;
1041 }
1042
1043 static void sbr_reset(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
1044 {
1045     int err;
1046     err = sbr_make_f_master(ac, sbr, &sbr->spectrum_params);
1047     if (err >= 0)
1048         err = sbr_make_f_derived(ac, sbr);
1049     if (err < 0) {
1050         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
1051                "SBR reset failed. Switching SBR to pure upsampling mode.\n");
1052         sbr->start = 0;
1053     }
1054 }
1055
1056 /**
1057  * Decode Spectral Band Replication extension data; reference: table 4.55.
1058  *
1059  * @param   crc flag indicating the presence of CRC checksum
1060  * @param   cnt length of TYPE_FIL syntactic element in bytes
1061  *
1062  * @return  Returns number of bytes consumed from the TYPE_FIL element.
1063  */
1064 int ff_decode_sbr_extension(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1065                             GetBitContext *gb_host, int crc, int cnt, int id_aac)
1066 {
1067     unsigned int num_sbr_bits = 0, num_align_bits;
1068     unsigned bytes_read;
1069     GetBitContext gbc = *gb_host, *gb = &gbc;
1070     skip_bits_long(gb_host, cnt*8 - 4);
1071
1072     sbr->reset = 0;
1073
1074     if (!sbr->sample_rate)
1075         sbr->sample_rate = 2 * ac->m4ac.sample_rate; //TODO use the nominal sample rate for arbitrary sample rate support
1076     if (!ac->m4ac.ext_sample_rate)
1077         ac->m4ac.ext_sample_rate = 2 * ac->m4ac.sample_rate;
1078
1079     if (crc) {
1080         skip_bits(gb, 10); // bs_sbr_crc_bits; TODO - implement CRC check
1081         num_sbr_bits += 10;
1082     }
1083
1084     //Save some state from the previous frame.
1085     sbr->kx[0] = sbr->kx[1];
1086     sbr->m[0] = sbr->m[1];
1087
1088     num_sbr_bits++;
1089     if (get_bits1(gb)) // bs_header_flag
1090         num_sbr_bits += read_sbr_header(sbr, gb);
1091
1092     if (sbr->reset)
1093         sbr_reset(ac, sbr);
1094
1095     if (sbr->start)
1096         num_sbr_bits  += read_sbr_data(ac, sbr, gb, id_aac);
1097
1098     num_align_bits = ((cnt << 3) - 4 - num_sbr_bits) & 7;
1099     bytes_read = ((num_sbr_bits + num_align_bits + 4) >> 3);
1100
1101     if (bytes_read > cnt) {
1102         av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
1103                "Expected to read %d SBR bytes actually read %d.\n", cnt, bytes_read);
1104     }
1105     return cnt;
1106 }
1107
1108 /// Dequantization and stereo decoding (14496-3 sp04 p203)
1109 static void sbr_dequant(SpectralBandReplication *sbr, int id_aac)
1110 {
1111     int k, e;
1112     int ch;
1113
1114     if (id_aac == TYPE_CPE && sbr->bs_coupling) {
1115         float alpha      = sbr->data[0].bs_amp_res ?  1.0f :  0.5f;
1116         float pan_offset = sbr->data[0].bs_amp_res ? 12.0f : 24.0f;
1117         for (e = 1; e <= sbr->data[0].bs_num_env[1]; e++) {
1118             for (k = 0; k < sbr->n[sbr->data[0].bs_freq_res[e]]; k++) {
1119                 float temp1 = exp2f(sbr->data[0].env_facs[e][k] * alpha + 7.0f);
1120                 float temp2 = exp2f((pan_offset - sbr->data[1].env_facs[e][k]) * alpha);
1121                 float fac   = temp1 / (1.0f + temp2);
1122                 sbr->data[0].env_facs[e][k] = fac;
1123                 sbr->data[1].env_facs[e][k] = fac * temp2;
1124             }
1125         }
1126         for (e = 1; e <= sbr->data[0].bs_num_noise; e++) {
1127             for (k = 0; k < sbr->n_q; k++) {
1128                 float temp1 = exp2f(NOISE_FLOOR_OFFSET - sbr->data[0].noise_facs[e][k] + 1);
1129                 float temp2 = exp2f(12 - sbr->data[1].noise_facs[e][k]);
1130                 float fac   = temp1 / (1.0f + temp2);
1131                 sbr->data[0].noise_facs[e][k] = fac;
1132                 sbr->data[1].noise_facs[e][k] = fac * temp2;
1133             }
1134         }
1135     } else { // SCE or one non-coupled CPE
1136         for (ch = 0; ch < (id_aac == TYPE_CPE) + 1; ch++) {
1137             float alpha = sbr->data[ch].bs_amp_res ? 1.0f : 0.5f;
1138             for (e = 1; e <= sbr->data[ch].bs_num_env[1]; e++)
1139                 for (k = 0; k < sbr->n[sbr->data[ch].bs_freq_res[e]]; k++)
1140                     sbr->data[ch].env_facs[e][k] =
1141                         exp2f(alpha * sbr->data[ch].env_facs[e][k] + 6.0f);
1142             for (e = 1; e <= sbr->data[ch].bs_num_noise; e++)
1143                 for (k = 0; k < sbr->n_q; k++)
1144                     sbr->data[ch].noise_facs[e][k] =
1145                         exp2f(NOISE_FLOOR_OFFSET - sbr->data[ch].noise_facs[e][k]);
1146         }
1147     }
1148 }
1149
1150 /**
1151  * Analysis QMF Bank (14496-3 sp04 p206)
1152  *
1153  * @param   x       pointer to the beginning of the first sample window
1154  * @param   W       array of complex-valued samples split into subbands
1155  */
1156 static void sbr_qmf_analysis(DSPContext *dsp, RDFTContext *rdft, const float *in, float *x,
1157                              float z[320], float W[2][32][32][2],
1158                              float bias, float scale)
1159 {
1160     int i, k;
1161     memcpy(W[0], W[1], sizeof(W[0]));
1162     memcpy(x    , x+1024, (320-32)*sizeof(x[0]));
1163     if (scale != 1.0f || bias != 0.0f)
1164         for (i = 0; i < 1024; i++)
1165             x[288 + i] = (in[i] - bias) * scale;
1166     else
1167         memcpy(x+288, in, 1024*sizeof(*x));
1168     for (i = 0; i < 32; i++) { // numTimeSlots*RATE = 16*2 as 960 sample frames
1169                                // are not supported
1170         float re, im;
1171         dsp->vector_fmul_reverse(z, sbr_qmf_window_ds, x, 320);
1172         for (k = 0; k < 64; k++) {
1173             float f = z[k] + z[k + 64] + z[k + 128] + z[k + 192] + z[k + 256];
1174             z[k] = f * analysis_cos_pre[k];
1175             z[k+64] = f;
1176         }
1177         ff_rdft_calc(rdft, z);
1178         re = z[0] * 0.5f;
1179         im = 0.5f * dsp->scalarproduct_float(z+64, analysis_sin_pre, 64);
1180         W[1][i][0][0] = re * analysis_cossin_post[0][0] - im * analysis_cossin_post[0][1];
1181         W[1][i][0][1] = re * analysis_cossin_post[0][1] + im * analysis_cossin_post[0][0];
1182         for (k = 1; k < 32; k++) {
1183             re = z[2*k  ] - re;
1184             im = z[2*k+1] - im;
1185             W[1][i][k][0] = re * analysis_cossin_post[k][0] - im * analysis_cossin_post[k][1];
1186             W[1][i][k][1] = re * analysis_cossin_post[k][1] + im * analysis_cossin_post[k][0];
1187         }
1188         x += 32;
1189     }
1190 }
1191
1192 /**
1193  * Synthesis QMF Bank (14496-3 sp04 p206) and Downsampled Synthesis QMF Bank
1194  * (14496-3 sp04 p206)
1195  */
1196 static void sbr_qmf_synthesis(DSPContext *dsp, FFTContext *mdct,
1197                               float *out, float X[2][32][64],
1198                               float mdct_buf[2][64],
1199                               float *v0, int *v_off, const unsigned int div,
1200                               float bias, float scale)
1201 {
1202     int i, n;
1203     const float *sbr_qmf_window = div ? sbr_qmf_window_ds : sbr_qmf_window_us;
1204     int scale_and_bias = scale != 1.0f || bias != 0.0f;
1205     float *v;
1206     for (i = 0; i < 32; i++) {
1207         if (*v_off == 0) {
1208             int saved_samples = (1280 - 128) >> div;
1209             memcpy(&v0[SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - saved_samples], v0, saved_samples * sizeof(float));
1210             *v_off = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - saved_samples - (128 >> div);
1211         } else {
1212             *v_off -= 128 >> div;
1213         }
1214         v = v0 + *v_off;
1215         for (n = 1; n < 64 >> div; n+=2) {
1216             X[1][i][n] = -X[1][i][n];
1217         }
1218         if (div) {
1219             memset(X[0][i]+32, 0, 32*sizeof(float));
1220             memset(X[1][i]+32, 0, 32*sizeof(float));
1221         }
1222         ff_imdct_half(mdct, mdct_buf[0], X[0][i]);
1223         ff_imdct_half(mdct, mdct_buf[1], X[1][i]);
1224         if (div) {
1225             for (n = 0; n < 32; n++) {
1226                 v[      n] = -mdct_buf[0][63 - 2*n] + mdct_buf[1][2*n    ];
1227                 v[ 63 - n] =  mdct_buf[0][62 - 2*n] + mdct_buf[1][2*n + 1];
1228             }
1229         } else {
1230             for (n = 0; n < 64; n++) {
1231                 v[      n] = -mdct_buf[0][63 -   n] + mdct_buf[1][  n    ];
1232                 v[127 - n] =  mdct_buf[0][63 -   n] + mdct_buf[1][  n    ];
1233             }
1234         }
1235         dsp->vector_fmul_add(out, v                , sbr_qmf_window               , zero64, 64 >> div);
1236         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 192 >> div), sbr_qmf_window + ( 64 >> div), out   , 64 >> div);
1237         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 256 >> div), sbr_qmf_window + (128 >> div), out   , 64 >> div);
1238         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 448 >> div), sbr_qmf_window + (192 >> div), out   , 64 >> div);
1239         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 512 >> div), sbr_qmf_window + (256 >> div), out   , 64 >> div);
1240         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 704 >> div), sbr_qmf_window + (320 >> div), out   , 64 >> div);
1241         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 768 >> div), sbr_qmf_window + (384 >> div), out   , 64 >> div);
1242         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 960 >> div), sbr_qmf_window + (448 >> div), out   , 64 >> div);
1243         dsp->vector_fmul_add(out, v + (1024 >> div), sbr_qmf_window + (512 >> div), out   , 64 >> div);
1244         dsp->vector_fmul_add(out, v + (1216 >> div), sbr_qmf_window + (576 >> div), out   , 64 >> div);
1245         if (scale_and_bias)
1246             for (n = 0; n < 64 >> div; n++)
1247                 out[n] = out[n] * scale + bias;
1248         out += 64 >> div;
1249     }
1250 }
1251
1252 static void autocorrelate(const float x[40][2], float phi[3][2][2], int lag)
1253 {
1254     int i;
1255     float real_sum = 0.0f;
1256     float imag_sum = 0.0f;
1257     if (lag) {
1258         for (i = 1; i < 38; i++) {
1259             real_sum += x[i][0] * x[i+lag][0] + x[i][1] * x[i+lag][1];
1260             imag_sum += x[i][0] * x[i+lag][1] - x[i][1] * x[i+lag][0];
1261         }
1262         phi[2-lag][1][0] = real_sum + x[ 0][0] * x[lag][0] + x[ 0][1] * x[lag][1];
1263         phi[2-lag][1][1] = imag_sum + x[ 0][0] * x[lag][1] - x[ 0][1] * x[lag][0];
1264         if (lag == 1) {
1265             phi[0][0][0] = real_sum + x[38][0] * x[39][0] + x[38][1] * x[39][1];
1266             phi[0][0][1] = imag_sum + x[38][0] * x[39][1] - x[38][1] * x[39][0];
1267         }
1268     } else {
1269         for (i = 1; i < 38; i++) {
1270             real_sum += x[i][0] * x[i][0] + x[i][1] * x[i][1];
1271         }
1272         phi[2][1][0] = real_sum + x[ 0][0] * x[ 0][0] + x[ 0][1] * x[ 0][1];
1273         phi[1][0][0] = real_sum + x[38][0] * x[38][0] + x[38][1] * x[38][1];
1274     }
1275 }
1276
1277 /** High Frequency Generation (14496-3 sp04 p214+) and Inverse Filtering
1278  * (14496-3 sp04 p214)
1279  * Warning: This routine does not seem numerically stable.
1280  */
1281 static void sbr_hf_inverse_filter(float (*alpha0)[2], float (*alpha1)[2],
1282                                   const float X_low[32][40][2], int k0)
1283 {
1284     int k;
1285     for (k = 0; k < k0; k++) {
1286         float phi[3][2][2], dk;
1287
1288         autocorrelate(X_low[k], phi, 0);
1289         autocorrelate(X_low[k], phi, 1);
1290         autocorrelate(X_low[k], phi, 2);
1291
1292         dk =  phi[2][1][0] * phi[1][0][0] -
1293              (phi[1][1][0] * phi[1][1][0] + phi[1][1][1] * phi[1][1][1]) / 1.000001f;
1294
1295         if (!dk) {
1296             alpha1[k][0] = 0;
1297             alpha1[k][1] = 0;
1298         } else {
1299             float temp_real, temp_im;
1300             temp_real = phi[0][0][0] * phi[1][1][0] -
1301                         phi[0][0][1] * phi[1][1][1] -
1302                         phi[0][1][0] * phi[1][0][0];
1303             temp_im   = phi[0][0][0] * phi[1][1][1] +
1304                         phi[0][0][1] * phi[1][1][0] -
1305                         phi[0][1][1] * phi[1][0][0];
1306
1307             alpha1[k][0] = temp_real / dk;
1308             alpha1[k][1] = temp_im   / dk;
1309         }
1310
1311         if (!phi[1][0][0]) {
1312             alpha0[k][0] = 0;
1313             alpha0[k][1] = 0;
1314         } else {
1315             float temp_real, temp_im;
1316             temp_real = phi[0][0][0] + alpha1[k][0] * phi[1][1][0] +
1317                                        alpha1[k][1] * phi[1][1][1];
1318             temp_im   = phi[0][0][1] + alpha1[k][1] * phi[1][1][0] -
1319                                        alpha1[k][0] * phi[1][1][1];
1320
1321             alpha0[k][0] = -temp_real / phi[1][0][0];
1322             alpha0[k][1] = -temp_im   / phi[1][0][0];
1323         }
1324
1325         if (alpha1[k][0] * alpha1[k][0] + alpha1[k][1] * alpha1[k][1] >= 16.0f ||
1326            alpha0[k][0] * alpha0[k][0] + alpha0[k][1] * alpha0[k][1] >= 16.0f) {
1327             alpha1[k][0] = 0;
1328             alpha1[k][1] = 0;
1329             alpha0[k][0] = 0;
1330             alpha0[k][1] = 0;
1331         }
1332     }
1333 }
1334
1335 /// Chirp Factors (14496-3 sp04 p214)
1336 static void sbr_chirp(SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data)
1337 {
1338     int i;
1339     float new_bw;
1340     static const float bw_tab[] = { 0.0f, 0.75f, 0.9f, 0.98f };
1341
1342     for (i = 0; i < sbr->n_q; i++) {
1343         if (ch_data->bs_invf_mode[0][i] + ch_data->bs_invf_mode[1][i] == 1) {
1344             new_bw = 0.6f;
1345         } else
1346             new_bw = bw_tab[ch_data->bs_invf_mode[0][i]];
1347
1348         if (new_bw < ch_data->bw_array[i]) {
1349             new_bw = 0.75f    * new_bw + 0.25f    * ch_data->bw_array[i];
1350         } else
1351             new_bw = 0.90625f * new_bw + 0.09375f * ch_data->bw_array[i];
1352         ch_data->bw_array[i] = new_bw < 0.015625f ? 0.0f : new_bw;
1353     }
1354 }
1355
1356 /// Generate the subband filtered lowband
1357 static int sbr_lf_gen(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1358                       float X_low[32][40][2], const float W[2][32][32][2])
1359 {
1360     int i, k;
1361     const int t_HFGen = 8;
1362     const int i_f = 32;
1363     memset(X_low, 0, 32*sizeof(*X_low));
1364     for (k = 0; k < sbr->kx[1]; k++) {
1365         for (i = t_HFGen; i < i_f + t_HFGen; i++) {
1366             X_low[k][i][0] = W[1][i - t_HFGen][k][0];
1367             X_low[k][i][1] = W[1][i - t_HFGen][k][1];
1368         }
1369     }
1370     for (k = 0; k < sbr->kx[0]; k++) {
1371         for (i = 0; i < t_HFGen; i++) {
1372             X_low[k][i][0] = W[0][i + i_f - t_HFGen][k][0];
1373             X_low[k][i][1] = W[0][i + i_f - t_HFGen][k][1];
1374         }
1375     }
1376     return 0;
1377 }
1378
1379 /// High Frequency Generator (14496-3 sp04 p215)
1380 static int sbr_hf_gen(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1381                       float X_high[64][40][2], const float X_low[32][40][2],
1382                       const float (*alpha0)[2], const float (*alpha1)[2],
1383                       const float bw_array[5], const uint8_t *t_env,
1384                       int bs_num_env)
1385 {
1386     int i, j, x;
1387     int g = 0;
1388     int k = sbr->kx[1];
1389     for (j = 0; j < sbr->num_patches; j++) {
1390         for (x = 0; x < sbr->patch_num_subbands[j]; x++, k++) {
1391             float alpha[4];
1392             const int p = sbr->patch_start_subband[j] + x;
1393             while (g <= sbr->n_q && k >= sbr->f_tablenoise[g])
1394                 g++;
1395             g--;
1396
1397             if (g < 0) {
1398                 av_log(ac->avccontext, AV_LOG_ERROR,
1399                        "ERROR : no subband found for frequency %d\n", k);
1400                 return -1;
1401             }
1402
1403             alpha[0] = alpha1[p][0] * bw_array[g] * bw_array[g];
1404             alpha[1] = alpha1[p][1] * bw_array[g] * bw_array[g];
1405             alpha[2] = alpha0[p][0] * bw_array[g];
1406             alpha[3] = alpha0[p][1] * bw_array[g];
1407
1408             for (i = 2 * t_env[0]; i < 2 * t_env[bs_num_env]; i++) {
1409                 const int idx = i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1410                 X_high[k][idx][0] =
1411                     X_low[p][idx - 2][0] * alpha[0] -
1412                     X_low[p][idx - 2][1] * alpha[1] +
1413                     X_low[p][idx - 1][0] * alpha[2] -
1414                     X_low[p][idx - 1][1] * alpha[3] +
1415                     X_low[p][idx][0];
1416                 X_high[k][idx][1] =
1417                     X_low[p][idx - 2][1] * alpha[0] +
1418                     X_low[p][idx - 2][0] * alpha[1] +
1419                     X_low[p][idx - 1][1] * alpha[2] +
1420                     X_low[p][idx - 1][0] * alpha[3] +
1421                     X_low[p][idx][1];
1422             }
1423         }
1424     }
1425     if (k < sbr->m[1] + sbr->kx[1])
1426         memset(X_high + k, 0, (sbr->m[1] + sbr->kx[1] - k) * sizeof(*X_high));
1427
1428     return 0;
1429 }
1430
1431 /// Generate the subband filtered lowband
1432 static int sbr_x_gen(SpectralBandReplication *sbr, float X[2][32][64],
1433                      const float X_low[32][40][2], const float Y[2][38][64][2],
1434                      int ch)
1435 {
1436     int k, i;
1437     const int i_f = 32;
1438     const int i_Temp = FFMAX(2*sbr->data[ch].t_env_num_env_old - i_f, 0);
1439     memset(X, 0, 2*sizeof(*X));
1440     for (k = 0; k < sbr->kx[0]; k++) {
1441         for (i = 0; i < i_Temp; i++) {
1442             X[0][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][0];
1443             X[1][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][1];
1444         }
1445     }
1446     for (; k < sbr->kx[0] + sbr->m[0]; k++) {
1447         for (i = 0; i < i_Temp; i++) {
1448             X[0][i][k] = Y[0][i + i_f][k][0];
1449             X[1][i][k] = Y[0][i + i_f][k][1];
1450         }
1451     }
1452
1453     for (k = 0; k < sbr->kx[1]; k++) {
1454         for (i = i_Temp; i < i_f; i++) {
1455             X[0][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][0];
1456             X[1][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][1];
1457         }
1458     }
1459     for (; k < sbr->kx[1] + sbr->m[1]; k++) {
1460         for (i = i_Temp; i < i_f; i++) {
1461             X[0][i][k] = Y[1][i][k][0];
1462             X[1][i][k] = Y[1][i][k][1];
1463         }
1464     }
1465     return 0;
1466 }
1467
1468 /** High Frequency Adjustment (14496-3 sp04 p217) and Mapping
1469  * (14496-3 sp04 p217)
1470  */
1471 static void sbr_mapping(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1472                         SBRData *ch_data, int e_a[2])
1473 {
1474     int e, i, m;
1475
1476     memset(ch_data->s_indexmapped[1], 0, 7*sizeof(ch_data->s_indexmapped[1]));
1477     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env[1]; e++) {
1478         const unsigned int ilim = sbr->n[ch_data->bs_freq_res[e + 1]];
1479         uint16_t *table = ch_data->bs_freq_res[e + 1] ? sbr->f_tablehigh : sbr->f_tablelow;
1480         int k;
1481
1482         for (i = 0; i < ilim; i++)
1483             for (m = table[i]; m < table[i + 1]; m++)
1484                 sbr->e_origmapped[e][m - sbr->kx[1]] = ch_data->env_facs[e+1][i];
1485
1486         // ch_data->bs_num_noise > 1 => 2 noise floors
1487         k = (ch_data->bs_num_noise > 1) && (ch_data->t_env[e] >= ch_data->t_q[1]);
1488         for (i = 0; i < sbr->n_q; i++)
1489             for (m = sbr->f_tablenoise[i]; m < sbr->f_tablenoise[i + 1]; m++)
1490                 sbr->q_mapped[e][m - sbr->kx[1]] = ch_data->noise_facs[k+1][i];
1491
1492         for (i = 0; i < sbr->n[1]; i++) {
1493             if (ch_data->bs_add_harmonic_flag) {
1494                 const unsigned int m_midpoint =
1495                     (sbr->f_tablehigh[i] + sbr->f_tablehigh[i + 1]) >> 1;
1496
1497                 ch_data->s_indexmapped[e + 1][m_midpoint - sbr->kx[1]] = ch_data->bs_add_harmonic[i] *
1498                     (e >= e_a[1] || (ch_data->s_indexmapped[0][m_midpoint - sbr->kx[1]] == 1));
1499             }
1500         }
1501
1502         for (i = 0; i < ilim; i++) {
1503             int additional_sinusoid_present = 0;
1504             for (m = table[i]; m < table[i + 1]; m++) {
1505                 if (ch_data->s_indexmapped[e + 1][m - sbr->kx[1]]) {
1506                     additional_sinusoid_present = 1;
1507                     break;
1508                 }
1509             }
1510             memset(&sbr->s_mapped[e][table[i] - sbr->kx[1]], additional_sinusoid_present,
1511                    (table[i + 1] - table[i]) * sizeof(sbr->s_mapped[e][0]));
1512         }
1513     }
1514
1515     memcpy(ch_data->s_indexmapped[0], ch_data->s_indexmapped[ch_data->bs_num_env[1]], sizeof(ch_data->s_indexmapped[0]));
1516 }
1517
1518 /// Estimation of current envelope (14496-3 sp04 p218)
1519 static void sbr_env_estimate(float (*e_curr)[48], float X_high[64][40][2],
1520                              SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data)
1521 {
1522     int e, i, m;
1523
1524     if (sbr->bs_interpol_freq) {
1525         for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env[1]; e++) {
1526             const float recip_env_size = 0.5f / (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
1530             for (m = 0; m < sbr->m[1]; m++) {
1531                 float sum = 0.0f;
1532
1533                 for (i = ilb; i < iub; i++) {
1534                     sum += X_high[m + sbr->kx[1]][i][0] * X_high[m + sbr->kx[1]][i][0] +
1535                            X_high[m + sbr->kx[1]][i][1] * X_high[m + sbr->kx[1]][i][1];
1536                 }
1537                 e_curr[e][m] = sum * recip_env_size;
1538             }
1539         }
1540     } else {
1541         int k, p;
1542
1543         for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env[1]; e++) {
1544             const int env_size = 2 * (ch_data->t_env[e + 1] - ch_data->t_env[e]);
1545             int ilb = ch_data->t_env[e]     * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1546             int iub = ch_data->t_env[e + 1] * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1547             const uint16_t *table = ch_data->bs_freq_res[e + 1] ? sbr->f_tablehigh : sbr->f_tablelow;
1548
1549             for (p = 0; p < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[e + 1]]; p++) {
1550                 float sum = 0.0f;
1551                 const int den = env_size * (table[p + 1] - table[p]);
1552
1553                 for (k = table[p]; k < table[p + 1]; k++) {
1554                     for (i = ilb; i < iub; i++) {
1555                         sum += X_high[k][i][0] * X_high[k][i][0] +
1556                                X_high[k][i][1] * X_high[k][i][1];
1557                     }
1558                 }
1559                 sum /= den;
1560                 for (k = table[p]; k < table[p + 1]; k++) {
1561                     e_curr[e][k - sbr->kx[1]] = sum;
1562                 }
1563             }
1564         }
1565     }
1566 }
1567
1568 /**
1569  * Calculation of levels of additional HF signal components (14496-3 sp04 p219)
1570  * and Calculation of gain (14496-3 sp04 p219)
1571  */
1572 static void sbr_gain_calc(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1573                           SBRData *ch_data, const int e_a[2])
1574 {
1575     int e, k, m;
1576     // max gain limits : -3dB, 0dB, 3dB, inf dB (limiter off)
1577     static const float limgain[4] = { 0.70795, 1.0, 1.41254, 10000000000 };
1578
1579     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env[1]; e++) {
1580         int delta = !((e == e_a[1]) || (e == e_a[0]));
1581         for (k = 0; k < sbr->n_lim; k++) {
1582             float gain_boost, gain_max;
1583             float sum[2] = { 0.0f, 0.0f };
1584             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1585                 const float temp = sbr->e_origmapped[e][m] / (1.0f + sbr->q_mapped[e][m]);
1586                 sbr->q_m[e][m] = sqrtf(temp * sbr->q_mapped[e][m]);
1587                 sbr->s_m[e][m] = sqrtf(temp * ch_data->s_indexmapped[e + 1][m]);
1588                 if (!sbr->s_mapped[e][m]) {
1589                     sbr->gain[e][m] = sqrtf(sbr->e_origmapped[e][m] /
1590                                             ((1.0f + sbr->e_curr[e][m]) *
1591                                              (1.0f + sbr->q_mapped[e][m] * delta)));
1592                 } else {
1593                     sbr->gain[e][m] = sqrtf(sbr->e_origmapped[e][m] * sbr->q_mapped[e][m] /
1594                                             ((1.0f + sbr->e_curr[e][m]) *
1595                                              (1.0f + sbr->q_mapped[e][m])));
1596                 }
1597             }
1598             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1599                 sum[0] += sbr->e_origmapped[e][m];
1600                 sum[1] += sbr->e_curr[e][m];
1601             }
1602             gain_max = limgain[sbr->bs_limiter_gains] * sqrtf((FLT_EPSILON + sum[0]) / (FLT_EPSILON + sum[1]));
1603             gain_max = FFMIN(100000, gain_max);
1604             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1605                 float q_m_max   = sbr->q_m[e][m] * gain_max / sbr->gain[e][m];
1606                 sbr->q_m[e][m]  = FFMIN(sbr->q_m[e][m], q_m_max);
1607                 sbr->gain[e][m] = FFMIN(sbr->gain[e][m], gain_max);
1608             }
1609             sum[0] = sum[1] = 0.0f;
1610             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1611                 sum[0] += sbr->e_origmapped[e][m];
1612                 sum[1] += sbr->e_curr[e][m] * sbr->gain[e][m] * sbr->gain[e][m]
1613                           + sbr->s_m[e][m] * sbr->s_m[e][m]
1614                           + (delta && !sbr->s_m[e][m]) * sbr->q_m[e][m] * sbr->q_m[e][m];
1615             }
1616             gain_boost = sqrtf((FLT_EPSILON + sum[0]) / (FLT_EPSILON + sum[1]));
1617             gain_boost = FFMIN(1.584893192, gain_boost);
1618             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1619                 sbr->gain[e][m] *= gain_boost;
1620                 sbr->q_m[e][m]  *= gain_boost;
1621                 sbr->s_m[e][m]  *= gain_boost;
1622             }
1623         }
1624     }
1625 }
1626
1627 /// Assembling HF Signals (14496-3 sp04 p220)
1628 static void sbr_hf_assemble(float Y[2][38][64][2], const float X_high[64][40][2],
1629                             SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data,
1630                             const int e_a[2])
1631 {
1632     int e, i, j, m;
1633     const int h_SL = 4 * !sbr->bs_smoothing_mode;
1634     const int kx = sbr->kx[1];
1635     const int m_max = sbr->m[1];
1636     static const float h_smooth[5] = {
1637         0.33333333333333,
1638         0.30150283239582,
1639         0.21816949906249,
1640         0.11516383427084,
1641         0.03183050093751,
1642     };
1643     static const int8_t phi[2][4] = {
1644         {  1,  0, -1,  0}, // real
1645         {  0,  1,  0, -1}, // imaginary
1646     };
1647     float (*g_temp)[48] = ch_data->g_temp, (*q_temp)[48] = ch_data->q_temp;
1648     int indexnoise = ch_data->f_indexnoise;
1649     int indexsine  = ch_data->f_indexsine;
1650     memcpy(Y[0], Y[1], sizeof(Y[0]));
1651
1652     if (sbr->reset) {
1653         for (i = 0; i < h_SL; i++) {
1654             memcpy(g_temp[i + 2*ch_data->t_env[0]], sbr->gain[0], m_max * sizeof(sbr->gain[0][0]));
1655             memcpy(q_temp[i + 2*ch_data->t_env[0]], sbr->q_m[0],  m_max * sizeof(sbr->q_m[0][0]));
1656         }
1657     } else if (h_SL) {
1658         memcpy(g_temp[2*ch_data->t_env[0]], g_temp[2*ch_data->t_env_num_env_old], 4*sizeof(g_temp[0]));
1659         memcpy(q_temp[2*ch_data->t_env[0]], q_temp[2*ch_data->t_env_num_env_old], 4*sizeof(q_temp[0]));
1660     }
1661
1662     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env[1]; e++) {
1663         for (i = 2 * ch_data->t_env[e]; i < 2 * ch_data->t_env[e + 1]; i++) {
1664             memcpy(g_temp[h_SL + i], sbr->gain[e], m_max * sizeof(sbr->gain[0][0]));
1665             memcpy(q_temp[h_SL + i], sbr->q_m[e],  m_max * sizeof(sbr->q_m[0][0]));
1666         }
1667     }
1668
1669     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env[1]; e++) {
1670         for (i = 2 * ch_data->t_env[e]; i < 2 * ch_data->t_env[e + 1]; i++) {
1671             int phi_sign = (1 - 2*(kx & 1));
1672
1673             if (h_SL && e != e_a[0] && e != e_a[1]) {
1674                 for (m = 0; m < m_max; m++) {
1675                     const int idx1 = i + h_SL;
1676                     float g_filt = 0.0f;
1677                     for (j = 0; j <= h_SL; j++)
1678                         g_filt += g_temp[idx1 - j][m] * h_smooth[j];
1679                     Y[1][i][m + kx][0] =
1680                         X_high[m + kx][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][0] * g_filt;
1681                     Y[1][i][m + kx][1] =
1682                         X_high[m + kx][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][1] * g_filt;
1683                 }
1684             } else {
1685                 for (m = 0; m < m_max; m++) {
1686                     const float g_filt = g_temp[i + h_SL][m];
1687                     Y[1][i][m + kx][0] =
1688                         X_high[m + kx][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][0] * g_filt;
1689                     Y[1][i][m + kx][1] =
1690                         X_high[m + kx][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][1] * g_filt;
1691                 }
1692             }
1693
1694             if (e != e_a[0] && e != e_a[1]) {
1695                 for (m = 0; m < m_max; m++) {
1696                     indexnoise = (indexnoise + 1) & 0x1ff;
1697                     if (sbr->s_m[e][m]) {
1698                         Y[1][i][m + kx][0] +=
1699                             sbr->s_m[e][m] * phi[0][indexsine];
1700                         Y[1][i][m + kx][1] +=
1701                             sbr->s_m[e][m] * (phi[1][indexsine] * phi_sign);
1702                     } else {
1703                         float q_filt;
1704                         if (h_SL) {
1705                             const int idx1 = i + h_SL;
1706                             q_filt = 0.0f;
1707                             for (j = 0; j <= h_SL; j++)
1708                                 q_filt += q_temp[idx1 - j][m] * h_smooth[j];
1709                         } else {
1710                             q_filt = q_temp[i][m];
1711                         }
1712                         Y[1][i][m + kx][0] +=
1713                             q_filt * sbr_noise_table[indexnoise][0];
1714                         Y[1][i][m + kx][1] +=
1715                             q_filt * sbr_noise_table[indexnoise][1];
1716                     }
1717                     phi_sign = -phi_sign;
1718                 }
1719             } else {
1720                 indexnoise = (indexnoise + m_max) & 0x1ff;
1721                 for (m = 0; m < m_max; m++) {
1722                     Y[1][i][m + kx][0] +=
1723                         sbr->s_m[e][m] * phi[0][indexsine];
1724                     Y[1][i][m + kx][1] +=
1725                         sbr->s_m[e][m] * (phi[1][indexsine] * phi_sign);
1726                     phi_sign = -phi_sign;
1727                 }
1728             }
1729             indexsine = (indexsine + 1) & 3;
1730         }
1731     }
1732     ch_data->f_indexnoise = indexnoise;
1733     ch_data->f_indexsine  = indexsine;
1734 }
1735
1736 void ff_sbr_dequant(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr, int id_aac)
1737 {
1738     if (sbr->start) {
1739         sbr_dequant(sbr, id_aac);
1740     }
1741 }
1742
1743 void ff_sbr_apply(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr, int ch,
1744                   const float* in, float* out)
1745 {
1746     int downsampled = ac->m4ac.ext_sample_rate < sbr->sample_rate;
1747
1748     /* decode channel */
1749     sbr_qmf_analysis(&ac->dsp, &sbr->rdft, in, sbr->data[ch].analysis_filterbank_samples,
1750                      (float*)sbr->qmf_filter_scratch,
1751                      sbr->data[ch].W, ac->add_bias, 1/(-1024 * ac->sf_scale));
1752     sbr_lf_gen(ac, sbr, sbr->X_low, sbr->data[ch].W);
1753     if (sbr->start) {
1754         sbr_hf_inverse_filter(sbr->alpha0, sbr->alpha1, sbr->X_low, sbr->k[0]);
1755         sbr_chirp(sbr, &sbr->data[ch]);
1756         sbr_hf_gen(ac, sbr, sbr->X_high, sbr->X_low, sbr->alpha0, sbr->alpha1,
1757                    sbr->data[ch].bw_array, sbr->data[ch].t_env,
1758                    sbr->data[ch].bs_num_env[1]);
1759
1760         // hf_adj
1761         sbr_mapping(ac, sbr, &sbr->data[ch], sbr->data[ch].e_a);
1762         sbr_env_estimate(sbr->e_curr, sbr->X_high, sbr, &sbr->data[ch]);
1763         sbr_gain_calc(ac, sbr, &sbr->data[ch], sbr->data[ch].e_a);
1764         sbr_hf_assemble(sbr->data[ch].Y, sbr->X_high, sbr, &sbr->data[ch],
1765                         sbr->data[ch].e_a);
1766     }
1767
1768     /* synthesis */
1769     sbr_x_gen(sbr, sbr->X, sbr->X_low, sbr->data[ch].Y, ch);
1770     sbr_qmf_synthesis(&ac->dsp, &sbr->mdct, out, sbr->X, sbr->qmf_filter_scratch,
1771                       sbr->data[ch].synthesis_filterbank_samples,
1772                       &sbr->data[ch].synthesis_filterbank_samples_offset,
1773                       downsampled,
1774                       ac->add_bias, -1024 * ac->sf_scale);
1775 }