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

   1 /*
   2  * AAC Spectral Band Replication decoding functions
   3  * Copyright (c) 2008-2009 Robert Swain ( rob opendot cl )
   4  * Copyright (c) 2009-2010 Alex Converse <alex.converse@gmail.com>
   5  *
   6  * This file is part of Libav.
   7  *
   8  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 /**
  24  * @file
  25  * AAC Spectral Band Replication decoding functions
  26  * @author Robert Swain ( rob opendot cl )
  27  */
  28
  29 #include "aac.h"
  30 #include "sbr.h"
  31 #include "aacsbr.h"
  32 #include "aacsbrdata.h"
  33 #include "fft.h"
  34 #include "aacps.h"
  35 #include "sbrdsp.h"
  36 #include "libavutil/internal.h"
  37 #include "libavutil/libm.h"
  38
  39 #include <stdint.h>
  40 #include <float.h>
  41
  42 #define ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET 2
  43 #define NOISE_FLOOR_OFFSET 6.0f
  44
  45 /**
  46  * SBR VLC tables
  47  */
  48 enum {
  49     T_HUFFMAN_ENV_1_5DB,
  50     F_HUFFMAN_ENV_1_5DB,
  51     T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB,
  52     F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB,
  53     T_HUFFMAN_ENV_3_0DB,
  54     F_HUFFMAN_ENV_3_0DB,
  55     T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB,
  56     F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB,
  57     T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB,
  58     T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB,
  59 };
  60
  61 /**
  62  * bs_frame_class - frame class of current SBR frame (14496-3 sp04 p98)
  63  */
  64 enum {
  65     FIXFIX,
  66     FIXVAR,
  67     VARFIX,
  68     VARVAR,
  69 };
  70
  71 enum {
  72     EXTENSION_ID_PS = 2,
  73 };
  74
  75 static VLC vlc_sbr[10];
  76 static const int8_t vlc_sbr_lav[10] =
  77     { 60, 60, 24, 24, 31, 31, 12, 12, 31, 12 };
  78
  79 #define SBR_INIT_VLC_STATIC(num, size) \
  80     INIT_VLC_STATIC(&vlc_sbr[num], 9, sbr_tmp[num].table_size / sbr_tmp[num].elem_size,     \
  81                     sbr_tmp[num].sbr_bits ,                      1,                      1, \
  82                     sbr_tmp[num].sbr_codes, sbr_tmp[num].elem_size, sbr_tmp[num].elem_size, \
  83                     size)
  84
  85 #define SBR_VLC_ROW(name) \
  86     { name ## _codes, name ## _bits, sizeof(name ## _codes), sizeof(name ## _codes[0]) }
  87
  88 av_cold void ff_aac_sbr_init(void)
  89 {
  90     int n;
  91     static const struct {
  92         const void *sbr_codes, *sbr_bits;
  93         const unsigned int table_size, elem_size;
  94     } sbr_tmp[] = {
  95         SBR_VLC_ROW(t_huffman_env_1_5dB),
  96         SBR_VLC_ROW(f_huffman_env_1_5dB),
  97         SBR_VLC_ROW(t_huffman_env_bal_1_5dB),
  98         SBR_VLC_ROW(f_huffman_env_bal_1_5dB),
  99         SBR_VLC_ROW(t_huffman_env_3_0dB),
 100         SBR_VLC_ROW(f_huffman_env_3_0dB),
 101         SBR_VLC_ROW(t_huffman_env_bal_3_0dB),
 102         SBR_VLC_ROW(f_huffman_env_bal_3_0dB),
 103         SBR_VLC_ROW(t_huffman_noise_3_0dB),
 104         SBR_VLC_ROW(t_huffman_noise_bal_3_0dB),
 105     };
 106
 107     // SBR VLC table initialization
 108     SBR_INIT_VLC_STATIC(0, 1098);
 109     SBR_INIT_VLC_STATIC(1, 1092);
 110     SBR_INIT_VLC_STATIC(2, 768);
 111     SBR_INIT_VLC_STATIC(3, 1026);
 112     SBR_INIT_VLC_STATIC(4, 1058);
 113     SBR_INIT_VLC_STATIC(5, 1052);
 114     SBR_INIT_VLC_STATIC(6, 544);
 115     SBR_INIT_VLC_STATIC(7, 544);
 116     SBR_INIT_VLC_STATIC(8, 592);
 117     SBR_INIT_VLC_STATIC(9, 512);
 118
 119     for (n = 1; n < 320; n++)
 120         sbr_qmf_window_us[320 + n] = sbr_qmf_window_us[320 - n];
 121     sbr_qmf_window_us[384] = -sbr_qmf_window_us[384];
 122     sbr_qmf_window_us[512] = -sbr_qmf_window_us[512];
 123
 124     for (n = 0; n < 320; n++)
 125         sbr_qmf_window_ds[n] = sbr_qmf_window_us[2*n];
 126
 127     ff_ps_init();
 128 }
 129
 130 /** Places SBR in pure upsampling mode. */
 131 static void sbr_turnoff(SpectralBandReplication *sbr) {
 132     sbr->start = 0;
 133     // Init defults used in pure upsampling mode
 134     sbr->kx[1] = 32; //Typo in spec, kx' inits to 32
 135     sbr->m[1] = 0;
 136     // Reset values for first SBR header
 137     sbr->data[0].e_a[1] = sbr->data[1].e_a[1] = -1;
 138     memset(&sbr->spectrum_params, -1, sizeof(SpectrumParameters));
 139 }
 140
 141 av_cold void ff_aac_sbr_ctx_init(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
 142 {
 143     sbr->kx[0] = sbr->kx[1];
 144     sbr_turnoff(sbr);
 145     sbr->data[0].synthesis_filterbank_samples_offset = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - (1280 - 128);
 146     sbr->data[1].synthesis_filterbank_samples_offset = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - (1280 - 128);
 147     /* SBR requires samples to be scaled to +/-32768.0 to work correctly.
 148      * mdct scale factors are adjusted to scale up from +/-1.0 at analysis
 149      * and scale back down at synthesis. */
 150     ff_mdct_init(&sbr->mdct,     7, 1, 1.0 / (64 * 32768.0));
 151     ff_mdct_init(&sbr->mdct_ana, 7, 1, -2.0 * 32768.0);
 152     ff_ps_ctx_init(&sbr->ps);
 153     ff_sbrdsp_init(&sbr->dsp);
 154 }
 155
 156 av_cold void ff_aac_sbr_ctx_close(SpectralBandReplication *sbr)
 157 {
 158     ff_mdct_end(&sbr->mdct);
 159     ff_mdct_end(&sbr->mdct_ana);
 160 }
 161
 162 static int qsort_comparison_function_int16(const void *a, const void *b)
 163 {
 164     return *(const int16_t *)a - *(const int16_t *)b;
 165 }
 166
 167 static inline int in_table_int16(const int16_t *table, int last_el, int16_t needle)
 168 {
 169     int i;
 170     for (i = 0; i <= last_el; i++)
 171         if (table[i] == needle)
 172             return 1;
 173     return 0;
 174 }
 175
 176 /// Limiter Frequency Band Table (14496-3 sp04 p198)
 177 static void sbr_make_f_tablelim(SpectralBandReplication *sbr)
 178 {
 179     int k;
 180     if (sbr->bs_limiter_bands > 0) {
 181         static const float bands_warped[3] = { 1.32715174233856803909f,   //2^(0.49/1.2)
 182                                                1.18509277094158210129f,   //2^(0.49/2)
 183                                                1.11987160404675912501f }; //2^(0.49/3)
 184         const float lim_bands_per_octave_warped = bands_warped[sbr->bs_limiter_bands - 1];
 185         int16_t patch_borders[7];
 186         uint16_t *in = sbr->f_tablelim + 1, *out = sbr->f_tablelim;
 187
 188         patch_borders[0] = sbr->kx[1];
 189         for (k = 1; k <= sbr->num_patches; k++)
 190             patch_borders[k] = patch_borders[k-1] + sbr->patch_num_subbands[k-1];
 191
 192         memcpy(sbr->f_tablelim, sbr->f_tablelow,
 193                (sbr->n[0] + 1) * sizeof(sbr->f_tablelow[0]));
 194         if (sbr->num_patches > 1)
 195             memcpy(sbr->f_tablelim + sbr->n[0] + 1, patch_borders + 1,
 196                    (sbr->num_patches - 1) * sizeof(patch_borders[0]));
 197
 198         qsort(sbr->f_tablelim, sbr->num_patches + sbr->n[0],
 199               sizeof(sbr->f_tablelim[0]),
 200               qsort_comparison_function_int16);
 201
 202         sbr->n_lim = sbr->n[0] + sbr->num_patches - 1;
 203         while (out < sbr->f_tablelim + sbr->n_lim) {
 204             if (*in >= *out * lim_bands_per_octave_warped) {
 205                 *++out = *in++;
 206             } else if (*in == *out ||
 207                 !in_table_int16(patch_borders, sbr->num_patches, *in)) {
 208                 in++;
 209                 sbr->n_lim--;
 210             } else if (!in_table_int16(patch_borders, sbr->num_patches, *out)) {
 211                 *out = *in++;
 212                 sbr->n_lim--;
 213             } else {
 214                 *++out = *in++;
 215             }
 216         }
 217     } else {
 218         sbr->f_tablelim[0] = sbr->f_tablelow[0];
 219         sbr->f_tablelim[1] = sbr->f_tablelow[sbr->n[0]];
 220         sbr->n_lim = 1;
 221     }
 222 }
 223
 224 static unsigned int read_sbr_header(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb)
 225 {
 226     unsigned int cnt = get_bits_count(gb);
 227     uint8_t bs_header_extra_1;
 228     uint8_t bs_header_extra_2;
 229     int old_bs_limiter_bands = sbr->bs_limiter_bands;
 230     SpectrumParameters old_spectrum_params;
 231
 232     sbr->start = 1;
 233
 234     // Save last spectrum parameters variables to compare to new ones
 235     memcpy(&old_spectrum_params, &sbr->spectrum_params, sizeof(SpectrumParameters));
 236
 237     sbr->bs_amp_res_header              = get_bits1(gb);
 238     sbr->spectrum_params.bs_start_freq  = get_bits(gb, 4);
 239     sbr->spectrum_params.bs_stop_freq   = get_bits(gb, 4);
 240     sbr->spectrum_params.bs_xover_band  = get_bits(gb, 3);
 241                                           skip_bits(gb, 2); // bs_reserved
 242
 243     bs_header_extra_1 = get_bits1(gb);
 244     bs_header_extra_2 = get_bits1(gb);
 245
 246     if (bs_header_extra_1) {
 247         sbr->spectrum_params.bs_freq_scale  = get_bits(gb, 2);
 248         sbr->spectrum_params.bs_alter_scale = get_bits1(gb);
 249         sbr->spectrum_params.bs_noise_bands = get_bits(gb, 2);
 250     } else {
 251         sbr->spectrum_params.bs_freq_scale  = 2;
 252         sbr->spectrum_params.bs_alter_scale = 1;
 253         sbr->spectrum_params.bs_noise_bands = 2;
 254     }
 255
 256     // Check if spectrum parameters changed
 257     if (memcmp(&old_spectrum_params, &sbr->spectrum_params, sizeof(SpectrumParameters)))
 258         sbr->reset = 1;
 259
 260     if (bs_header_extra_2) {
 261         sbr->bs_limiter_bands  = get_bits(gb, 2);
 262         sbr->bs_limiter_gains  = get_bits(gb, 2);
 263         sbr->bs_interpol_freq  = get_bits1(gb);
 264         sbr->bs_smoothing_mode = get_bits1(gb);
 265     } else {
 266         sbr->bs_limiter_bands  = 2;
 267         sbr->bs_limiter_gains  = 2;
 268         sbr->bs_interpol_freq  = 1;
 269         sbr->bs_smoothing_mode = 1;
 270     }
 271
 272     if (sbr->bs_limiter_bands != old_bs_limiter_bands && !sbr->reset)
 273         sbr_make_f_tablelim(sbr);
 274
 275     return get_bits_count(gb) - cnt;
 276 }
 277
 278 static int array_min_int16(const int16_t *array, int nel)
 279 {
 280     int i, min = array[0];
 281     for (i = 1; i < nel; i++)
 282         min = FFMIN(array[i], min);
 283     return min;
 284 }
 285
 286 static void make_bands(int16_t* bands, int start, int stop, int num_bands)
 287 {
 288     int k, previous, present;
 289     float base, prod;
 290
 291     base = powf((float)stop / start, 1.0f / num_bands);
 292     prod = start;
 293     previous = start;
 294
 295     for (k = 0; k < num_bands-1; k++) {
 296         prod *= base;
 297         present  = lrintf(prod);
 298         bands[k] = present - previous;
 299         previous = present;
 300     }
 301     bands[num_bands-1] = stop - previous;
 302 }
 303
 304 static int check_n_master(AVCodecContext *avctx, int n_master, int bs_xover_band)
 305 {
 306     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 307     if (n_master <= 0) {
 308         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid n_master: %d\n", n_master);
 309         return -1;
 310     }
 311     if (bs_xover_band >= n_master) {
 312         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 313                "Invalid bitstream, crossover band index beyond array bounds: %d\n",
 314                bs_xover_band);
 315         return -1;
 316     }
 317     return 0;
 318 }
 319
 320 /// Master Frequency Band Table (14496-3 sp04 p194)
 321 static int sbr_make_f_master(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
 322                              SpectrumParameters *spectrum)
 323 {
 324     unsigned int temp, max_qmf_subbands;
 325     unsigned int start_min, stop_min;
 326     int k;
 327     const int8_t *sbr_offset_ptr;
 328     int16_t stop_dk[13];
 329
 330     if (sbr->sample_rate < 32000) {
 331         temp = 3000;
 332     } else if (sbr->sample_rate < 64000) {
 333         temp = 4000;
 334     } else
 335         temp = 5000;
 336
 337     start_min = ((temp << 7) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
 338     stop_min  = ((temp << 8) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
 339
 340     switch (sbr->sample_rate) {
 341     case 16000:
 342         sbr_offset_ptr = sbr_offset[0];
 343         break;
 344     case 22050:
 345         sbr_offset_ptr = sbr_offset[1];
 346         break;
 347     case 24000:
 348         sbr_offset_ptr = sbr_offset[2];
 349         break;
 350     case 32000:
 351         sbr_offset_ptr = sbr_offset[3];
 352         break;
 353     case 44100: case 48000: case 64000:
 354         sbr_offset_ptr = sbr_offset[4];
 355         break;
 356     case 88200: case 96000: case 128000: case 176400: case 192000:
 357         sbr_offset_ptr = sbr_offset[5];
 358         break;
 359     default:
 360         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 361                "Unsupported sample rate for SBR: %d\n", sbr->sample_rate);
 362         return -1;
 363     }
 364
 365     sbr->k[0] = start_min + sbr_offset_ptr[spectrum->bs_start_freq];
 366
 367     if (spectrum->bs_stop_freq < 14) {
 368         sbr->k[2] = stop_min;
 369         make_bands(stop_dk, stop_min, 64, 13);
 370         qsort(stop_dk, 13, sizeof(stop_dk[0]), qsort_comparison_function_int16);
 371         for (k = 0; k < spectrum->bs_stop_freq; k++)
 372             sbr->k[2] += stop_dk[k];
 373     } else if (spectrum->bs_stop_freq == 14) {
 374         sbr->k[2] = 2*sbr->k[0];
 375     } else if (spectrum->bs_stop_freq == 15) {
 376         sbr->k[2] = 3*sbr->k[0];
 377     } else {
 378         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 379                "Invalid bs_stop_freq: %d\n", spectrum->bs_stop_freq);
 380         return -1;
 381     }
 382     sbr->k[2] = FFMIN(64, sbr->k[2]);
 383
 384     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 385     if (sbr->sample_rate <= 32000) {
 386         max_qmf_subbands = 48;
 387     } else if (sbr->sample_rate == 44100) {
 388         max_qmf_subbands = 35;
 389     } else if (sbr->sample_rate >= 48000)
 390         max_qmf_subbands = 32;
 391
 392     if (sbr->k[2] - sbr->k[0] > max_qmf_subbands) {
 393         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 394                "Invalid bitstream, too many QMF subbands: %d\n", sbr->k[2] - sbr->k[0]);
 395         return -1;
 396     }
 397
 398     if (!spectrum->bs_freq_scale) {
 399         int dk, k2diff;
 400
 401         dk = spectrum->bs_alter_scale + 1;
 402         sbr->n_master = ((sbr->k[2] - sbr->k[0] + (dk&2)) >> dk) << 1;
 403         if (check_n_master(ac->avctx, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
 404             return -1;
 405
 406         for (k = 1; k <= sbr->n_master; k++)
 407             sbr->f_master[k] = dk;
 408
 409         k2diff = sbr->k[2] - sbr->k[0] - sbr->n_master * dk;
 410         if (k2diff < 0) {
 411             sbr->f_master[1]--;
 412             sbr->f_master[2]-= (k2diff < -1);
 413         } else if (k2diff) {
 414             sbr->f_master[sbr->n_master]++;
 415         }
 416
 417         sbr->f_master[0] = sbr->k[0];
 418         for (k = 1; k <= sbr->n_master; k++)
 419             sbr->f_master[k] += sbr->f_master[k - 1];
 420
 421     } else {
 422         int half_bands = 7 - spectrum->bs_freq_scale;      // bs_freq_scale  = {1,2,3}
 423         int two_regions, num_bands_0;
 424         int vdk0_max, vdk1_min;
 425         int16_t vk0[49];
 426
 427         if (49 * sbr->k[2] > 110 * sbr->k[0]) {
 428             two_regions = 1;
 429             sbr->k[1] = 2 * sbr->k[0];
 430         } else {
 431             two_regions = 0;
 432             sbr->k[1] = sbr->k[2];
 433         }
 434
 435         num_bands_0 = lrintf(half_bands * log2f(sbr->k[1] / (float)sbr->k[0])) * 2;
 436
 437         if (num_bands_0 <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 438             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid num_bands_0: %d\n", num_bands_0);
 439             return -1;
 440         }
 441
 442         vk0[0] = 0;
 443
 444         make_bands(vk0+1, sbr->k[0], sbr->k[1], num_bands_0);
 445
 446         qsort(vk0 + 1, num_bands_0, sizeof(vk0[1]), qsort_comparison_function_int16);
 447         vdk0_max = vk0[num_bands_0];
 448
 449         vk0[0] = sbr->k[0];
 450         for (k = 1; k <= num_bands_0; k++) {
 451             if (vk0[k] <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 452                 av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid vDk0[%d]: %d\n", k, vk0[k]);
 453                 return -1;
 454             }
 455             vk0[k] += vk0[k-1];
 456         }
 457
 458         if (two_regions) {
 459             int16_t vk1[49];
 460             float invwarp = spectrum->bs_alter_scale ? 0.76923076923076923077f
 461                                                      : 1.0f; // bs_alter_scale = {0,1}
 462             int num_bands_1 = lrintf(half_bands * invwarp *
 463                                      log2f(sbr->k[2] / (float)sbr->k[1])) * 2;
 464
 465             make_bands(vk1+1, sbr->k[1], sbr->k[2], num_bands_1);
 466
 467             vdk1_min = array_min_int16(vk1 + 1, num_bands_1);
 468
 469             if (vdk1_min < vdk0_max) {
 470                 int change;
 471                 qsort(vk1 + 1, num_bands_1, sizeof(vk1[1]), qsort_comparison_function_int16);
 472                 change = FFMIN(vdk0_max - vk1[1], (vk1[num_bands_1] - vk1[1]) >> 1);
 473                 vk1[1]           += change;
 474                 vk1[num_bands_1] -= change;
 475             }
 476
 477             qsort(vk1 + 1, num_bands_1, sizeof(vk1[1]), qsort_comparison_function_int16);
 478
 479             vk1[0] = sbr->k[1];
 480             for (k = 1; k <= num_bands_1; k++) {
 481                 if (vk1[k] <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 482                     av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid vDk1[%d]: %d\n", k, vk1[k]);
 483                     return -1;
 484                 }
 485                 vk1[k] += vk1[k-1];
 486             }
 487
 488             sbr->n_master = num_bands_0 + num_bands_1;
 489             if (check_n_master(ac->avctx, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
 490                 return -1;
 491             memcpy(&sbr->f_master[0],               vk0,
 492                    (num_bands_0 + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
 493             memcpy(&sbr->f_master[num_bands_0 + 1], vk1 + 1,
 494                     num_bands_1      * sizeof(sbr->f_master[0]));
 495
 496         } else {
 497             sbr->n_master = num_bands_0;
 498             if (check_n_master(ac->avctx, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
 499                 return -1;
 500             memcpy(sbr->f_master, vk0, (num_bands_0 + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
 501         }
 502     }
 503
 504     return 0;
 505 }
 506
 507 /// High Frequency Generation - Patch Construction (14496-3 sp04 p216 fig. 4.46)
 508 static int sbr_hf_calc_npatches(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
 509 {
 510     int i, k, sb = 0;
 511     int msb = sbr->k[0];
 512     int usb = sbr->kx[1];
 513     int goal_sb = ((1000 << 11) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
 514
 515     sbr->num_patches = 0;
 516
 517     if (goal_sb < sbr->kx[1] + sbr->m[1]) {
 518         for (k = 0; sbr->f_master[k] < goal_sb; k++) ;
 519     } else
 520         k = sbr->n_master;
 521
 522     do {
 523         int odd = 0;
 524         for (i = k; i == k || sb > (sbr->k[0] - 1 + msb - odd); i--) {
 525             sb = sbr->f_master[i];
 526             odd = (sb + sbr->k[0]) & 1;
 527         }
 528
 529         // Requirements (14496-3 sp04 p205) sets the maximum number of patches to 5.
 530         // After this check the final number of patches can still be six which is
 531         // illegal however the Coding Technologies decoder check stream has a final
 532         // count of 6 patches
 533         if (sbr->num_patches > 5) {
 534             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many patches: %d\n", sbr->num_patches);
 535             return -1;
 536         }
 537
 538         sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches]  = FFMAX(sb - usb, 0);
 539         sbr->patch_start_subband[sbr->num_patches] = sbr->k[0] - odd - sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches];
 540
 541         if (sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches] > 0) {
 542             usb = sb;
 543             msb = sb;
 544             sbr->num_patches++;
 545         } else
 546             msb = sbr->kx[1];
 547
 548         if (sbr->f_master[k] - sb < 3)
 549             k = sbr->n_master;
 550     } while (sb != sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
 551
 552     if (sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches-1] < 3 && sbr->num_patches > 1)
 553         sbr->num_patches--;
 554
 555     return 0;
 556 }
 557
 558 /// Derived Frequency Band Tables (14496-3 sp04 p197)
 559 static int sbr_make_f_derived(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
 560 {
 561     int k, temp;
 562
 563     sbr->n[1] = sbr->n_master - sbr->spectrum_params.bs_xover_band;
 564     sbr->n[0] = (sbr->n[1] + 1) >> 1;
 565
 566     memcpy(sbr->f_tablehigh, &sbr->f_master[sbr->spectrum_params.bs_xover_band],
 567            (sbr->n[1] + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
 568     sbr->m[1] = sbr->f_tablehigh[sbr->n[1]] - sbr->f_tablehigh[0];
 569     sbr->kx[1] = sbr->f_tablehigh[0];
 570
 571     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 572     if (sbr->kx[1] + sbr->m[1] > 64) {
 573         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 574                "Stop frequency border too high: %d\n", sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
 575         return -1;
 576     }
 577     if (sbr->kx[1] > 32) {
 578         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Start frequency border too high: %d\n", sbr->kx[1]);
 579         return -1;
 580     }
 581
 582     sbr->f_tablelow[0] = sbr->f_tablehigh[0];
 583     temp = sbr->n[1] & 1;
 584     for (k = 1; k <= sbr->n[0]; k++)
 585         sbr->f_tablelow[k] = sbr->f_tablehigh[2 * k - temp];
 586
 587     sbr->n_q = FFMAX(1, lrintf(sbr->spectrum_params.bs_noise_bands *
 588                                log2f(sbr->k[2] / (float)sbr->kx[1]))); // 0 <= bs_noise_bands <= 3
 589     if (sbr->n_q > 5) {
 590         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many noise floor scale factors: %d\n", sbr->n_q);
 591         return -1;
 592     }
 593
 594     sbr->f_tablenoise[0] = sbr->f_tablelow[0];
 595     temp = 0;
 596     for (k = 1; k <= sbr->n_q; k++) {
 597         temp += (sbr->n[0] - temp) / (sbr->n_q + 1 - k);
 598         sbr->f_tablenoise[k] = sbr->f_tablelow[temp];
 599     }
 600
 601     if (sbr_hf_calc_npatches(ac, sbr) < 0)
 602         return -1;
 603
 604     sbr_make_f_tablelim(sbr);
 605
 606     sbr->data[0].f_indexnoise = 0;
 607     sbr->data[1].f_indexnoise = 0;
 608
 609     return 0;
 610 }
 611
 612 static av_always_inline void get_bits1_vector(GetBitContext *gb, uint8_t *vec,
 613                                               int elements)
 614 {
 615     int i;
 616     for (i = 0; i < elements; i++) {
 617         vec[i] = get_bits1(gb);
 618     }
 619 }
 620
 621 /** ceil(log2(index+1)) */
 622 static const int8_t ceil_log2[] = {
 623     0, 1, 2, 2, 3, 3,
 624 };
 625
 626 static int read_sbr_grid(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
 627                          GetBitContext *gb, SBRData *ch_data)
 628 {
 629     int i;
 630     unsigned bs_pointer = 0;
 631     // frameLengthFlag ? 15 : 16; 960 sample length frames unsupported; this value is numTimeSlots
 632     int abs_bord_trail = 16;
 633     int num_rel_lead, num_rel_trail;
 634     unsigned bs_num_env_old = ch_data->bs_num_env;
 635
 636     ch_data->bs_freq_res[0] = ch_data->bs_freq_res[ch_data->bs_num_env];
 637     ch_data->bs_amp_res = sbr->bs_amp_res_header;
 638     ch_data->t_env_num_env_old = ch_data->t_env[bs_num_env_old];
 639
 640     switch (ch_data->bs_frame_class = get_bits(gb, 2)) {
 641     case FIXFIX:
 642         ch_data->bs_num_env                 = 1 << get_bits(gb, 2);
 643         num_rel_lead                        = ch_data->bs_num_env - 1;
 644         if (ch_data->bs_num_env == 1)
 645             ch_data->bs_amp_res = 0;
 646
 647         if (ch_data->bs_num_env > 4) {
 648             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 649                    "Invalid bitstream, too many SBR envelopes in FIXFIX type SBR frame: %d\n",
 650                    ch_data->bs_num_env);
 651             return -1;
 652         }
 653
 654         ch_data->t_env[0]                   = 0;
 655         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
 656
 657         abs_bord_trail = (abs_bord_trail + (ch_data->bs_num_env >> 1)) /
 658                    ch_data->bs_num_env;
 659         for (i = 0; i < num_rel_lead; i++)
 660             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + abs_bord_trail;
 661
 662         ch_data->bs_freq_res[1] = get_bits1(gb);
 663         for (i = 1; i < ch_data->bs_num_env; i++)
 664             ch_data->bs_freq_res[i + 1] = ch_data->bs_freq_res[1];
 665         break;
 666     case FIXVAR:
 667         abs_bord_trail                     += get_bits(gb, 2);
 668         num_rel_trail                       = get_bits(gb, 2);
 669         ch_data->bs_num_env                 = num_rel_trail + 1;
 670         ch_data->t_env[0]                   = 0;
 671         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
 672
 673         for (i = 0; i < num_rel_trail; i++)
 674             ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - 1 - i] =
 675                 ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - i] - 2 * get_bits(gb, 2) - 2;
 676
 677         bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env]);
 678
 679         for (i = 0; i < ch_data->bs_num_env; i++)
 680             ch_data->bs_freq_res[ch_data->bs_num_env - i] = get_bits1(gb);
 681         break;
 682     case VARFIX:
 683         ch_data->t_env[0]                   = get_bits(gb, 2);
 684         num_rel_lead                        = get_bits(gb, 2);
 685         ch_data->bs_num_env                 = num_rel_lead + 1;
 686         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
 687
 688         for (i = 0; i < num_rel_lead; i++)
 689             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + 2 * get_bits(gb, 2) + 2;
 690
 691         bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env]);
 692
 693         get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_freq_res + 1, ch_data->bs_num_env);
 694         break;
 695     case VARVAR:
 696         ch_data->t_env[0]                   = get_bits(gb, 2);
 697         abs_bord_trail                     += get_bits(gb, 2);
 698         num_rel_lead                        = get_bits(gb, 2);
 699         num_rel_trail                       = get_bits(gb, 2);
 700         ch_data->bs_num_env                 = num_rel_lead + num_rel_trail + 1;
 701
 702         if (ch_data->bs_num_env > 5) {
 703             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 704                    "Invalid bitstream, too many SBR envelopes in VARVAR type SBR frame: %d\n",
 705                    ch_data->bs_num_env);
 706             return -1;
 707         }
 708
 709         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
 710
 711         for (i = 0; i < num_rel_lead; i++)
 712             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + 2 * get_bits(gb, 2) + 2;
 713         for (i = 0; i < num_rel_trail; i++)
 714             ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - 1 - i] =
 715                 ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - i] - 2 * get_bits(gb, 2) - 2;
 716
 717         bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env]);
 718
 719         get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_freq_res + 1, ch_data->bs_num_env);
 720         break;
 721     }
 722
 723     if (bs_pointer > ch_data->bs_num_env + 1) {
 724         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 725                "Invalid bitstream, bs_pointer points to a middle noise border outside the time borders table: %d\n",
 726                bs_pointer);
 727         return -1;
 728     }
 729
 730     for (i = 1; i <= ch_data->bs_num_env; i++) {
 731         if (ch_data->t_env[i-1] > ch_data->t_env[i]) {
 732             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Non monotone time borders\n");
 733             return -1;
 734         }
 735     }
 736
 737     ch_data->bs_num_noise = (ch_data->bs_num_env > 1) + 1;
 738
 739     ch_data->t_q[0]                     = ch_data->t_env[0];
 740     ch_data->t_q[ch_data->bs_num_noise] = ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env];
 741     if (ch_data->bs_num_noise > 1) {
 742         unsigned int idx;
 743         if (ch_data->bs_frame_class == FIXFIX) {
 744             idx = ch_data->bs_num_env >> 1;
 745         } else if (ch_data->bs_frame_class & 1) { // FIXVAR or VARVAR
 746             idx = ch_data->bs_num_env - FFMAX(bs_pointer - 1, 1);
 747         } else { // VARFIX
 748             if (!bs_pointer)
 749                 idx = 1;
 750             else if (bs_pointer == 1)
 751                 idx = ch_data->bs_num_env - 1;
 752             else // bs_pointer > 1
 753                 idx = bs_pointer - 1;
 754         }
 755         ch_data->t_q[1] = ch_data->t_env[idx];
 756     }
 757
 758     ch_data->e_a[0] = -(ch_data->e_a[1] != bs_num_env_old); // l_APrev
 759     ch_data->e_a[1] = -1;
 760     if ((ch_data->bs_frame_class & 1) && bs_pointer) { // FIXVAR or VARVAR and bs_pointer != 0
 761         ch_data->e_a[1] = ch_data->bs_num_env + 1 - bs_pointer;
 762     } else if ((ch_data->bs_frame_class == 2) && (bs_pointer > 1)) // VARFIX and bs_pointer > 1
 763         ch_data->e_a[1] = bs_pointer - 1;
 764
 765     return 0;
 766 }
 767
 768 static void copy_sbr_grid(SBRData *dst, const SBRData *src) {
 769     //These variables are saved from the previous frame rather than copied
 770     dst->bs_freq_res[0]    = dst->bs_freq_res[dst->bs_num_env];
 771     dst->t_env_num_env_old = dst->t_env[dst->bs_num_env];
 772     dst->e_a[0]            = -(dst->e_a[1] != dst->bs_num_env);
 773
 774     //These variables are read from the bitstream and therefore copied
 775     memcpy(dst->bs_freq_res+1, src->bs_freq_res+1, sizeof(dst->bs_freq_res)-sizeof(*dst->bs_freq_res));
 776     memcpy(dst->t_env,         src->t_env,         sizeof(dst->t_env));
 777     memcpy(dst->t_q,           src->t_q,           sizeof(dst->t_q));
 778     dst->bs_num_env        = src->bs_num_env;
 779     dst->bs_amp_res        = src->bs_amp_res;
 780     dst->bs_num_noise      = src->bs_num_noise;
 781     dst->bs_frame_class    = src->bs_frame_class;
 782     dst->e_a[1]            = src->e_a[1];
 783 }
 784
 785 /// Read how the envelope and noise floor data is delta coded
 786 static void read_sbr_dtdf(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 787                           SBRData *ch_data)
 788 {
 789     get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_df_env,   ch_data->bs_num_env);
 790     get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_df_noise, ch_data->bs_num_noise);
 791 }
 792
 793 /// Read inverse filtering data
 794 static void read_sbr_invf(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 795                           SBRData *ch_data)
 796 {
 797     int i;
 798
 799     memcpy(ch_data->bs_invf_mode[1], ch_data->bs_invf_mode[0], 5 * sizeof(uint8_t));
 800     for (i = 0; i < sbr->n_q; i++)
 801         ch_data->bs_invf_mode[0][i] = get_bits(gb, 2);
 802 }
 803
 804 static void read_sbr_envelope(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 805                               SBRData *ch_data, int ch)
 806 {
 807     int bits;
 808     int i, j, k;
 809     VLC_TYPE (*t_huff)[2], (*f_huff)[2];
 810     int t_lav, f_lav;
 811     const int delta = (ch == 1 && sbr->bs_coupling == 1) + 1;
 812     const int odd = sbr->n[1] & 1;
 813
 814     if (sbr->bs_coupling && ch) {
 815         if (ch_data->bs_amp_res) {
 816             bits   = 5;
 817             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
 818             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
 819             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
 820             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
 821         } else {
 822             bits   = 6;
 823             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB].table;
 824             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB];
 825             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB].table;
 826             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB];
 827         }
 828     } else {
 829         if (ch_data->bs_amp_res) {
 830             bits   = 6;
 831             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
 832             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
 833             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
 834             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
 835         } else {
 836             bits   = 7;
 837             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_1_5DB].table;
 838             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_1_5DB];
 839             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_1_5DB].table;
 840             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_1_5DB];
 841         }
 842     }
 843
 844     for (i = 0; i < ch_data->bs_num_env; i++) {
 845         if (ch_data->bs_df_env[i]) {
 846             // bs_freq_res[0] == bs_freq_res[bs_num_env] from prev frame
 847             if (ch_data->bs_freq_res[i + 1] == ch_data->bs_freq_res[i]) {
 848                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++)
 849                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][j] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
 850             } else if (ch_data->bs_freq_res[i + 1]) {
 851                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++) {
 852                     k = (j + odd) >> 1; // find k such that f_tablelow[k] <= f_tablehigh[j] < f_tablelow[k + 1]
 853                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][k] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
 854                 }
 855             } else {
 856                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++) {
 857                     k = j ? 2*j - odd : 0; // find k such that f_tablehigh[k] == f_tablelow[j]
 858                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][k] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
 859                 }
 860             }
 861         } else {
 862             ch_data->env_facs[i + 1][0] = delta * get_bits(gb, bits); // bs_env_start_value_balance
 863             for (j = 1; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++)
 864                 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);
 865         }
 866     }
 867
 868     //assign 0th elements of env_facs from last elements
 869     memcpy(ch_data->env_facs[0], ch_data->env_facs[ch_data->bs_num_env],
 870            sizeof(ch_data->env_facs[0]));
 871 }
 872
 873 static void read_sbr_noise(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 874                            SBRData *ch_data, int ch)
 875 {
 876     int i, j;
 877     VLC_TYPE (*t_huff)[2], (*f_huff)[2];
 878     int t_lav, f_lav;
 879     int delta = (ch == 1 && sbr->bs_coupling == 1) + 1;
 880
 881     if (sbr->bs_coupling && ch) {
 882         t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB].table;
 883         t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB];
 884         f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
 885         f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
 886     } else {
 887         t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB].table;
 888         t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB];
 889         f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
 890         f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
 891     }
 892
 893     for (i = 0; i < ch_data->bs_num_noise; i++) {
 894         if (ch_data->bs_df_noise[i]) {
 895             for (j = 0; j < sbr->n_q; j++)
 896                 ch_data->noise_facs[i + 1][j] = ch_data->noise_facs[i][j] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 2) - t_lav);
 897         } else {
 898             ch_data->noise_facs[i + 1][0] = delta * get_bits(gb, 5); // bs_noise_start_value_balance or bs_noise_start_value_level
 899             for (j = 1; j < sbr->n_q; j++)
 900                 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);
 901         }
 902     }
 903
 904     //assign 0th elements of noise_facs from last elements
 905     memcpy(ch_data->noise_facs[0], ch_data->noise_facs[ch_data->bs_num_noise],
 906            sizeof(ch_data->noise_facs[0]));
 907 }
 908
 909 static void read_sbr_extension(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
 910                                GetBitContext *gb,
 911                                int bs_extension_id, int *num_bits_left)
 912 {
 913     switch (bs_extension_id) {
 914     case EXTENSION_ID_PS:
 915         if (!ac->oc[1].m4ac.ps) {
 916             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Parametric Stereo signaled to be not-present but was found in the bitstream.\n");
 917             skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
 918             *num_bits_left = 0;
 919         } else {
 920 #if 1
 921             *num_bits_left -= ff_ps_read_data(ac->avctx, gb, &sbr->ps, *num_bits_left);
 922             ac->avctx->profile = FF_PROFILE_AAC_HE_V2;
 923 #else
 924             avpriv_report_missing_feature(ac->avctx, "Parametric Stereo");
 925             skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
 926             *num_bits_left = 0;
 927 #endif
 928         }
 929         break;
 930     default:
 931         avpriv_request_sample(ac->avctx, "Reserved SBR extensions");
 932         skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
 933         *num_bits_left = 0;
 934         break;
 935     }
 936 }
 937
 938 static int read_sbr_single_channel_element(AACContext *ac,
 939                                             SpectralBandReplication *sbr,
 940                                             GetBitContext *gb)
 941 {
 942     if (get_bits1(gb)) // bs_data_extra
 943         skip_bits(gb, 4); // bs_reserved
 944
 945     if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]))
 946         return -1;
 947     read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 948     read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 949     read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 950     read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 951
 952     if ((sbr->data[0].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
 953         get_bits1_vector(gb, sbr->data[0].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
 954
 955     return 0;
 956 }
 957
 958 static int read_sbr_channel_pair_element(AACContext *ac,
 959                                           SpectralBandReplication *sbr,
 960                                           GetBitContext *gb)
 961 {
 962     if (get_bits1(gb))    // bs_data_extra
 963         skip_bits(gb, 8); // bs_reserved
 964
 965     if ((sbr->bs_coupling = get_bits1(gb))) {
 966         if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]))
 967             return -1;
 968         copy_sbr_grid(&sbr->data[1], &sbr->data[0]);
 969         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 970         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
 971         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 972         memcpy(sbr->data[1].bs_invf_mode[1], sbr->data[1].bs_invf_mode[0], sizeof(sbr->data[1].bs_invf_mode[0]));
 973         memcpy(sbr->data[1].bs_invf_mode[0], sbr->data[0].bs_invf_mode[0], sizeof(sbr->data[1].bs_invf_mode[0]));
 974         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 975         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 976         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 977         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 978     } else {
 979         if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]) ||
 980             read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[1]))
 981             return -1;
 982         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 983         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
 984         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 985         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
 986         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 987         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 988         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 989         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 990     }
 991
 992     if ((sbr->data[0].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
 993         get_bits1_vector(gb, sbr->data[0].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
 994     if ((sbr->data[1].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
 995         get_bits1_vector(gb, sbr->data[1].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
 996
 997     return 0;
 998 }
 999
1000 static unsigned int read_sbr_data(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1001                                   GetBitContext *gb, int id_aac)
1002 {
1003     unsigned int cnt = get_bits_count(gb);
1004
1005     if (id_aac == TYPE_SCE || id_aac == TYPE_CCE) {
1006         if (read_sbr_single_channel_element(ac, sbr, gb)) {
1007             sbr_turnoff(sbr);
1008             return get_bits_count(gb) - cnt;
1009         }
1010     } else if (id_aac == TYPE_CPE) {
1011         if (read_sbr_channel_pair_element(ac, sbr, gb)) {
1012             sbr_turnoff(sbr);
1013             return get_bits_count(gb) - cnt;
1014         }
1015     } else {
1016         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1017             "Invalid bitstream - cannot apply SBR to element type %d\n", id_aac);
1018         sbr_turnoff(sbr);
1019         return get_bits_count(gb) - cnt;
1020     }
1021     if (get_bits1(gb)) { // bs_extended_data
1022         int num_bits_left = get_bits(gb, 4); // bs_extension_size
1023         if (num_bits_left == 15)
1024             num_bits_left += get_bits(gb, 8); // bs_esc_count
1025
1026         num_bits_left <<= 3;
1027         while (num_bits_left > 7) {
1028             num_bits_left -= 2;
1029             read_sbr_extension(ac, sbr, gb, get_bits(gb, 2), &num_bits_left); // bs_extension_id
1030         }
1031         if (num_bits_left < 0) {
1032             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "SBR Extension over read.\n");
1033         }
1034         if (num_bits_left > 0)
1035             skip_bits(gb, num_bits_left);
1036     }
1037
1038     return get_bits_count(gb) - cnt;
1039 }
1040
1041 static void sbr_reset(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
1042 {
1043     int err;
1044     err = sbr_make_f_master(ac, sbr, &sbr->spectrum_params);
1045     if (err >= 0)
1046         err = sbr_make_f_derived(ac, sbr);
1047     if (err < 0) {
1048         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1049                "SBR reset failed. Switching SBR to pure upsampling mode.\n");
1050         sbr_turnoff(sbr);
1051     }
1052 }
1053
1054 /**
1055  * Decode Spectral Band Replication extension data; reference: table 4.55.
1056  *
1057  * @param   crc flag indicating the presence of CRC checksum
1058  * @param   cnt length of TYPE_FIL syntactic element in bytes
1059  *
1060  * @return  Returns number of bytes consumed from the TYPE_FIL element.
1061  */
1062 int ff_decode_sbr_extension(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1063                             GetBitContext *gb_host, int crc, int cnt, int id_aac)
1064 {
1065     unsigned int num_sbr_bits = 0, num_align_bits;
1066     unsigned bytes_read;
1067     GetBitContext gbc = *gb_host, *gb = &gbc;
1068     skip_bits_long(gb_host, cnt*8 - 4);
1069
1070     sbr->reset = 0;
1071
1072     if (!sbr->sample_rate)
1073         sbr->sample_rate = 2 * ac->oc[1].m4ac.sample_rate; //TODO use the nominal sample rate for arbitrary sample rate support
1074     if (!ac->oc[1].m4ac.ext_sample_rate)
1075         ac->oc[1].m4ac.ext_sample_rate = 2 * ac->oc[1].m4ac.sample_rate;
1076
1077     if (crc) {
1078         skip_bits(gb, 10); // bs_sbr_crc_bits; TODO - implement CRC check
1079         num_sbr_bits += 10;
1080     }
1081
1082     //Save some state from the previous frame.
1083     sbr->kx[0] = sbr->kx[1];
1084     sbr->m[0] = sbr->m[1];
1085     sbr->kx_and_m_pushed = 1;
1086
1087     num_sbr_bits++;
1088     if (get_bits1(gb)) // bs_header_flag
1089         num_sbr_bits += read_sbr_header(sbr, gb);
1090
1091     if (sbr->reset)
1092         sbr_reset(ac, sbr);
1093
1094     if (sbr->start)
1095         num_sbr_bits  += read_sbr_data(ac, sbr, gb, id_aac);
1096
1097     num_align_bits = ((cnt << 3) - 4 - num_sbr_bits) & 7;
1098     bytes_read = ((num_sbr_bits + num_align_bits + 4) >> 3);
1099
1100     if (bytes_read > cnt) {
1101         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1102                "Expected to read %d SBR bytes actually read %d.\n", cnt, bytes_read);
1103     }
1104     return cnt;
1105 }
1106
1107 /// Dequantization and stereo decoding (14496-3 sp04 p203)
1108 static void sbr_dequant(SpectralBandReplication *sbr, int id_aac)
1109 {
1110     int k, e;
1111     int ch;
1112
1113     if (id_aac == TYPE_CPE && sbr->bs_coupling) {
1114         float alpha      = sbr->data[0].bs_amp_res ?  1.0f :  0.5f;
1115         float pan_offset = sbr->data[0].bs_amp_res ? 12.0f : 24.0f;
1116         for (e = 1; e <= sbr->data[0].bs_num_env; e++) {
1117             for (k = 0; k < sbr->n[sbr->data[0].bs_freq_res[e]]; k++) {
1118                 float temp1 = exp2f(sbr->data[0].env_facs[e][k] * alpha + 7.0f);
1119                 float temp2 = exp2f((pan_offset - sbr->data[1].env_facs[e][k]) * alpha);
1120                 float fac   = temp1 / (1.0f + temp2);
1121                 sbr->data[0].env_facs[e][k] = fac;
1122                 sbr->data[1].env_facs[e][k] = fac * temp2;
1123             }
1124         }
1125         for (e = 1; e <= sbr->data[0].bs_num_noise; e++) {
1126             for (k = 0; k < sbr->n_q; k++) {
1127                 float temp1 = exp2f(NOISE_FLOOR_OFFSET - sbr->data[0].noise_facs[e][k] + 1);
1128                 float temp2 = exp2f(12 - sbr->data[1].noise_facs[e][k]);
1129                 float fac   = temp1 / (1.0f + temp2);
1130                 sbr->data[0].noise_facs[e][k] = fac;
1131                 sbr->data[1].noise_facs[e][k] = fac * temp2;
1132             }
1133         }
1134     } else { // SCE or one non-coupled CPE
1135         for (ch = 0; ch < (id_aac == TYPE_CPE) + 1; ch++) {
1136             float alpha = sbr->data[ch].bs_amp_res ? 1.0f : 0.5f;
1137             for (e = 1; e <= sbr->data[ch].bs_num_env; e++)
1138                 for (k = 0; k < sbr->n[sbr->data[ch].bs_freq_res[e]]; k++)
1139                     sbr->data[ch].env_facs[e][k] =
1140                         exp2f(alpha * sbr->data[ch].env_facs[e][k] + 6.0f);
1141             for (e = 1; e <= sbr->data[ch].bs_num_noise; e++)
1142                 for (k = 0; k < sbr->n_q; k++)
1143                     sbr->data[ch].noise_facs[e][k] =
1144                         exp2f(NOISE_FLOOR_OFFSET - sbr->data[ch].noise_facs[e][k]);
1145         }
1146     }
1147 }
1148
1149 /**
1150  * Analysis QMF Bank (14496-3 sp04 p206)
1151  *
1152  * @param   x       pointer to the beginning of the first sample window
1153  * @param   W       array of complex-valued samples split into subbands
1154  */
1155 static void sbr_qmf_analysis(AVFloatDSPContext *dsp, FFTContext *mdct,
1156                              SBRDSPContext *sbrdsp, const float *in, float *x,
1157                              float z[320], float W[2][32][32][2], int buf_idx)
1158 {
1159     int i;
1160     memcpy(x    , x+1024, (320-32)*sizeof(x[0]));
1161     memcpy(x+288, in,         1024*sizeof(x[0]));
1162     for (i = 0; i < 32; i++) { // numTimeSlots*RATE = 16*2 as 960 sample frames
1163                                // are not supported
1164         dsp->vector_fmul_reverse(z, sbr_qmf_window_ds, x, 320);
1165         sbrdsp->sum64x5(z);
1166         sbrdsp->qmf_pre_shuffle(z);
1167         mdct->imdct_half(mdct, z, z+64);
1168         sbrdsp->qmf_post_shuffle(W[buf_idx][i], z);
1169         x += 32;
1170     }
1171 }
1172
1173 /**
1174  * Synthesis QMF Bank (14496-3 sp04 p206) and Downsampled Synthesis QMF Bank
1175  * (14496-3 sp04 p206)
1176  */
1177 static void sbr_qmf_synthesis(FFTContext *mdct,
1178                               SBRDSPContext *sbrdsp, AVFloatDSPContext *dsp,
1179                               float *out, float X[2][38][64],
1180                               float mdct_buf[2][64],
1181                               float *v0, int *v_off, const unsigned int div)
1182 {
1183     int i, n;
1184     const float *sbr_qmf_window = div ? sbr_qmf_window_ds : sbr_qmf_window_us;
1185     const int step = 128 >> div;
1186     float *v;
1187     for (i = 0; i < 32; i++) {
1188         if (*v_off < step) {
1189             int saved_samples = (1280 - 128) >> div;
1190             memcpy(&v0[SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - saved_samples], v0, saved_samples * sizeof(float));
1191             *v_off = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - saved_samples - step;
1192         } else {
1193             *v_off -= step;
1194         }
1195         v = v0 + *v_off;
1196         if (div) {
1197             for (n = 0; n < 32; n++) {
1198                 X[0][i][   n] = -X[0][i][n];
1199                 X[0][i][32+n] =  X[1][i][31-n];
1200             }
1201             mdct->imdct_half(mdct, mdct_buf[0], X[0][i]);
1202             sbrdsp->qmf_deint_neg(v, mdct_buf[0]);
1203         } else {
1204             sbrdsp->neg_odd_64(X[1][i]);
1205             mdct->imdct_half(mdct, mdct_buf[0], X[0][i]);
1206             mdct->imdct_half(mdct, mdct_buf[1], X[1][i]);
1207             sbrdsp->qmf_deint_bfly(v, mdct_buf[1], mdct_buf[0]);
1208         }
1209         dsp->vector_fmul    (out, v                , sbr_qmf_window                       , 64 >> div);
1210         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 192 >> div), sbr_qmf_window + ( 64 >> div), out   , 64 >> div);
1211         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 256 >> div), sbr_qmf_window + (128 >> div), out   , 64 >> div);
1212         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 448 >> div), sbr_qmf_window + (192 >> div), out   , 64 >> div);
1213         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 512 >> div), sbr_qmf_window + (256 >> div), out   , 64 >> div);
1214         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 704 >> div), sbr_qmf_window + (320 >> div), out   , 64 >> div);
1215         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 768 >> div), sbr_qmf_window + (384 >> div), out   , 64 >> div);
1216         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 960 >> div), sbr_qmf_window + (448 >> div), out   , 64 >> div);
1217         dsp->vector_fmul_add(out, v + (1024 >> div), sbr_qmf_window + (512 >> div), out   , 64 >> div);
1218         dsp->vector_fmul_add(out, v + (1216 >> div), sbr_qmf_window + (576 >> div), out   , 64 >> div);
1219         out += 64 >> div;
1220     }
1221 }
1222
1223 /** High Frequency Generation (14496-3 sp04 p214+) and Inverse Filtering
1224  * (14496-3 sp04 p214)
1225  * Warning: This routine does not seem numerically stable.
1226  */
1227 static void sbr_hf_inverse_filter(SBRDSPContext *dsp,
1228                                   float (*alpha0)[2], float (*alpha1)[2],
1229                                   const float X_low[32][40][2], int k0)
1230 {
1231     int k;
1232     for (k = 0; k < k0; k++) {
1233         LOCAL_ALIGNED_16(float, phi, [3], [2][2]);
1234         float dk;
1235
1236         dsp->autocorrelate(X_low[k], phi);
1237
1238         dk =  phi[2][1][0] * phi[1][0][0] -
1239              (phi[1][1][0] * phi[1][1][0] + phi[1][1][1] * phi[1][1][1]) / 1.000001f;
1240
1241         if (!dk) {
1242             alpha1[k][0] = 0;
1243             alpha1[k][1] = 0;
1244         } else {
1245             float temp_real, temp_im;
1246             temp_real = phi[0][0][0] * phi[1][1][0] -
1247                         phi[0][0][1] * phi[1][1][1] -
1248                         phi[0][1][0] * phi[1][0][0];
1249             temp_im   = phi[0][0][0] * phi[1][1][1] +
1250                         phi[0][0][1] * phi[1][1][0] -
1251                         phi[0][1][1] * phi[1][0][0];
1252
1253             alpha1[k][0] = temp_real / dk;
1254             alpha1[k][1] = temp_im   / dk;
1255         }
1256
1257         if (!phi[1][0][0]) {
1258             alpha0[k][0] = 0;
1259             alpha0[k][1] = 0;
1260         } else {
1261             float temp_real, temp_im;
1262             temp_real = phi[0][0][0] + alpha1[k][0] * phi[1][1][0] +
1263                                        alpha1[k][1] * phi[1][1][1];
1264             temp_im   = phi[0][0][1] + alpha1[k][1] * phi[1][1][0] -
1265                                        alpha1[k][0] * phi[1][1][1];
1266
1267             alpha0[k][0] = -temp_real / phi[1][0][0];
1268             alpha0[k][1] = -temp_im   / phi[1][0][0];
1269         }
1270
1271         if (alpha1[k][0] * alpha1[k][0] + alpha1[k][1] * alpha1[k][1] >= 16.0f ||
1272            alpha0[k][0] * alpha0[k][0] + alpha0[k][1] * alpha0[k][1] >= 16.0f) {
1273             alpha1[k][0] = 0;
1274             alpha1[k][1] = 0;
1275             alpha0[k][0] = 0;
1276             alpha0[k][1] = 0;
1277         }
1278     }
1279 }
1280
1281 /// Chirp Factors (14496-3 sp04 p214)
1282 static void sbr_chirp(SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data)
1283 {
1284     int i;
1285     float new_bw;
1286     static const float bw_tab[] = { 0.0f, 0.75f, 0.9f, 0.98f };
1287
1288     for (i = 0; i < sbr->n_q; i++) {
1289         if (ch_data->bs_invf_mode[0][i] + ch_data->bs_invf_mode[1][i] == 1) {
1290             new_bw = 0.6f;
1291         } else
1292             new_bw = bw_tab[ch_data->bs_invf_mode[0][i]];
1293
1294         if (new_bw < ch_data->bw_array[i]) {
1295             new_bw = 0.75f    * new_bw + 0.25f    * ch_data->bw_array[i];
1296         } else
1297             new_bw = 0.90625f * new_bw + 0.09375f * ch_data->bw_array[i];
1298         ch_data->bw_array[i] = new_bw < 0.015625f ? 0.0f : new_bw;
1299     }
1300 }
1301
1302 /// Generate the subband filtered lowband
1303 static int sbr_lf_gen(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1304                       float X_low[32][40][2], const float W[2][32][32][2],
1305                       int buf_idx)
1306 {
1307     int i, k;
1308     const int t_HFGen = 8;
1309     const int i_f = 32;
1310     memset(X_low, 0, 32*sizeof(*X_low));
1311     for (k = 0; k < sbr->kx[1]; k++) {
1312         for (i = t_HFGen; i < i_f + t_HFGen; i++) {
1313             X_low[k][i][0] = W[buf_idx][i - t_HFGen][k][0];
1314             X_low[k][i][1] = W[buf_idx][i - t_HFGen][k][1];
1315         }
1316     }
1317     buf_idx = 1-buf_idx;
1318     for (k = 0; k < sbr->kx[0]; k++) {
1319         for (i = 0; i < t_HFGen; i++) {
1320             X_low[k][i][0] = W[buf_idx][i + i_f - t_HFGen][k][0];
1321             X_low[k][i][1] = W[buf_idx][i + i_f - t_HFGen][k][1];
1322         }
1323     }
1324     return 0;
1325 }
1326
1327 /// High Frequency Generator (14496-3 sp04 p215)
1328 static int sbr_hf_gen(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1329                       float X_high[64][40][2], const float X_low[32][40][2],
1330                       const float (*alpha0)[2], const float (*alpha1)[2],
1331                       const float bw_array[5], const uint8_t *t_env,
1332                       int bs_num_env)
1333 {
1334     int j, x;
1335     int g = 0;
1336     int k = sbr->kx[1];
1337     for (j = 0; j < sbr->num_patches; j++) {
1338         for (x = 0; x < sbr->patch_num_subbands[j]; x++, k++) {
1339             const int p = sbr->patch_start_subband[j] + x;
1340             while (g <= sbr->n_q && k >= sbr->f_tablenoise[g])
1341                 g++;
1342             g--;
1343
1344             if (g < 0) {
1345                 av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1346                        "ERROR : no subband found for frequency %d\n", k);
1347                 return -1;
1348             }
1349
1350             sbr->dsp.hf_gen(X_high[k] + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET,
1351                             X_low[p]  + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET,
1352                             alpha0[p], alpha1[p], bw_array[g],
1353                             2 * t_env[0], 2 * t_env[bs_num_env]);
1354         }
1355     }
1356     if (k < sbr->m[1] + sbr->kx[1])
1357         memset(X_high + k, 0, (sbr->m[1] + sbr->kx[1] - k) * sizeof(*X_high));
1358
1359     return 0;
1360 }
1361
1362 /// Generate the subband filtered lowband
1363 static int sbr_x_gen(SpectralBandReplication *sbr, float X[2][38][64],
1364                      const float Y0[38][64][2], const float Y1[38][64][2],
1365                      const float X_low[32][40][2], int ch)
1366 {
1367     int k, i;
1368     const int i_f = 32;
1369     const int i_Temp = FFMAX(2*sbr->data[ch].t_env_num_env_old - i_f, 0);
1370     memset(X, 0, 2*sizeof(*X));
1371     for (k = 0; k < sbr->kx[0]; k++) {
1372         for (i = 0; i < i_Temp; i++) {
1373             X[0][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][0];
1374             X[1][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][1];
1375         }
1376     }
1377     for (; k < sbr->kx[0] + sbr->m[0]; k++) {
1378         for (i = 0; i < i_Temp; i++) {
1379             X[0][i][k] = Y0[i + i_f][k][0];
1380             X[1][i][k] = Y0[i + i_f][k][1];
1381         }
1382     }
1383
1384     for (k = 0; k < sbr->kx[1]; k++) {
1385         for (i = i_Temp; i < 38; i++) {
1386             X[0][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][0];
1387             X[1][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][1];
1388         }
1389     }
1390     for (; k < sbr->kx[1] + sbr->m[1]; k++) {
1391         for (i = i_Temp; i < i_f; i++) {
1392             X[0][i][k] = Y1[i][k][0];
1393             X[1][i][k] = Y1[i][k][1];
1394         }
1395     }
1396     return 0;
1397 }
1398
1399 /** High Frequency Adjustment (14496-3 sp04 p217) and Mapping
1400  * (14496-3 sp04 p217)
1401  */
1402 static int sbr_mapping(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1403                         SBRData *ch_data, int e_a[2])
1404 {
1405     int e, i, m;
1406
1407     memset(ch_data->s_indexmapped[1], 0, 7*sizeof(ch_data->s_indexmapped[1]));
1408     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1409         const unsigned int ilim = sbr->n[ch_data->bs_freq_res[e + 1]];
1410         uint16_t *table = ch_data->bs_freq_res[e + 1] ? sbr->f_tablehigh : sbr->f_tablelow;
1411         int k;
1412
1413         if (sbr->kx[1] != table[0]) {
1414             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "kx != f_table{high,low}[0]. "
1415                    "Derived frequency tables were not regenerated.\n");
1416             sbr_turnoff(sbr);
1417             return AVERROR_BUG;
1418         }
1419         for (i = 0; i < ilim; i++)
1420             for (m = table[i]; m < table[i + 1]; m++)
1421                 sbr->e_origmapped[e][m - sbr->kx[1]] = ch_data->env_facs[e+1][i];
1422
1423         // ch_data->bs_num_noise > 1 => 2 noise floors
1424         k = (ch_data->bs_num_noise > 1) && (ch_data->t_env[e] >= ch_data->t_q[1]);
1425         for (i = 0; i < sbr->n_q; i++)
1426             for (m = sbr->f_tablenoise[i]; m < sbr->f_tablenoise[i + 1]; m++)
1427                 sbr->q_mapped[e][m - sbr->kx[1]] = ch_data->noise_facs[k+1][i];
1428
1429         for (i = 0; i < sbr->n[1]; i++) {
1430             if (ch_data->bs_add_harmonic_flag) {
1431                 const unsigned int m_midpoint =
1432                     (sbr->f_tablehigh[i] + sbr->f_tablehigh[i + 1]) >> 1;
1433
1434                 ch_data->s_indexmapped[e + 1][m_midpoint - sbr->kx[1]] = ch_data->bs_add_harmonic[i] *
1435                     (e >= e_a[1] || (ch_data->s_indexmapped[0][m_midpoint - sbr->kx[1]] == 1));
1436             }
1437         }
1438
1439         for (i = 0; i < ilim; i++) {
1440             int additional_sinusoid_present = 0;
1441             for (m = table[i]; m < table[i + 1]; m++) {
1442                 if (ch_data->s_indexmapped[e + 1][m - sbr->kx[1]]) {
1443                     additional_sinusoid_present = 1;
1444                     break;
1445                 }
1446             }
1447             memset(&sbr->s_mapped[e][table[i] - sbr->kx[1]], additional_sinusoid_present,
1448                    (table[i + 1] - table[i]) * sizeof(sbr->s_mapped[e][0]));
1449         }
1450     }
1451
1452     memcpy(ch_data->s_indexmapped[0], ch_data->s_indexmapped[ch_data->bs_num_env], sizeof(ch_data->s_indexmapped[0]));
1453     return 0;
1454 }
1455
1456 /// Estimation of current envelope (14496-3 sp04 p218)
1457 static void sbr_env_estimate(float (*e_curr)[48], float X_high[64][40][2],
1458                              SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data)
1459 {
1460     int e, m;
1461     int kx1 = sbr->kx[1];
1462
1463     if (sbr->bs_interpol_freq) {
1464         for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1465             const float recip_env_size = 0.5f / (ch_data->t_env[e + 1] - ch_data->t_env[e]);
1466             int ilb = ch_data->t_env[e]     * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1467             int iub = ch_data->t_env[e + 1] * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1468
1469             for (m = 0; m < sbr->m[1]; m++) {
1470                 float sum = sbr->dsp.sum_square(X_high[m+kx1] + ilb, iub - ilb);
1471                 e_curr[e][m] = sum * recip_env_size;
1472             }
1473         }
1474     } else {
1475         int k, p;
1476
1477         for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1478             const int env_size = 2 * (ch_data->t_env[e + 1] - ch_data->t_env[e]);
1479             int ilb = ch_data->t_env[e]     * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1480             int iub = ch_data->t_env[e + 1] * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1481             const uint16_t *table = ch_data->bs_freq_res[e + 1] ? sbr->f_tablehigh : sbr->f_tablelow;
1482
1483             for (p = 0; p < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[e + 1]]; p++) {
1484                 float sum = 0.0f;
1485                 const int den = env_size * (table[p + 1] - table[p]);
1486
1487                 for (k = table[p]; k < table[p + 1]; k++) {
1488                     sum += sbr->dsp.sum_square(X_high[k] + ilb, iub - ilb);
1489                 }
1490                 sum /= den;
1491                 for (k = table[p]; k < table[p + 1]; k++) {
1492                     e_curr[e][k - kx1] = sum;
1493                 }
1494             }
1495         }
1496     }
1497 }
1498
1499 /**
1500  * Calculation of levels of additional HF signal components (14496-3 sp04 p219)
1501  * and Calculation of gain (14496-3 sp04 p219)
1502  */
1503 static void sbr_gain_calc(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1504                           SBRData *ch_data, const int e_a[2])
1505 {
1506     int e, k, m;
1507     // max gain limits : -3dB, 0dB, 3dB, inf dB (limiter off)
1508     static const float limgain[4] = { 0.70795, 1.0, 1.41254, 10000000000 };
1509
1510     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1511         int delta = !((e == e_a[1]) || (e == e_a[0]));
1512         for (k = 0; k < sbr->n_lim; k++) {
1513             float gain_boost, gain_max;
1514             float sum[2] = { 0.0f, 0.0f };
1515             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1516                 const float temp = sbr->e_origmapped[e][m] / (1.0f + sbr->q_mapped[e][m]);
1517                 sbr->q_m[e][m] = sqrtf(temp * sbr->q_mapped[e][m]);
1518                 sbr->s_m[e][m] = sqrtf(temp * ch_data->s_indexmapped[e + 1][m]);
1519                 if (!sbr->s_mapped[e][m]) {
1520                     sbr->gain[e][m] = sqrtf(sbr->e_origmapped[e][m] /
1521                                             ((1.0f + sbr->e_curr[e][m]) *
1522                                              (1.0f + sbr->q_mapped[e][m] * delta)));
1523                 } else {
1524                     sbr->gain[e][m] = sqrtf(sbr->e_origmapped[e][m] * sbr->q_mapped[e][m] /
1525                                             ((1.0f + sbr->e_curr[e][m]) *
1526                                              (1.0f + sbr->q_mapped[e][m])));
1527                 }
1528             }
1529             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1530                 sum[0] += sbr->e_origmapped[e][m];
1531                 sum[1] += sbr->e_curr[e][m];
1532             }
1533             gain_max = limgain[sbr->bs_limiter_gains] * sqrtf((FLT_EPSILON + sum[0]) / (FLT_EPSILON + sum[1]));
1534             gain_max = FFMIN(100000.f, gain_max);
1535             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1536                 float q_m_max   = sbr->q_m[e][m] * gain_max / sbr->gain[e][m];
1537                 sbr->q_m[e][m]  = FFMIN(sbr->q_m[e][m], q_m_max);
1538                 sbr->gain[e][m] = FFMIN(sbr->gain[e][m], gain_max);
1539             }
1540             sum[0] = sum[1] = 0.0f;
1541             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1542                 sum[0] += sbr->e_origmapped[e][m];
1543                 sum[1] += sbr->e_curr[e][m] * sbr->gain[e][m] * sbr->gain[e][m]
1544                           + sbr->s_m[e][m] * sbr->s_m[e][m]
1545                           + (delta && !sbr->s_m[e][m]) * sbr->q_m[e][m] * sbr->q_m[e][m];
1546             }
1547             gain_boost = sqrtf((FLT_EPSILON + sum[0]) / (FLT_EPSILON + sum[1]));
1548             gain_boost = FFMIN(1.584893192f, gain_boost);
1549             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1550                 sbr->gain[e][m] *= gain_boost;
1551                 sbr->q_m[e][m]  *= gain_boost;
1552                 sbr->s_m[e][m]  *= gain_boost;
1553             }
1554         }
1555     }
1556 }
1557
1558 /// Assembling HF Signals (14496-3 sp04 p220)
1559 static void sbr_hf_assemble(float Y1[38][64][2],
1560                             const float X_high[64][40][2],
1561                             SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data,
1562                             const int e_a[2])
1563 {
1564     int e, i, j, m;
1565     const int h_SL = 4 * !sbr->bs_smoothing_mode;
1566     const int kx = sbr->kx[1];
1567     const int m_max = sbr->m[1];
1568     static const float h_smooth[5] = {
1569         0.33333333333333,
1570         0.30150283239582,
1571         0.21816949906249,
1572         0.11516383427084,
1573         0.03183050093751,
1574     };
1575     static const int8_t phi[2][4] = {
1576         {  1,  0, -1,  0}, // real
1577         {  0,  1,  0, -1}, // imaginary
1578     };
1579     float (*g_temp)[48] = ch_data->g_temp, (*q_temp)[48] = ch_data->q_temp;
1580     int indexnoise = ch_data->f_indexnoise;
1581     int indexsine  = ch_data->f_indexsine;
1582
1583     if (sbr->reset) {
1584         for (i = 0; i < h_SL; i++) {
1585             memcpy(g_temp[i + 2*ch_data->t_env[0]], sbr->gain[0], m_max * sizeof(sbr->gain[0][0]));
1586             memcpy(q_temp[i + 2*ch_data->t_env[0]], sbr->q_m[0],  m_max * sizeof(sbr->q_m[0][0]));
1587         }
1588     } else if (h_SL) {
1589         for (i = 0; i < 4; i++) {
1590             memcpy(g_temp[i + 2 * ch_data->t_env[0]],
1591                    g_temp[i + 2 * ch_data->t_env_num_env_old],
1592                    sizeof(g_temp[0]));
1593             memcpy(q_temp[i + 2 * ch_data->t_env[0]],
1594                    q_temp[i + 2 * ch_data->t_env_num_env_old],
1595                    sizeof(q_temp[0]));
1596         }
1597     }
1598
1599     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1600         for (i = 2 * ch_data->t_env[e]; i < 2 * ch_data->t_env[e + 1]; i++) {
1601             memcpy(g_temp[h_SL + i], sbr->gain[e], m_max * sizeof(sbr->gain[0][0]));
1602             memcpy(q_temp[h_SL + i], sbr->q_m[e],  m_max * sizeof(sbr->q_m[0][0]));
1603         }
1604     }
1605
1606     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1607         for (i = 2 * ch_data->t_env[e]; i < 2 * ch_data->t_env[e + 1]; i++) {
1608             int phi_sign = (1 - 2*(kx & 1));
1609             LOCAL_ALIGNED_16(float, g_filt_tab, [48]);
1610             LOCAL_ALIGNED_16(float, q_filt_tab, [48]);
1611             float *g_filt, *q_filt;
1612
1613             if (h_SL && e != e_a[0] && e != e_a[1]) {
1614                 g_filt = g_filt_tab;
1615                 q_filt = q_filt_tab;
1616                 for (m = 0; m < m_max; m++) {
1617                     const int idx1 = i + h_SL;
1618                     g_filt[m] = 0.0f;
1619                     q_filt[m] = 0.0f;
1620                     for (j = 0; j <= h_SL; j++) {
1621                         g_filt[m] += g_temp[idx1 - j][m] * h_smooth[j];
1622                         q_filt[m] += q_temp[idx1 - j][m] * h_smooth[j];
1623                     }
1624                 }
1625             } else {
1626                 g_filt = g_temp[i + h_SL];
1627                 q_filt = q_temp[i];
1628             }
1629
1630             sbr->dsp.hf_g_filt(Y1[i] + kx, X_high + kx, g_filt, m_max,
1631                                i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET);
1632
1633             if (e != e_a[0] && e != e_a[1]) {
1634                 sbr->dsp.hf_apply_noise[indexsine](Y1[i] + kx, sbr->s_m[e],
1635                                                    q_filt, indexnoise,
1636                                                    kx, m_max);
1637             } else {
1638                 for (m = 0; m < m_max; m++) {
1639                     Y1[i][m + kx][0] +=
1640                         sbr->s_m[e][m] * phi[0][indexsine];
1641                     Y1[i][m + kx][1] +=
1642                         sbr->s_m[e][m] * (phi[1][indexsine] * phi_sign);
1643                     phi_sign = -phi_sign;
1644                 }
1645             }
1646             indexnoise = (indexnoise + m_max) & 0x1ff;
1647             indexsine = (indexsine + 1) & 3;
1648         }
1649     }
1650     ch_data->f_indexnoise = indexnoise;
1651     ch_data->f_indexsine  = indexsine;
1652 }
1653
1654 void ff_sbr_apply(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr, int id_aac,
1655                   float* L, float* R)
1656 {
1657     int downsampled = ac->oc[1].m4ac.ext_sample_rate < sbr->sample_rate;
1658     int ch;
1659     int nch = (id_aac == TYPE_CPE) ? 2 : 1;
1660     int err;
1661
1662     if (!sbr->kx_and_m_pushed) {
1663         sbr->kx[0] = sbr->kx[1];
1664         sbr->m[0] = sbr->m[1];
1665     } else {
1666         sbr->kx_and_m_pushed = 0;
1667     }
1668
1669     if (sbr->start) {
1670         sbr_dequant(sbr, id_aac);
1671     }
1672     for (ch = 0; ch < nch; ch++) {
1673         /* decode channel */
1674         sbr_qmf_analysis(&ac->fdsp, &sbr->mdct_ana, &sbr->dsp, ch ? R : L, sbr->data[ch].analysis_filterbank_samples,
1675                          (float*)sbr->qmf_filter_scratch,
1676                          sbr->data[ch].W, sbr->data[ch].Ypos);
1677         sbr_lf_gen(ac, sbr, sbr->X_low,
1678                    (const float (*)[32][32][2]) sbr->data[ch].W,
1679                    sbr->data[ch].Ypos);
1680         sbr->data[ch].Ypos ^= 1;
1681         if (sbr->start) {
1682             sbr_hf_inverse_filter(&sbr->dsp, sbr->alpha0, sbr->alpha1,
1683                                   (const float (*)[40][2]) sbr->X_low, sbr->k[0]);
1684             sbr_chirp(sbr, &sbr->data[ch]);
1685             sbr_hf_gen(ac, sbr, sbr->X_high,
1686                        (const float (*)[40][2]) sbr->X_low,
1687                        (const float (*)[2]) sbr->alpha0,
1688                        (const float (*)[2]) sbr->alpha1,
1689                        sbr->data[ch].bw_array, sbr->data[ch].t_env,
1690                        sbr->data[ch].bs_num_env);
1691
1692             // hf_adj
1693             err = sbr_mapping(ac, sbr, &sbr->data[ch], sbr->data[ch].e_a);
1694             if (!err) {
1695                 sbr_env_estimate(sbr->e_curr, sbr->X_high, sbr, &sbr->data[ch]);
1696                 sbr_gain_calc(ac, sbr, &sbr->data[ch], sbr->data[ch].e_a);
1697                 sbr_hf_assemble(sbr->data[ch].Y[sbr->data[ch].Ypos],
1698                                 (const float (*)[40][2]) sbr->X_high,
1699                                 sbr, &sbr->data[ch],
1700                                 sbr->data[ch].e_a);
1701             }
1702         }
1703
1704         /* synthesis */
1705         sbr_x_gen(sbr, sbr->X[ch],
1706                   (const float (*)[64][2]) sbr->data[ch].Y[1-sbr->data[ch].Ypos],
1707                   (const float (*)[64][2]) sbr->data[ch].Y[  sbr->data[ch].Ypos],
1708                   (const float (*)[40][2]) sbr->X_low, ch);
1709     }
1710
1711     if (ac->oc[1].m4ac.ps == 1) {
1712         if (sbr->ps.start) {
1713             ff_ps_apply(ac->avctx, &sbr->ps, sbr->X[0], sbr->X[1], sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
1714         } else {
1715             memcpy(sbr->X[1], sbr->X[0], sizeof(sbr->X[0]));
1716         }
1717         nch = 2;
1718     }
1719
1720     sbr_qmf_synthesis(&sbr->mdct, &sbr->dsp, &ac->fdsp,
1721                       L, sbr->X[0], sbr->qmf_filter_scratch,
1722                       sbr->data[0].synthesis_filterbank_samples,
1723                       &sbr->data[0].synthesis_filterbank_samples_offset,
1724                       downsampled);
1725     if (nch == 2)
1726         sbr_qmf_synthesis(&sbr->mdct, &sbr->dsp, &ac->fdsp,
1727                           R, sbr->X[1], sbr->qmf_filter_scratch,
1728                           sbr->data[1].synthesis_filterbank_samples,
1729                           &sbr->data[1].synthesis_filterbank_samples_offset,
1730                           downsampled);
1731 }