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/libm.h"
  37
  38 #include <stdint.h>
  39 #include <float.h>
  40
  41 #define ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET 2
  42 #define NOISE_FLOOR_OFFSET 6.0f
  43
  44 /**
  45  * SBR VLC tables
  46  */
  47 enum {
  48     T_HUFFMAN_ENV_1_5DB,
  49     F_HUFFMAN_ENV_1_5DB,
  50     T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB,
  51     F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB,
  52     T_HUFFMAN_ENV_3_0DB,
  53     F_HUFFMAN_ENV_3_0DB,
  54     T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB,
  55     F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB,
  56     T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB,
  57     T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB,
  58 };
  59
  60 /**
  61  * bs_frame_class - frame class of current SBR frame (14496-3 sp04 p98)
  62  */
  63 enum {
  64     FIXFIX,
  65     FIXVAR,
  66     VARFIX,
  67     VARVAR,
  68 };
  69
  70 enum {
  71     EXTENSION_ID_PS = 2,
  72 };
  73
  74 static VLC vlc_sbr[10];
  75 static const int8_t vlc_sbr_lav[10] =
  76     { 60, 60, 24, 24, 31, 31, 12, 12, 31, 12 };
  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;
  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 av_cold void ff_aac_sbr_ctx_init(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
 131 {
 132     float mdct_scale;
 133     sbr->kx[0] = sbr->kx[1] = 32; //Typo in spec, kx' inits to 32
 134     sbr->data[0].e_a[1] = sbr->data[1].e_a[1] = -1;
 135     sbr->data[0].synthesis_filterbank_samples_offset = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - (1280 - 128);
 136     sbr->data[1].synthesis_filterbank_samples_offset = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - (1280 - 128);
 137     /* SBR requires samples to be scaled to +/-32768.0 to work correctly.
 138      * mdct scale factors are adjusted to scale up from +/-1.0 at analysis
 139      * and scale back down at synthesis. */
 140     mdct_scale = ac->avctx->sample_fmt == AV_SAMPLE_FMT_FLT ? 32768.0f : 1.0f;
 141     ff_mdct_init(&sbr->mdct,     7, 1, 1.0 / (64 * mdct_scale));
 142     ff_mdct_init(&sbr->mdct_ana, 7, 1, -2.0 * mdct_scale);
 143     ff_ps_ctx_init(&sbr->ps);
 144     ff_sbrdsp_init(&sbr->dsp);
 145 }
 146
 147 av_cold void ff_aac_sbr_ctx_close(SpectralBandReplication *sbr)
 148 {
 149     ff_mdct_end(&sbr->mdct);
 150     ff_mdct_end(&sbr->mdct_ana);
 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[7];
 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 *avctx, int n_master, int bs_xover_band)
 296 {
 297     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 298     if (n_master <= 0) {
 299         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid n_master: %d\n", n_master);
 300         return -1;
 301     }
 302     if (bs_xover_band >= n_master) {
 303         av_log(avctx, 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->avctx, 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->avctx, 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->avctx, 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         int dk, k2diff;
 391
 392         dk = spectrum->bs_alter_scale + 1;
 393         sbr->n_master = ((sbr->k[2] - sbr->k[0] + (dk&2)) >> dk) << 1;
 394         if (check_n_master(ac->avctx, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
 395             return -1;
 396
 397         for (k = 1; k <= sbr->n_master; k++)
 398             sbr->f_master[k] = dk;
 399
 400         k2diff = sbr->k[2] - sbr->k[0] - sbr->n_master * dk;
 401         if (k2diff < 0) {
 402             sbr->f_master[1]--;
 403             sbr->f_master[2]-= (k2diff < -1);
 404         } else if (k2diff) {
 405             sbr->f_master[sbr->n_master]++;
 406         }
 407
 408         sbr->f_master[0] = sbr->k[0];
 409         for (k = 1; k <= sbr->n_master; k++)
 410             sbr->f_master[k] += sbr->f_master[k - 1];
 411
 412     } else {
 413         int half_bands = 7 - spectrum->bs_freq_scale;      // bs_freq_scale  = {1,2,3}
 414         int two_regions, num_bands_0;
 415         int vdk0_max, vdk1_min;
 416         int16_t vk0[49];
 417
 418         if (49 * sbr->k[2] > 110 * sbr->k[0]) {
 419             two_regions = 1;
 420             sbr->k[1] = 2 * sbr->k[0];
 421         } else {
 422             two_regions = 0;
 423             sbr->k[1] = sbr->k[2];
 424         }
 425
 426         num_bands_0 = lrintf(half_bands * log2f(sbr->k[1] / (float)sbr->k[0])) * 2;
 427
 428         if (num_bands_0 <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 429             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid num_bands_0: %d\n", num_bands_0);
 430             return -1;
 431         }
 432
 433         vk0[0] = 0;
 434
 435         make_bands(vk0+1, sbr->k[0], sbr->k[1], num_bands_0);
 436
 437         qsort(vk0 + 1, num_bands_0, sizeof(vk0[1]), qsort_comparison_function_int16);
 438         vdk0_max = vk0[num_bands_0];
 439
 440         vk0[0] = sbr->k[0];
 441         for (k = 1; k <= num_bands_0; k++) {
 442             if (vk0[k] <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 443                 av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid vDk0[%d]: %d\n", k, vk0[k]);
 444                 return -1;
 445             }
 446             vk0[k] += vk0[k-1];
 447         }
 448
 449         if (two_regions) {
 450             int16_t vk1[49];
 451             float invwarp = spectrum->bs_alter_scale ? 0.76923076923076923077f
 452                                                      : 1.0f; // bs_alter_scale = {0,1}
 453             int num_bands_1 = lrintf(half_bands * invwarp *
 454                                      log2f(sbr->k[2] / (float)sbr->k[1])) * 2;
 455
 456             make_bands(vk1+1, sbr->k[1], sbr->k[2], num_bands_1);
 457
 458             vdk1_min = array_min_int16(vk1 + 1, num_bands_1);
 459
 460             if (vdk1_min < vdk0_max) {
 461                 int change;
 462                 qsort(vk1 + 1, num_bands_1, sizeof(vk1[1]), qsort_comparison_function_int16);
 463                 change = FFMIN(vdk0_max - vk1[1], (vk1[num_bands_1] - vk1[1]) >> 1);
 464                 vk1[1]           += change;
 465                 vk1[num_bands_1] -= change;
 466             }
 467
 468             qsort(vk1 + 1, num_bands_1, sizeof(vk1[1]), qsort_comparison_function_int16);
 469
 470             vk1[0] = sbr->k[1];
 471             for (k = 1; k <= num_bands_1; k++) {
 472                 if (vk1[k] <= 0) { // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 473                     av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid vDk1[%d]: %d\n", k, vk1[k]);
 474                     return -1;
 475                 }
 476                 vk1[k] += vk1[k-1];
 477             }
 478
 479             sbr->n_master = num_bands_0 + num_bands_1;
 480             if (check_n_master(ac->avctx, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
 481                 return -1;
 482             memcpy(&sbr->f_master[0],               vk0,
 483                    (num_bands_0 + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
 484             memcpy(&sbr->f_master[num_bands_0 + 1], vk1 + 1,
 485                     num_bands_1      * sizeof(sbr->f_master[0]));
 486
 487         } else {
 488             sbr->n_master = num_bands_0;
 489             if (check_n_master(ac->avctx, sbr->n_master, sbr->spectrum_params.bs_xover_band))
 490                 return -1;
 491             memcpy(sbr->f_master, vk0, (num_bands_0 + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
 492         }
 493     }
 494
 495     return 0;
 496 }
 497
 498 /// High Frequency Generation - Patch Construction (14496-3 sp04 p216 fig. 4.46)
 499 static int sbr_hf_calc_npatches(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
 500 {
 501     int i, k, sb = 0;
 502     int msb = sbr->k[0];
 503     int usb = sbr->kx[1];
 504     int goal_sb = ((1000 << 11) + (sbr->sample_rate >> 1)) / sbr->sample_rate;
 505
 506     sbr->num_patches = 0;
 507
 508     if (goal_sb < sbr->kx[1] + sbr->m[1]) {
 509         for (k = 0; sbr->f_master[k] < goal_sb; k++) ;
 510     } else
 511         k = sbr->n_master;
 512
 513     do {
 514         int odd = 0;
 515         for (i = k; i == k || sb > (sbr->k[0] - 1 + msb - odd); i--) {
 516             sb = sbr->f_master[i];
 517             odd = (sb + sbr->k[0]) & 1;
 518         }
 519
 520         // Requirements (14496-3 sp04 p205) sets the maximum number of patches to 5.
 521         // After this check the final number of patches can still be six which is
 522         // illegal however the Coding Technologies decoder check stream has a final
 523         // count of 6 patches
 524         if (sbr->num_patches > 5) {
 525             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many patches: %d\n", sbr->num_patches);
 526             return -1;
 527         }
 528
 529         sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches]  = FFMAX(sb - usb, 0);
 530         sbr->patch_start_subband[sbr->num_patches] = sbr->k[0] - odd - sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches];
 531
 532         if (sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches] > 0) {
 533             usb = sb;
 534             msb = sb;
 535             sbr->num_patches++;
 536         } else
 537             msb = sbr->kx[1];
 538
 539         if (sbr->f_master[k] - sb < 3)
 540             k = sbr->n_master;
 541     } while (sb != sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
 542
 543     if (sbr->patch_num_subbands[sbr->num_patches-1] < 3 && sbr->num_patches > 1)
 544         sbr->num_patches--;
 545
 546     return 0;
 547 }
 548
 549 /// Derived Frequency Band Tables (14496-3 sp04 p197)
 550 static int sbr_make_f_derived(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
 551 {
 552     int k, temp;
 553
 554     sbr->n[1] = sbr->n_master - sbr->spectrum_params.bs_xover_band;
 555     sbr->n[0] = (sbr->n[1] + 1) >> 1;
 556
 557     memcpy(sbr->f_tablehigh, &sbr->f_master[sbr->spectrum_params.bs_xover_band],
 558            (sbr->n[1] + 1) * sizeof(sbr->f_master[0]));
 559     sbr->m[1] = sbr->f_tablehigh[sbr->n[1]] - sbr->f_tablehigh[0];
 560     sbr->kx[1] = sbr->f_tablehigh[0];
 561
 562     // Requirements (14496-3 sp04 p205)
 563     if (sbr->kx[1] + sbr->m[1] > 64) {
 564         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 565                "Stop frequency border too high: %d\n", sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
 566         return -1;
 567     }
 568     if (sbr->kx[1] > 32) {
 569         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Start frequency border too high: %d\n", sbr->kx[1]);
 570         return -1;
 571     }
 572
 573     sbr->f_tablelow[0] = sbr->f_tablehigh[0];
 574     temp = sbr->n[1] & 1;
 575     for (k = 1; k <= sbr->n[0]; k++)
 576         sbr->f_tablelow[k] = sbr->f_tablehigh[2 * k - temp];
 577
 578     sbr->n_q = FFMAX(1, lrintf(sbr->spectrum_params.bs_noise_bands *
 579                                log2f(sbr->k[2] / (float)sbr->kx[1]))); // 0 <= bs_noise_bands <= 3
 580     if (sbr->n_q > 5) {
 581         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many noise floor scale factors: %d\n", sbr->n_q);
 582         return -1;
 583     }
 584
 585     sbr->f_tablenoise[0] = sbr->f_tablelow[0];
 586     temp = 0;
 587     for (k = 1; k <= sbr->n_q; k++) {
 588         temp += (sbr->n[0] - temp) / (sbr->n_q + 1 - k);
 589         sbr->f_tablenoise[k] = sbr->f_tablelow[temp];
 590     }
 591
 592     if (sbr_hf_calc_npatches(ac, sbr) < 0)
 593         return -1;
 594
 595     sbr_make_f_tablelim(sbr);
 596
 597     sbr->data[0].f_indexnoise = 0;
 598     sbr->data[1].f_indexnoise = 0;
 599
 600     return 0;
 601 }
 602
 603 static av_always_inline void get_bits1_vector(GetBitContext *gb, uint8_t *vec,
 604                                               int elements)
 605 {
 606     int i;
 607     for (i = 0; i < elements; i++) {
 608         vec[i] = get_bits1(gb);
 609     }
 610 }
 611
 612 /** ceil(log2(index+1)) */
 613 static const int8_t ceil_log2[] = {
 614     0, 1, 2, 2, 3, 3,
 615 };
 616
 617 static int read_sbr_grid(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
 618                          GetBitContext *gb, SBRData *ch_data)
 619 {
 620     int i;
 621     unsigned bs_pointer = 0;
 622     // frameLengthFlag ? 15 : 16; 960 sample length frames unsupported; this value is numTimeSlots
 623     int abs_bord_trail = 16;
 624     int num_rel_lead, num_rel_trail;
 625     unsigned bs_num_env_old = ch_data->bs_num_env;
 626
 627     ch_data->bs_freq_res[0] = ch_data->bs_freq_res[ch_data->bs_num_env];
 628     ch_data->bs_amp_res = sbr->bs_amp_res_header;
 629     ch_data->t_env_num_env_old = ch_data->t_env[bs_num_env_old];
 630
 631     switch (ch_data->bs_frame_class = get_bits(gb, 2)) {
 632     case FIXFIX:
 633         ch_data->bs_num_env                 = 1 << get_bits(gb, 2);
 634         num_rel_lead                        = ch_data->bs_num_env - 1;
 635         if (ch_data->bs_num_env == 1)
 636             ch_data->bs_amp_res = 0;
 637
 638         if (ch_data->bs_num_env > 4) {
 639             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 640                    "Invalid bitstream, too many SBR envelopes in FIXFIX type SBR frame: %d\n",
 641                    ch_data->bs_num_env);
 642             return -1;
 643         }
 644
 645         ch_data->t_env[0]                   = 0;
 646         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
 647
 648         abs_bord_trail = (abs_bord_trail + (ch_data->bs_num_env >> 1)) /
 649                    ch_data->bs_num_env;
 650         for (i = 0; i < num_rel_lead; i++)
 651             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + abs_bord_trail;
 652
 653         ch_data->bs_freq_res[1] = get_bits1(gb);
 654         for (i = 1; i < ch_data->bs_num_env; i++)
 655             ch_data->bs_freq_res[i + 1] = ch_data->bs_freq_res[1];
 656         break;
 657     case FIXVAR:
 658         abs_bord_trail                     += get_bits(gb, 2);
 659         num_rel_trail                       = get_bits(gb, 2);
 660         ch_data->bs_num_env                 = num_rel_trail + 1;
 661         ch_data->t_env[0]                   = 0;
 662         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
 663
 664         for (i = 0; i < num_rel_trail; i++)
 665             ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - 1 - i] =
 666                 ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - i] - 2 * get_bits(gb, 2) - 2;
 667
 668         bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env]);
 669
 670         for (i = 0; i < ch_data->bs_num_env; i++)
 671             ch_data->bs_freq_res[ch_data->bs_num_env - i] = get_bits1(gb);
 672         break;
 673     case VARFIX:
 674         ch_data->t_env[0]                   = get_bits(gb, 2);
 675         num_rel_lead                        = get_bits(gb, 2);
 676         ch_data->bs_num_env                 = num_rel_lead + 1;
 677         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
 678
 679         for (i = 0; i < num_rel_lead; i++)
 680             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + 2 * get_bits(gb, 2) + 2;
 681
 682         bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env]);
 683
 684         get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_freq_res + 1, ch_data->bs_num_env);
 685         break;
 686     case VARVAR:
 687         ch_data->t_env[0]                   = get_bits(gb, 2);
 688         abs_bord_trail                     += get_bits(gb, 2);
 689         num_rel_lead                        = get_bits(gb, 2);
 690         num_rel_trail                       = get_bits(gb, 2);
 691         ch_data->bs_num_env                 = num_rel_lead + num_rel_trail + 1;
 692
 693         if (ch_data->bs_num_env > 5) {
 694             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 695                    "Invalid bitstream, too many SBR envelopes in VARVAR type SBR frame: %d\n",
 696                    ch_data->bs_num_env);
 697             return -1;
 698         }
 699
 700         ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env] = abs_bord_trail;
 701
 702         for (i = 0; i < num_rel_lead; i++)
 703             ch_data->t_env[i + 1] = ch_data->t_env[i] + 2 * get_bits(gb, 2) + 2;
 704         for (i = 0; i < num_rel_trail; i++)
 705             ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - 1 - i] =
 706                 ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env - i] - 2 * get_bits(gb, 2) - 2;
 707
 708         bs_pointer = get_bits(gb, ceil_log2[ch_data->bs_num_env]);
 709
 710         get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_freq_res + 1, ch_data->bs_num_env);
 711         break;
 712     }
 713
 714     if (bs_pointer > ch_data->bs_num_env + 1) {
 715         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
 716                "Invalid bitstream, bs_pointer points to a middle noise border outside the time borders table: %d\n",
 717                bs_pointer);
 718         return -1;
 719     }
 720
 721     for (i = 1; i <= ch_data->bs_num_env; i++) {
 722         if (ch_data->t_env[i-1] > ch_data->t_env[i]) {
 723             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Non monotone time borders\n");
 724             return -1;
 725         }
 726     }
 727
 728     ch_data->bs_num_noise = (ch_data->bs_num_env > 1) + 1;
 729
 730     ch_data->t_q[0]                     = ch_data->t_env[0];
 731     ch_data->t_q[ch_data->bs_num_noise] = ch_data->t_env[ch_data->bs_num_env];
 732     if (ch_data->bs_num_noise > 1) {
 733         unsigned int idx;
 734         if (ch_data->bs_frame_class == FIXFIX) {
 735             idx = ch_data->bs_num_env >> 1;
 736         } else if (ch_data->bs_frame_class & 1) { // FIXVAR or VARVAR
 737             idx = ch_data->bs_num_env - FFMAX(bs_pointer - 1, 1);
 738         } else { // VARFIX
 739             if (!bs_pointer)
 740                 idx = 1;
 741             else if (bs_pointer == 1)
 742                 idx = ch_data->bs_num_env - 1;
 743             else // bs_pointer > 1
 744                 idx = bs_pointer - 1;
 745         }
 746         ch_data->t_q[1] = ch_data->t_env[idx];
 747     }
 748
 749     ch_data->e_a[0] = -(ch_data->e_a[1] != bs_num_env_old); // l_APrev
 750     ch_data->e_a[1] = -1;
 751     if ((ch_data->bs_frame_class & 1) && bs_pointer) { // FIXVAR or VARVAR and bs_pointer != 0
 752         ch_data->e_a[1] = ch_data->bs_num_env + 1 - bs_pointer;
 753     } else if ((ch_data->bs_frame_class == 2) && (bs_pointer > 1)) // VARFIX and bs_pointer > 1
 754         ch_data->e_a[1] = bs_pointer - 1;
 755
 756     return 0;
 757 }
 758
 759 static void copy_sbr_grid(SBRData *dst, const SBRData *src) {
 760     //These variables are saved from the previous frame rather than copied
 761     dst->bs_freq_res[0]    = dst->bs_freq_res[dst->bs_num_env];
 762     dst->t_env_num_env_old = dst->t_env[dst->bs_num_env];
 763     dst->e_a[0]            = -(dst->e_a[1] != dst->bs_num_env);
 764
 765     //These variables are read from the bitstream and therefore copied
 766     memcpy(dst->bs_freq_res+1, src->bs_freq_res+1, sizeof(dst->bs_freq_res)-sizeof(*dst->bs_freq_res));
 767     memcpy(dst->t_env,         src->t_env,         sizeof(dst->t_env));
 768     memcpy(dst->t_q,           src->t_q,           sizeof(dst->t_q));
 769     dst->bs_num_env        = src->bs_num_env;
 770     dst->bs_amp_res        = src->bs_amp_res;
 771     dst->bs_num_noise      = src->bs_num_noise;
 772     dst->bs_frame_class    = src->bs_frame_class;
 773     dst->e_a[1]            = src->e_a[1];
 774 }
 775
 776 /// Read how the envelope and noise floor data is delta coded
 777 static void read_sbr_dtdf(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 778                           SBRData *ch_data)
 779 {
 780     get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_df_env,   ch_data->bs_num_env);
 781     get_bits1_vector(gb, ch_data->bs_df_noise, ch_data->bs_num_noise);
 782 }
 783
 784 /// Read inverse filtering data
 785 static void read_sbr_invf(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 786                           SBRData *ch_data)
 787 {
 788     int i;
 789
 790     memcpy(ch_data->bs_invf_mode[1], ch_data->bs_invf_mode[0], 5 * sizeof(uint8_t));
 791     for (i = 0; i < sbr->n_q; i++)
 792         ch_data->bs_invf_mode[0][i] = get_bits(gb, 2);
 793 }
 794
 795 static void read_sbr_envelope(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 796                               SBRData *ch_data, int ch)
 797 {
 798     int bits;
 799     int i, j, k;
 800     VLC_TYPE (*t_huff)[2], (*f_huff)[2];
 801     int t_lav, f_lav;
 802     const int delta = (ch == 1 && sbr->bs_coupling == 1) + 1;
 803     const int odd = sbr->n[1] & 1;
 804
 805     if (sbr->bs_coupling && ch) {
 806         if (ch_data->bs_amp_res) {
 807             bits   = 5;
 808             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
 809             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
 810             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
 811             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
 812         } else {
 813             bits   = 6;
 814             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB].table;
 815             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB];
 816             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB].table;
 817             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_1_5DB];
 818         }
 819     } else {
 820         if (ch_data->bs_amp_res) {
 821             bits   = 6;
 822             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
 823             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
 824             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
 825             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
 826         } else {
 827             bits   = 7;
 828             t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_ENV_1_5DB].table;
 829             t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_ENV_1_5DB];
 830             f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_1_5DB].table;
 831             f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_1_5DB];
 832         }
 833     }
 834
 835     for (i = 0; i < ch_data->bs_num_env; i++) {
 836         if (ch_data->bs_df_env[i]) {
 837             // bs_freq_res[0] == bs_freq_res[bs_num_env] from prev frame
 838             if (ch_data->bs_freq_res[i + 1] == ch_data->bs_freq_res[i]) {
 839                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++)
 840                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][j] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
 841             } else if (ch_data->bs_freq_res[i + 1]) {
 842                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++) {
 843                     k = (j + odd) >> 1; // find k such that f_tablelow[k] <= f_tablehigh[j] < f_tablelow[k + 1]
 844                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][k] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
 845                 }
 846             } else {
 847                 for (j = 0; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++) {
 848                     k = j ? 2*j - odd : 0; // find k such that f_tablehigh[k] == f_tablelow[j]
 849                     ch_data->env_facs[i + 1][j] = ch_data->env_facs[i][k] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 3) - t_lav);
 850                 }
 851             }
 852         } else {
 853             ch_data->env_facs[i + 1][0] = delta * get_bits(gb, bits); // bs_env_start_value_balance
 854             for (j = 1; j < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[i + 1]]; j++)
 855                 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);
 856         }
 857     }
 858
 859     //assign 0th elements of env_facs from last elements
 860     memcpy(ch_data->env_facs[0], ch_data->env_facs[ch_data->bs_num_env],
 861            sizeof(ch_data->env_facs[0]));
 862 }
 863
 864 static void read_sbr_noise(SpectralBandReplication *sbr, GetBitContext *gb,
 865                            SBRData *ch_data, int ch)
 866 {
 867     int i, j;
 868     VLC_TYPE (*t_huff)[2], (*f_huff)[2];
 869     int t_lav, f_lav;
 870     int delta = (ch == 1 && sbr->bs_coupling == 1) + 1;
 871
 872     if (sbr->bs_coupling && ch) {
 873         t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB].table;
 874         t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_NOISE_BAL_3_0DB];
 875         f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB].table;
 876         f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_BAL_3_0DB];
 877     } else {
 878         t_huff = vlc_sbr[T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB].table;
 879         t_lav  = vlc_sbr_lav[T_HUFFMAN_NOISE_3_0DB];
 880         f_huff = vlc_sbr[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB].table;
 881         f_lav  = vlc_sbr_lav[F_HUFFMAN_ENV_3_0DB];
 882     }
 883
 884     for (i = 0; i < ch_data->bs_num_noise; i++) {
 885         if (ch_data->bs_df_noise[i]) {
 886             for (j = 0; j < sbr->n_q; j++)
 887                 ch_data->noise_facs[i + 1][j] = ch_data->noise_facs[i][j] + delta * (get_vlc2(gb, t_huff, 9, 2) - t_lav);
 888         } else {
 889             ch_data->noise_facs[i + 1][0] = delta * get_bits(gb, 5); // bs_noise_start_value_balance or bs_noise_start_value_level
 890             for (j = 1; j < sbr->n_q; j++)
 891                 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);
 892         }
 893     }
 894
 895     //assign 0th elements of noise_facs from last elements
 896     memcpy(ch_data->noise_facs[0], ch_data->noise_facs[ch_data->bs_num_noise],
 897            sizeof(ch_data->noise_facs[0]));
 898 }
 899
 900 static void read_sbr_extension(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
 901                                GetBitContext *gb,
 902                                int bs_extension_id, int *num_bits_left)
 903 {
 904     switch (bs_extension_id) {
 905     case EXTENSION_ID_PS:
 906         if (!ac->m4ac.ps) {
 907             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "Parametric Stereo signaled to be not-present but was found in the bitstream.\n");
 908             skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
 909             *num_bits_left = 0;
 910         } else {
 911 #if 1
 912             *num_bits_left -= ff_ps_read_data(ac->avctx, gb, &sbr->ps, *num_bits_left);
 913 #else
 914             av_log_missing_feature(ac->avctx, "Parametric Stereo is", 0);
 915             skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
 916             *num_bits_left = 0;
 917 #endif
 918         }
 919         break;
 920     default:
 921         av_log_missing_feature(ac->avctx, "Reserved SBR extensions are", 1);
 922         skip_bits_long(gb, *num_bits_left); // bs_fill_bits
 923         *num_bits_left = 0;
 924         break;
 925     }
 926 }
 927
 928 static int read_sbr_single_channel_element(AACContext *ac,
 929                                             SpectralBandReplication *sbr,
 930                                             GetBitContext *gb)
 931 {
 932     if (get_bits1(gb)) // bs_data_extra
 933         skip_bits(gb, 4); // bs_reserved
 934
 935     if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]))
 936         return -1;
 937     read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 938     read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 939     read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 940     read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 941
 942     if ((sbr->data[0].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
 943         get_bits1_vector(gb, sbr->data[0].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
 944
 945     return 0;
 946 }
 947
 948 static int read_sbr_channel_pair_element(AACContext *ac,
 949                                           SpectralBandReplication *sbr,
 950                                           GetBitContext *gb)
 951 {
 952     if (get_bits1(gb))    // bs_data_extra
 953         skip_bits(gb, 8); // bs_reserved
 954
 955     if ((sbr->bs_coupling = get_bits1(gb))) {
 956         if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]))
 957             return -1;
 958         copy_sbr_grid(&sbr->data[1], &sbr->data[0]);
 959         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 960         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
 961         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 962         memcpy(sbr->data[1].bs_invf_mode[1], sbr->data[1].bs_invf_mode[0], sizeof(sbr->data[1].bs_invf_mode[0]));
 963         memcpy(sbr->data[1].bs_invf_mode[0], sbr->data[0].bs_invf_mode[0], sizeof(sbr->data[1].bs_invf_mode[0]));
 964         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 965         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 966         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 967         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 968     } else {
 969         if (read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[0]) ||
 970             read_sbr_grid(ac, sbr, gb, &sbr->data[1]))
 971             return -1;
 972         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 973         read_sbr_dtdf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
 974         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[0]);
 975         read_sbr_invf(sbr, gb, &sbr->data[1]);
 976         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 977         read_sbr_envelope(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 978         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[0], 0);
 979         read_sbr_noise(sbr, gb, &sbr->data[1], 1);
 980     }
 981
 982     if ((sbr->data[0].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
 983         get_bits1_vector(gb, sbr->data[0].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
 984     if ((sbr->data[1].bs_add_harmonic_flag = get_bits1(gb)))
 985         get_bits1_vector(gb, sbr->data[1].bs_add_harmonic, sbr->n[1]);
 986
 987     return 0;
 988 }
 989
 990 static unsigned int read_sbr_data(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
 991                                   GetBitContext *gb, int id_aac)
 992 {
 993     unsigned int cnt = get_bits_count(gb);
 994
 995     if (id_aac == TYPE_SCE || id_aac == TYPE_CCE) {
 996         if (read_sbr_single_channel_element(ac, sbr, gb)) {
 997             sbr->start = 0;
 998             return get_bits_count(gb) - cnt;
 999         }
1000     } else if (id_aac == TYPE_CPE) {
1001         if (read_sbr_channel_pair_element(ac, sbr, gb)) {
1002             sbr->start = 0;
1003             return get_bits_count(gb) - cnt;
1004         }
1005     } else {
1006         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1007             "Invalid bitstream - cannot apply SBR to element type %d\n", id_aac);
1008         sbr->start = 0;
1009         return get_bits_count(gb) - cnt;
1010     }
1011     if (get_bits1(gb)) { // bs_extended_data
1012         int num_bits_left = get_bits(gb, 4); // bs_extension_size
1013         if (num_bits_left == 15)
1014             num_bits_left += get_bits(gb, 8); // bs_esc_count
1015
1016         num_bits_left <<= 3;
1017         while (num_bits_left > 7) {
1018             num_bits_left -= 2;
1019             read_sbr_extension(ac, sbr, gb, get_bits(gb, 2), &num_bits_left); // bs_extension_id
1020         }
1021         if (num_bits_left < 0) {
1022             av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR, "SBR Extension over read.\n");
1023         }
1024         if (num_bits_left > 0)
1025             skip_bits(gb, num_bits_left);
1026     }
1027
1028     return get_bits_count(gb) - cnt;
1029 }
1030
1031 static void sbr_reset(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr)
1032 {
1033     int err;
1034     err = sbr_make_f_master(ac, sbr, &sbr->spectrum_params);
1035     if (err >= 0)
1036         err = sbr_make_f_derived(ac, sbr);
1037     if (err < 0) {
1038         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1039                "SBR reset failed. Switching SBR to pure upsampling mode.\n");
1040         sbr->start = 0;
1041     }
1042 }
1043
1044 /**
1045  * Decode Spectral Band Replication extension data; reference: table 4.55.
1046  *
1047  * @param   crc flag indicating the presence of CRC checksum
1048  * @param   cnt length of TYPE_FIL syntactic element in bytes
1049  *
1050  * @return  Returns number of bytes consumed from the TYPE_FIL element.
1051  */
1052 int ff_decode_sbr_extension(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1053                             GetBitContext *gb_host, int crc, int cnt, int id_aac)
1054 {
1055     unsigned int num_sbr_bits = 0, num_align_bits;
1056     unsigned bytes_read;
1057     GetBitContext gbc = *gb_host, *gb = &gbc;
1058     skip_bits_long(gb_host, cnt*8 - 4);
1059
1060     sbr->reset = 0;
1061
1062     if (!sbr->sample_rate)
1063         sbr->sample_rate = 2 * ac->m4ac.sample_rate; //TODO use the nominal sample rate for arbitrary sample rate support
1064     if (!ac->m4ac.ext_sample_rate)
1065         ac->m4ac.ext_sample_rate = 2 * ac->m4ac.sample_rate;
1066
1067     if (crc) {
1068         skip_bits(gb, 10); // bs_sbr_crc_bits; TODO - implement CRC check
1069         num_sbr_bits += 10;
1070     }
1071
1072     //Save some state from the previous frame.
1073     sbr->kx[0] = sbr->kx[1];
1074     sbr->m[0] = sbr->m[1];
1075
1076     num_sbr_bits++;
1077     if (get_bits1(gb)) // bs_header_flag
1078         num_sbr_bits += read_sbr_header(sbr, gb);
1079
1080     if (sbr->reset)
1081         sbr_reset(ac, sbr);
1082
1083     if (sbr->start)
1084         num_sbr_bits  += read_sbr_data(ac, sbr, gb, id_aac);
1085
1086     num_align_bits = ((cnt << 3) - 4 - num_sbr_bits) & 7;
1087     bytes_read = ((num_sbr_bits + num_align_bits + 4) >> 3);
1088
1089     if (bytes_read > cnt) {
1090         av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1091                "Expected to read %d SBR bytes actually read %d.\n", cnt, bytes_read);
1092     }
1093     return cnt;
1094 }
1095
1096 /// Dequantization and stereo decoding (14496-3 sp04 p203)
1097 static void sbr_dequant(SpectralBandReplication *sbr, int id_aac)
1098 {
1099     int k, e;
1100     int ch;
1101
1102     if (id_aac == TYPE_CPE && sbr->bs_coupling) {
1103         float alpha      = sbr->data[0].bs_amp_res ?  1.0f :  0.5f;
1104         float pan_offset = sbr->data[0].bs_amp_res ? 12.0f : 24.0f;
1105         for (e = 1; e <= sbr->data[0].bs_num_env; e++) {
1106             for (k = 0; k < sbr->n[sbr->data[0].bs_freq_res[e]]; k++) {
1107                 float temp1 = exp2f(sbr->data[0].env_facs[e][k] * alpha + 7.0f);
1108                 float temp2 = exp2f((pan_offset - sbr->data[1].env_facs[e][k]) * alpha);
1109                 float fac   = temp1 / (1.0f + temp2);
1110                 sbr->data[0].env_facs[e][k] = fac;
1111                 sbr->data[1].env_facs[e][k] = fac * temp2;
1112             }
1113         }
1114         for (e = 1; e <= sbr->data[0].bs_num_noise; e++) {
1115             for (k = 0; k < sbr->n_q; k++) {
1116                 float temp1 = exp2f(NOISE_FLOOR_OFFSET - sbr->data[0].noise_facs[e][k] + 1);
1117                 float temp2 = exp2f(12 - sbr->data[1].noise_facs[e][k]);
1118                 float fac   = temp1 / (1.0f + temp2);
1119                 sbr->data[0].noise_facs[e][k] = fac;
1120                 sbr->data[1].noise_facs[e][k] = fac * temp2;
1121             }
1122         }
1123     } else { // SCE or one non-coupled CPE
1124         for (ch = 0; ch < (id_aac == TYPE_CPE) + 1; ch++) {
1125             float alpha = sbr->data[ch].bs_amp_res ? 1.0f : 0.5f;
1126             for (e = 1; e <= sbr->data[ch].bs_num_env; e++)
1127                 for (k = 0; k < sbr->n[sbr->data[ch].bs_freq_res[e]]; k++)
1128                     sbr->data[ch].env_facs[e][k] =
1129                         exp2f(alpha * sbr->data[ch].env_facs[e][k] + 6.0f);
1130             for (e = 1; e <= sbr->data[ch].bs_num_noise; e++)
1131                 for (k = 0; k < sbr->n_q; k++)
1132                     sbr->data[ch].noise_facs[e][k] =
1133                         exp2f(NOISE_FLOOR_OFFSET - sbr->data[ch].noise_facs[e][k]);
1134         }
1135     }
1136 }
1137
1138 /**
1139  * Analysis QMF Bank (14496-3 sp04 p206)
1140  *
1141  * @param   x       pointer to the beginning of the first sample window
1142  * @param   W       array of complex-valued samples split into subbands
1143  */
1144 static void sbr_qmf_analysis(DSPContext *dsp, FFTContext *mdct,
1145                              SBRDSPContext *sbrdsp, const float *in, float *x,
1146                              float z[320], float W[2][32][32][2])
1147 {
1148     int i;
1149     memcpy(W[0], W[1], sizeof(W[0]));
1150     memcpy(x    , x+1024, (320-32)*sizeof(x[0]));
1151     memcpy(x+288, in,         1024*sizeof(x[0]));
1152     for (i = 0; i < 32; i++) { // numTimeSlots*RATE = 16*2 as 960 sample frames
1153                                // are not supported
1154         dsp->vector_fmul_reverse(z, sbr_qmf_window_ds, x, 320);
1155         sbrdsp->sum64x5(z);
1156         sbrdsp->qmf_pre_shuffle(z);
1157         mdct->imdct_half(mdct, z, z+64);
1158         sbrdsp->qmf_post_shuffle(W[1][i], z);
1159         x += 32;
1160     }
1161 }
1162
1163 /**
1164  * Synthesis QMF Bank (14496-3 sp04 p206) and Downsampled Synthesis QMF Bank
1165  * (14496-3 sp04 p206)
1166  */
1167 static void sbr_qmf_synthesis(DSPContext *dsp, FFTContext *mdct,
1168                               SBRDSPContext *sbrdsp,
1169                               float *out, float X[2][38][64],
1170                               float mdct_buf[2][64],
1171                               float *v0, int *v_off, const unsigned int div)
1172 {
1173     int i, n;
1174     const float *sbr_qmf_window = div ? sbr_qmf_window_ds : sbr_qmf_window_us;
1175     const int step = 128 >> div;
1176     float *v;
1177     for (i = 0; i < 32; i++) {
1178         if (*v_off < step) {
1179             int saved_samples = (1280 - 128) >> div;
1180             memcpy(&v0[SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - saved_samples], v0, saved_samples * sizeof(float));
1181             *v_off = SBR_SYNTHESIS_BUF_SIZE - saved_samples - step;
1182         } else {
1183             *v_off -= step;
1184         }
1185         v = v0 + *v_off;
1186         if (div) {
1187             for (n = 0; n < 32; n++) {
1188                 X[0][i][   n] = -X[0][i][n];
1189                 X[0][i][32+n] =  X[1][i][31-n];
1190             }
1191             mdct->imdct_half(mdct, mdct_buf[0], X[0][i]);
1192             sbrdsp->qmf_deint_neg(v, mdct_buf[0]);
1193         } else {
1194             sbrdsp->neg_odd_64(X[1][i]);
1195             mdct->imdct_half(mdct, mdct_buf[0], X[0][i]);
1196             mdct->imdct_half(mdct, mdct_buf[1], X[1][i]);
1197             sbrdsp->qmf_deint_bfly(v, mdct_buf[1], mdct_buf[0]);
1198         }
1199         dsp->vector_fmul_add(out, v                , sbr_qmf_window               , zero64, 64 >> div);
1200         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 192 >> div), sbr_qmf_window + ( 64 >> div), out   , 64 >> div);
1201         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 256 >> div), sbr_qmf_window + (128 >> div), out   , 64 >> div);
1202         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 448 >> div), sbr_qmf_window + (192 >> div), out   , 64 >> div);
1203         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 512 >> div), sbr_qmf_window + (256 >> div), out   , 64 >> div);
1204         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 704 >> div), sbr_qmf_window + (320 >> div), out   , 64 >> div);
1205         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 768 >> div), sbr_qmf_window + (384 >> div), out   , 64 >> div);
1206         dsp->vector_fmul_add(out, v + ( 960 >> div), sbr_qmf_window + (448 >> div), out   , 64 >> div);
1207         dsp->vector_fmul_add(out, v + (1024 >> div), sbr_qmf_window + (512 >> div), out   , 64 >> div);
1208         dsp->vector_fmul_add(out, v + (1216 >> div), sbr_qmf_window + (576 >> div), out   , 64 >> div);
1209         out += 64 >> div;
1210     }
1211 }
1212
1213 /** High Frequency Generation (14496-3 sp04 p214+) and Inverse Filtering
1214  * (14496-3 sp04 p214)
1215  * Warning: This routine does not seem numerically stable.
1216  */
1217 static void sbr_hf_inverse_filter(SBRDSPContext *dsp,
1218                                   float (*alpha0)[2], float (*alpha1)[2],
1219                                   const float X_low[32][40][2], int k0)
1220 {
1221     int k;
1222     for (k = 0; k < k0; k++) {
1223         float phi[3][2][2], dk;
1224
1225         dsp->autocorrelate(X_low[k], phi);
1226
1227         dk =  phi[2][1][0] * phi[1][0][0] -
1228              (phi[1][1][0] * phi[1][1][0] + phi[1][1][1] * phi[1][1][1]) / 1.000001f;
1229
1230         if (!dk) {
1231             alpha1[k][0] = 0;
1232             alpha1[k][1] = 0;
1233         } else {
1234             float temp_real, temp_im;
1235             temp_real = phi[0][0][0] * phi[1][1][0] -
1236                         phi[0][0][1] * phi[1][1][1] -
1237                         phi[0][1][0] * phi[1][0][0];
1238             temp_im   = phi[0][0][0] * phi[1][1][1] +
1239                         phi[0][0][1] * phi[1][1][0] -
1240                         phi[0][1][1] * phi[1][0][0];
1241
1242             alpha1[k][0] = temp_real / dk;
1243             alpha1[k][1] = temp_im   / dk;
1244         }
1245
1246         if (!phi[1][0][0]) {
1247             alpha0[k][0] = 0;
1248             alpha0[k][1] = 0;
1249         } else {
1250             float temp_real, temp_im;
1251             temp_real = phi[0][0][0] + alpha1[k][0] * phi[1][1][0] +
1252                                        alpha1[k][1] * phi[1][1][1];
1253             temp_im   = phi[0][0][1] + alpha1[k][1] * phi[1][1][0] -
1254                                        alpha1[k][0] * phi[1][1][1];
1255
1256             alpha0[k][0] = -temp_real / phi[1][0][0];
1257             alpha0[k][1] = -temp_im   / phi[1][0][0];
1258         }
1259
1260         if (alpha1[k][0] * alpha1[k][0] + alpha1[k][1] * alpha1[k][1] >= 16.0f ||
1261            alpha0[k][0] * alpha0[k][0] + alpha0[k][1] * alpha0[k][1] >= 16.0f) {
1262             alpha1[k][0] = 0;
1263             alpha1[k][1] = 0;
1264             alpha0[k][0] = 0;
1265             alpha0[k][1] = 0;
1266         }
1267     }
1268 }
1269
1270 /// Chirp Factors (14496-3 sp04 p214)
1271 static void sbr_chirp(SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data)
1272 {
1273     int i;
1274     float new_bw;
1275     static const float bw_tab[] = { 0.0f, 0.75f, 0.9f, 0.98f };
1276
1277     for (i = 0; i < sbr->n_q; i++) {
1278         if (ch_data->bs_invf_mode[0][i] + ch_data->bs_invf_mode[1][i] == 1) {
1279             new_bw = 0.6f;
1280         } else
1281             new_bw = bw_tab[ch_data->bs_invf_mode[0][i]];
1282
1283         if (new_bw < ch_data->bw_array[i]) {
1284             new_bw = 0.75f    * new_bw + 0.25f    * ch_data->bw_array[i];
1285         } else
1286             new_bw = 0.90625f * new_bw + 0.09375f * ch_data->bw_array[i];
1287         ch_data->bw_array[i] = new_bw < 0.015625f ? 0.0f : new_bw;
1288     }
1289 }
1290
1291 /// Generate the subband filtered lowband
1292 static int sbr_lf_gen(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1293                       float X_low[32][40][2], const float W[2][32][32][2])
1294 {
1295     int i, k;
1296     const int t_HFGen = 8;
1297     const int i_f = 32;
1298     memset(X_low, 0, 32*sizeof(*X_low));
1299     for (k = 0; k < sbr->kx[1]; k++) {
1300         for (i = t_HFGen; i < i_f + t_HFGen; i++) {
1301             X_low[k][i][0] = W[1][i - t_HFGen][k][0];
1302             X_low[k][i][1] = W[1][i - t_HFGen][k][1];
1303         }
1304     }
1305     for (k = 0; k < sbr->kx[0]; k++) {
1306         for (i = 0; i < t_HFGen; i++) {
1307             X_low[k][i][0] = W[0][i + i_f - t_HFGen][k][0];
1308             X_low[k][i][1] = W[0][i + i_f - t_HFGen][k][1];
1309         }
1310     }
1311     return 0;
1312 }
1313
1314 /// High Frequency Generator (14496-3 sp04 p215)
1315 static int sbr_hf_gen(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1316                       float X_high[64][40][2], const float X_low[32][40][2],
1317                       const float (*alpha0)[2], const float (*alpha1)[2],
1318                       const float bw_array[5], const uint8_t *t_env,
1319                       int bs_num_env)
1320 {
1321     int j, x;
1322     int g = 0;
1323     int k = sbr->kx[1];
1324     for (j = 0; j < sbr->num_patches; j++) {
1325         for (x = 0; x < sbr->patch_num_subbands[j]; x++, k++) {
1326             const int p = sbr->patch_start_subband[j] + x;
1327             while (g <= sbr->n_q && k >= sbr->f_tablenoise[g])
1328                 g++;
1329             g--;
1330
1331             if (g < 0) {
1332                 av_log(ac->avctx, AV_LOG_ERROR,
1333                        "ERROR : no subband found for frequency %d\n", k);
1334                 return -1;
1335             }
1336
1337             sbr->dsp.hf_gen(X_high[k] + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET,
1338                             X_low[p]  + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET,
1339                             alpha0[p], alpha1[p], bw_array[g],
1340                             2 * t_env[0], 2 * t_env[bs_num_env]);
1341         }
1342     }
1343     if (k < sbr->m[1] + sbr->kx[1])
1344         memset(X_high + k, 0, (sbr->m[1] + sbr->kx[1] - k) * sizeof(*X_high));
1345
1346     return 0;
1347 }
1348
1349 /// Generate the subband filtered lowband
1350 static int sbr_x_gen(SpectralBandReplication *sbr, float X[2][38][64],
1351                      const float X_low[32][40][2], const float Y[2][38][64][2],
1352                      int ch)
1353 {
1354     int k, i;
1355     const int i_f = 32;
1356     const int i_Temp = FFMAX(2*sbr->data[ch].t_env_num_env_old - i_f, 0);
1357     memset(X, 0, 2*sizeof(*X));
1358     for (k = 0; k < sbr->kx[0]; k++) {
1359         for (i = 0; i < i_Temp; i++) {
1360             X[0][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][0];
1361             X[1][i][k] = X_low[k][i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET][1];
1362         }
1363     }
1364     for (; k < sbr->kx[0] + sbr->m[0]; k++) {
1365         for (i = 0; i < i_Temp; i++) {
1366             X[0][i][k] = Y[0][i + i_f][k][0];
1367             X[1][i][k] = Y[0][i + i_f][k][1];
1368         }
1369     }
1370
1371     for (k = 0; k < sbr->kx[1]; k++) {
1372         for (i = i_Temp; i < 38; 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[1] + sbr->m[1]; k++) {
1378         for (i = i_Temp; i < i_f; i++) {
1379             X[0][i][k] = Y[1][i][k][0];
1380             X[1][i][k] = Y[1][i][k][1];
1381         }
1382     }
1383     return 0;
1384 }
1385
1386 /** High Frequency Adjustment (14496-3 sp04 p217) and Mapping
1387  * (14496-3 sp04 p217)
1388  */
1389 static void sbr_mapping(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1390                         SBRData *ch_data, int e_a[2])
1391 {
1392     int e, i, m;
1393
1394     memset(ch_data->s_indexmapped[1], 0, 7*sizeof(ch_data->s_indexmapped[1]));
1395     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1396         const unsigned int ilim = sbr->n[ch_data->bs_freq_res[e + 1]];
1397         uint16_t *table = ch_data->bs_freq_res[e + 1] ? sbr->f_tablehigh : sbr->f_tablelow;
1398         int k;
1399
1400         for (i = 0; i < ilim; i++)
1401             for (m = table[i]; m < table[i + 1]; m++)
1402                 sbr->e_origmapped[e][m - sbr->kx[1]] = ch_data->env_facs[e+1][i];
1403
1404         // ch_data->bs_num_noise > 1 => 2 noise floors
1405         k = (ch_data->bs_num_noise > 1) && (ch_data->t_env[e] >= ch_data->t_q[1]);
1406         for (i = 0; i < sbr->n_q; i++)
1407             for (m = sbr->f_tablenoise[i]; m < sbr->f_tablenoise[i + 1]; m++)
1408                 sbr->q_mapped[e][m - sbr->kx[1]] = ch_data->noise_facs[k+1][i];
1409
1410         for (i = 0; i < sbr->n[1]; i++) {
1411             if (ch_data->bs_add_harmonic_flag) {
1412                 const unsigned int m_midpoint =
1413                     (sbr->f_tablehigh[i] + sbr->f_tablehigh[i + 1]) >> 1;
1414
1415                 ch_data->s_indexmapped[e + 1][m_midpoint - sbr->kx[1]] = ch_data->bs_add_harmonic[i] *
1416                     (e >= e_a[1] || (ch_data->s_indexmapped[0][m_midpoint - sbr->kx[1]] == 1));
1417             }
1418         }
1419
1420         for (i = 0; i < ilim; i++) {
1421             int additional_sinusoid_present = 0;
1422             for (m = table[i]; m < table[i + 1]; m++) {
1423                 if (ch_data->s_indexmapped[e + 1][m - sbr->kx[1]]) {
1424                     additional_sinusoid_present = 1;
1425                     break;
1426                 }
1427             }
1428             memset(&sbr->s_mapped[e][table[i] - sbr->kx[1]], additional_sinusoid_present,
1429                    (table[i + 1] - table[i]) * sizeof(sbr->s_mapped[e][0]));
1430         }
1431     }
1432
1433     memcpy(ch_data->s_indexmapped[0], ch_data->s_indexmapped[ch_data->bs_num_env], sizeof(ch_data->s_indexmapped[0]));
1434 }
1435
1436 /// Estimation of current envelope (14496-3 sp04 p218)
1437 static void sbr_env_estimate(float (*e_curr)[48], float X_high[64][40][2],
1438                              SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data)
1439 {
1440     int e, m;
1441     int kx1 = sbr->kx[1];
1442
1443     if (sbr->bs_interpol_freq) {
1444         for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1445             const float recip_env_size = 0.5f / (ch_data->t_env[e + 1] - ch_data->t_env[e]);
1446             int ilb = ch_data->t_env[e]     * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1447             int iub = ch_data->t_env[e + 1] * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1448
1449             for (m = 0; m < sbr->m[1]; m++) {
1450                 float sum = sbr->dsp.sum_square(X_high[m+kx1] + ilb, iub - ilb);
1451                 e_curr[e][m] = sum * recip_env_size;
1452             }
1453         }
1454     } else {
1455         int k, p;
1456
1457         for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1458             const int env_size = 2 * (ch_data->t_env[e + 1] - ch_data->t_env[e]);
1459             int ilb = ch_data->t_env[e]     * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1460             int iub = ch_data->t_env[e + 1] * 2 + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET;
1461             const uint16_t *table = ch_data->bs_freq_res[e + 1] ? sbr->f_tablehigh : sbr->f_tablelow;
1462
1463             for (p = 0; p < sbr->n[ch_data->bs_freq_res[e + 1]]; p++) {
1464                 float sum = 0.0f;
1465                 const int den = env_size * (table[p + 1] - table[p]);
1466
1467                 for (k = table[p]; k < table[p + 1]; k++) {
1468                     sum += sbr->dsp.sum_square(X_high[k] + ilb, iub - ilb);
1469                 }
1470                 sum /= den;
1471                 for (k = table[p]; k < table[p + 1]; k++) {
1472                     e_curr[e][k - kx1] = sum;
1473                 }
1474             }
1475         }
1476     }
1477 }
1478
1479 /**
1480  * Calculation of levels of additional HF signal components (14496-3 sp04 p219)
1481  * and Calculation of gain (14496-3 sp04 p219)
1482  */
1483 static void sbr_gain_calc(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr,
1484                           SBRData *ch_data, const int e_a[2])
1485 {
1486     int e, k, m;
1487     // max gain limits : -3dB, 0dB, 3dB, inf dB (limiter off)
1488     static const float limgain[4] = { 0.70795, 1.0, 1.41254, 10000000000 };
1489
1490     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1491         int delta = !((e == e_a[1]) || (e == e_a[0]));
1492         for (k = 0; k < sbr->n_lim; k++) {
1493             float gain_boost, gain_max;
1494             float sum[2] = { 0.0f, 0.0f };
1495             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1496                 const float temp = sbr->e_origmapped[e][m] / (1.0f + sbr->q_mapped[e][m]);
1497                 sbr->q_m[e][m] = sqrtf(temp * sbr->q_mapped[e][m]);
1498                 sbr->s_m[e][m] = sqrtf(temp * ch_data->s_indexmapped[e + 1][m]);
1499                 if (!sbr->s_mapped[e][m]) {
1500                     sbr->gain[e][m] = sqrtf(sbr->e_origmapped[e][m] /
1501                                             ((1.0f + sbr->e_curr[e][m]) *
1502                                              (1.0f + sbr->q_mapped[e][m] * delta)));
1503                 } else {
1504                     sbr->gain[e][m] = sqrtf(sbr->e_origmapped[e][m] * sbr->q_mapped[e][m] /
1505                                             ((1.0f + sbr->e_curr[e][m]) *
1506                                              (1.0f + sbr->q_mapped[e][m])));
1507                 }
1508             }
1509             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1510                 sum[0] += sbr->e_origmapped[e][m];
1511                 sum[1] += sbr->e_curr[e][m];
1512             }
1513             gain_max = limgain[sbr->bs_limiter_gains] * sqrtf((FLT_EPSILON + sum[0]) / (FLT_EPSILON + sum[1]));
1514             gain_max = FFMIN(100000.f, gain_max);
1515             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1516                 float q_m_max   = sbr->q_m[e][m] * gain_max / sbr->gain[e][m];
1517                 sbr->q_m[e][m]  = FFMIN(sbr->q_m[e][m], q_m_max);
1518                 sbr->gain[e][m] = FFMIN(sbr->gain[e][m], gain_max);
1519             }
1520             sum[0] = sum[1] = 0.0f;
1521             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1522                 sum[0] += sbr->e_origmapped[e][m];
1523                 sum[1] += sbr->e_curr[e][m] * sbr->gain[e][m] * sbr->gain[e][m]
1524                           + sbr->s_m[e][m] * sbr->s_m[e][m]
1525                           + (delta && !sbr->s_m[e][m]) * sbr->q_m[e][m] * sbr->q_m[e][m];
1526             }
1527             gain_boost = sqrtf((FLT_EPSILON + sum[0]) / (FLT_EPSILON + sum[1]));
1528             gain_boost = FFMIN(1.584893192f, gain_boost);
1529             for (m = sbr->f_tablelim[k] - sbr->kx[1]; m < sbr->f_tablelim[k + 1] - sbr->kx[1]; m++) {
1530                 sbr->gain[e][m] *= gain_boost;
1531                 sbr->q_m[e][m]  *= gain_boost;
1532                 sbr->s_m[e][m]  *= gain_boost;
1533             }
1534         }
1535     }
1536 }
1537
1538 /// Assembling HF Signals (14496-3 sp04 p220)
1539 static void sbr_hf_assemble(float Y[2][38][64][2], const float X_high[64][40][2],
1540                             SpectralBandReplication *sbr, SBRData *ch_data,
1541                             const int e_a[2])
1542 {
1543     int e, i, j, m;
1544     const int h_SL = 4 * !sbr->bs_smoothing_mode;
1545     const int kx = sbr->kx[1];
1546     const int m_max = sbr->m[1];
1547     static const float h_smooth[5] = {
1548         0.33333333333333,
1549         0.30150283239582,
1550         0.21816949906249,
1551         0.11516383427084,
1552         0.03183050093751,
1553     };
1554     static const int8_t phi[2][4] = {
1555         {  1,  0, -1,  0}, // real
1556         {  0,  1,  0, -1}, // imaginary
1557     };
1558     float (*g_temp)[48] = ch_data->g_temp, (*q_temp)[48] = ch_data->q_temp;
1559     int indexnoise = ch_data->f_indexnoise;
1560     int indexsine  = ch_data->f_indexsine;
1561     memcpy(Y[0], Y[1], sizeof(Y[0]));
1562
1563     if (sbr->reset) {
1564         for (i = 0; i < h_SL; i++) {
1565             memcpy(g_temp[i + 2*ch_data->t_env[0]], sbr->gain[0], m_max * sizeof(sbr->gain[0][0]));
1566             memcpy(q_temp[i + 2*ch_data->t_env[0]], sbr->q_m[0],  m_max * sizeof(sbr->q_m[0][0]));
1567         }
1568     } else if (h_SL) {
1569         memcpy(g_temp[2*ch_data->t_env[0]], g_temp[2*ch_data->t_env_num_env_old], 4*sizeof(g_temp[0]));
1570         memcpy(q_temp[2*ch_data->t_env[0]], q_temp[2*ch_data->t_env_num_env_old], 4*sizeof(q_temp[0]));
1571     }
1572
1573     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1574         for (i = 2 * ch_data->t_env[e]; i < 2 * ch_data->t_env[e + 1]; i++) {
1575             memcpy(g_temp[h_SL + i], sbr->gain[e], m_max * sizeof(sbr->gain[0][0]));
1576             memcpy(q_temp[h_SL + i], sbr->q_m[e],  m_max * sizeof(sbr->q_m[0][0]));
1577         }
1578     }
1579
1580     for (e = 0; e < ch_data->bs_num_env; e++) {
1581         for (i = 2 * ch_data->t_env[e]; i < 2 * ch_data->t_env[e + 1]; i++) {
1582             int phi_sign = (1 - 2*(kx & 1));
1583             float g_filt_tab[48], *g_filt;
1584             float q_filt_tab[48], *q_filt;
1585
1586             if (h_SL && e != e_a[0] && e != e_a[1]) {
1587                 g_filt = g_filt_tab;
1588                 q_filt = q_filt_tab;
1589                 for (m = 0; m < m_max; m++) {
1590                     const int idx1 = i + h_SL;
1591                     g_filt[m] = 0.0f;
1592                     q_filt[m] = 0.0f;
1593                     for (j = 0; j <= h_SL; j++) {
1594                         g_filt[m] += g_temp[idx1 - j][m] * h_smooth[j];
1595                         q_filt[m] += q_temp[idx1 - j][m] * h_smooth[j];
1596                     }
1597                 }
1598             } else {
1599                 g_filt = g_temp[i + h_SL];
1600                 q_filt = q_temp[i];
1601             }
1602
1603             sbr->dsp.hf_g_filt(Y[1][i] + kx, X_high + kx, g_filt, m_max,
1604                                i + ENVELOPE_ADJUSTMENT_OFFSET);
1605
1606             if (e != e_a[0] && e != e_a[1]) {
1607                 sbr->dsp.hf_apply_noise[indexsine](Y[1][i] + kx, sbr->s_m[e],
1608                                                    q_filt, indexnoise,
1609                                                    kx, m_max);
1610             } else {
1611                 for (m = 0; m < m_max; m++) {
1612                     Y[1][i][m + kx][0] +=
1613                         sbr->s_m[e][m] * phi[0][indexsine];
1614                     Y[1][i][m + kx][1] +=
1615                         sbr->s_m[e][m] * (phi[1][indexsine] * phi_sign);
1616                     phi_sign = -phi_sign;
1617                 }
1618             }
1619             indexnoise = (indexnoise + m_max) & 0x1ff;
1620             indexsine = (indexsine + 1) & 3;
1621         }
1622     }
1623     ch_data->f_indexnoise = indexnoise;
1624     ch_data->f_indexsine  = indexsine;
1625 }
1626
1627 void ff_sbr_apply(AACContext *ac, SpectralBandReplication *sbr, int id_aac,
1628                   float* L, float* R)
1629 {
1630     int downsampled = ac->m4ac.ext_sample_rate < sbr->sample_rate;
1631     int ch;
1632     int nch = (id_aac == TYPE_CPE) ? 2 : 1;
1633
1634     if (sbr->start) {
1635         sbr_dequant(sbr, id_aac);
1636     }
1637     for (ch = 0; ch < nch; ch++) {
1638         /* decode channel */
1639         sbr_qmf_analysis(&ac->dsp, &sbr->mdct_ana, &sbr->dsp, ch ? R : L, sbr->data[ch].analysis_filterbank_samples,
1640                          (float*)sbr->qmf_filter_scratch,
1641                          sbr->data[ch].W);
1642         sbr_lf_gen(ac, sbr, sbr->X_low, sbr->data[ch].W);
1643         if (sbr->start) {
1644             sbr_hf_inverse_filter(&sbr->dsp, sbr->alpha0, sbr->alpha1, sbr->X_low, sbr->k[0]);
1645             sbr_chirp(sbr, &sbr->data[ch]);
1646             sbr_hf_gen(ac, sbr, sbr->X_high, sbr->X_low, sbr->alpha0, sbr->alpha1,
1647                        sbr->data[ch].bw_array, sbr->data[ch].t_env,
1648                        sbr->data[ch].bs_num_env);
1649
1650             // hf_adj
1651             sbr_mapping(ac, sbr, &sbr->data[ch], sbr->data[ch].e_a);
1652             sbr_env_estimate(sbr->e_curr, sbr->X_high, sbr, &sbr->data[ch]);
1653             sbr_gain_calc(ac, sbr, &sbr->data[ch], sbr->data[ch].e_a);
1654             sbr_hf_assemble(sbr->data[ch].Y, sbr->X_high, sbr, &sbr->data[ch],
1655                             sbr->data[ch].e_a);
1656         }
1657
1658         /* synthesis */
1659         sbr_x_gen(sbr, sbr->X[ch], sbr->X_low, sbr->data[ch].Y, ch);
1660     }
1661
1662     if (ac->m4ac.ps == 1) {
1663         if (sbr->ps.start) {
1664             ff_ps_apply(ac->avctx, &sbr->ps, sbr->X[0], sbr->X[1], sbr->kx[1] + sbr->m[1]);
1665         } else {
1666             memcpy(sbr->X[1], sbr->X[0], sizeof(sbr->X[0]));
1667         }
1668         nch = 2;
1669     }
1670
1671     sbr_qmf_synthesis(&ac->dsp, &sbr->mdct, &sbr->dsp, L, sbr->X[0], sbr->qmf_filter_scratch,
1672                       sbr->data[0].synthesis_filterbank_samples,
1673                       &sbr->data[0].synthesis_filterbank_samples_offset,
1674                       downsampled);
1675     if (nch == 2)
1676         sbr_qmf_synthesis(&ac->dsp, &sbr->mdct, &sbr->dsp, R, sbr->X[1], sbr->qmf_filter_scratch,
1677                           sbr->data[1].synthesis_filterbank_samples,
1678                           &sbr->data[1].synthesis_filterbank_samples_offset,
1679                           downsampled);
1680 }