git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/g723_1enc.c

   1 /*
   2  * G.723.1 compatible encoder
   3  * Copyright (c) Mohamed Naufal <naufal22@gmail.com>
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 /**
  23  * @file
  24  * G.723.1 compatible encoder
  25  */
  26
  27 #include <stdint.h>
  28 #include <string.h>
  29
  30 #include "libavutil/channel_layout.h"
  31 #include "libavutil/common.h"
  32 #include "libavutil/mem.h"
  33 #include "libavutil/opt.h"
  34
  35 #include "avcodec.h"
  36 #include "celp_math.h"
  37 #include "g723_1.h"
  38 #include "internal.h"
  39
  40 #define BITSTREAM_WRITER_LE
  41 #include "put_bits.h"
  42
  43 /**
  44  * Hamming window coefficients scaled by 2^15
  45  */
  46 static const int16_t hamming_window[LPC_FRAME] = {
  47      2621,  2631,  2659,  2705,  2770,  2853,  2955,  3074,  3212,  3367,
  48      3541,  3731,  3939,  4164,  4405,  4663,  4937,  5226,  5531,  5851,
  49      6186,  6534,  6897,  7273,  7661,  8062,  8475,  8899,  9334,  9780,
  50     10235, 10699, 11172, 11653, 12141, 12636, 13138, 13645, 14157, 14673,
  51     15193, 15716, 16242, 16769, 17298, 17827, 18356, 18884, 19411, 19935,
  52     20457, 20975, 21489, 21999, 22503, 23002, 23494, 23978, 24455, 24924,
  53     25384, 25834, 26274, 26704, 27122, 27529, 27924, 28306, 28675, 29031,
  54     29373, 29700, 30012, 30310, 30592, 30857, 31107, 31340, 31557, 31756,
  55     31938, 32102, 32249, 32377, 32488, 32580, 32654, 32710, 32747, 32766,
  56     32766, 32747, 32710, 32654, 32580, 32488, 32377, 32249, 32102, 31938,
  57     31756, 31557, 31340, 31107, 30857, 30592, 30310, 30012, 29700, 29373,
  58     29031, 28675, 28306, 27924, 27529, 27122, 26704, 26274, 25834, 25384,
  59     24924, 24455, 23978, 23494, 23002, 22503, 21999, 21489, 20975, 20457,
  60     19935, 19411, 18884, 18356, 17827, 17298, 16769, 16242, 15716, 15193,
  61     14673, 14157, 13645, 13138, 12636, 12141, 11653, 11172, 10699, 10235,
  62      9780, 9334,   8899,  8475,  8062,  7661,  7273,  6897,  6534,  6186,
  63      5851, 5531,   5226,  4937,  4663,  4405,  4164,  3939,  3731,  3541,
  64      3367, 3212,   3074,  2955,  2853,  2770,  2705,  2659,  2631,  2621
  65 };
  66
  67 /**
  68  * Binomial window coefficients scaled by 2^15
  69  */
  70 static const int16_t binomial_window[LPC_ORDER] = {
  71     32749, 32695, 32604, 32477, 32315, 32118, 31887, 31622, 31324, 30995
  72 };
  73
  74 /**
  75  * 0.994^i scaled by 2^15
  76  */
  77 static const int16_t bandwidth_expand[LPC_ORDER] = {
  78     32571, 32376, 32182, 31989, 31797, 31606, 31416, 31228, 31040, 30854
  79 };
  80
  81 /**
  82  * 0.5^i scaled by 2^15
  83  */
  84 static const int16_t percept_flt_tbl[2][LPC_ORDER] = {
  85     /* Zero part */
  86     {29491, 26542, 23888, 21499, 19349, 17414, 15673, 14106, 12695, 11425},
  87     /* Pole part */
  88     {16384,  8192,  4096,  2048,  1024,   512,   256,   128,    64,    32}
  89 };
  90
  91 static av_cold int g723_1_encode_init(AVCodecContext *avctx)
  92 {
  93     G723_1_Context *s = avctx->priv_data;
  94     G723_1_ChannelContext *p = &s->ch[0];
  95
  96     if (avctx->sample_rate != 8000) {
  97         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Only 8000Hz sample rate supported\n");
  98         return AVERROR(EINVAL);
  99     }
 100
 101     if (avctx->channels != 1) {
 102         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Only mono supported\n");
 103         return AVERROR(EINVAL);
 104     }
 105
 106     if (avctx->bit_rate == 6300) {
 107         p->cur_rate = RATE_6300;
 108     } else if (avctx->bit_rate == 5300) {
 109         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Use bitrate 6300 instead of 5300.\n");
 110         avpriv_report_missing_feature(avctx, "Bitrate 5300");
 111         return AVERROR_PATCHWELCOME;
 112     } else {
 113         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Bitrate not supported, use 6300\n");
 114         return AVERROR(EINVAL);
 115     }
 116     avctx->frame_size = 240;
 117     memcpy(p->prev_lsp, dc_lsp, LPC_ORDER * sizeof(int16_t));
 118
 119     return 0;
 120 }
 121
 122 /**
 123  * Remove DC component from the input signal.
 124  *
 125  * @param buf input signal
 126  * @param fir zero memory
 127  * @param iir pole memory
 128  */
 129 static void highpass_filter(int16_t *buf, int16_t *fir, int *iir)
 130 {
 131     int i;
 132     for (i = 0; i < FRAME_LEN; i++) {
 133         *iir   = (buf[i] << 15) + ((-*fir) << 15) + MULL2(*iir, 0x7f00);
 134         *fir   = buf[i];
 135         buf[i] = av_clipl_int32((int64_t)*iir + (1 << 15)) >> 16;
 136     }
 137 }
 138
 139 /**
 140  * Estimate autocorrelation of the input vector.
 141  *
 142  * @param buf      input buffer
 143  * @param autocorr autocorrelation coefficients vector
 144  */
 145 static void comp_autocorr(int16_t *buf, int16_t *autocorr)
 146 {
 147     int i, scale, temp;
 148     int16_t vector[LPC_FRAME];
 149
 150     ff_g723_1_scale_vector(vector, buf, LPC_FRAME);
 151
 152     /* Apply the Hamming window */
 153     for (i = 0; i < LPC_FRAME; i++)
 154         vector[i] = (vector[i] * hamming_window[i] + (1 << 14)) >> 15;
 155
 156     /* Compute the first autocorrelation coefficient */
 157     temp = ff_dot_product(vector, vector, LPC_FRAME);
 158
 159     /* Apply a white noise correlation factor of (1025/1024) */
 160     temp += temp >> 10;
 161
 162     /* Normalize */
 163     scale       = ff_g723_1_normalize_bits(temp, 31);
 164     autocorr[0] = av_clipl_int32((int64_t) (temp << scale) +
 165                                  (1 << 15)) >> 16;
 166
 167     /* Compute the remaining coefficients */
 168     if (!autocorr[0]) {
 169         memset(autocorr + 1, 0, LPC_ORDER * sizeof(int16_t));
 170     } else {
 171         for (i = 1; i <= LPC_ORDER; i++) {
 172             temp        = ff_dot_product(vector, vector + i, LPC_FRAME - i);
 173             temp        = MULL2((temp << scale), binomial_window[i - 1]);
 174             autocorr[i] = av_clipl_int32((int64_t) temp + (1 << 15)) >> 16;
 175         }
 176     }
 177 }
 178
 179 /**
 180  * Use Levinson-Durbin recursion to compute LPC coefficients from
 181  * autocorrelation values.
 182  *
 183  * @param lpc      LPC coefficients vector
 184  * @param autocorr autocorrelation coefficients vector
 185  * @param error    prediction error
 186  */
 187 static void levinson_durbin(int16_t *lpc, int16_t *autocorr, int16_t error)
 188 {
 189     int16_t vector[LPC_ORDER];
 190     int16_t partial_corr;
 191     int i, j, temp;
 192
 193     memset(lpc, 0, LPC_ORDER * sizeof(int16_t));
 194
 195     for (i = 0; i < LPC_ORDER; i++) {
 196         /* Compute the partial correlation coefficient */
 197         temp = 0;
 198         for (j = 0; j < i; j++)
 199             temp -= lpc[j] * autocorr[i - j - 1];
 200         temp = ((autocorr[i] << 13) + temp) << 3;
 201
 202         if (FFABS(temp) >= (error << 16))
 203             break;
 204
 205         partial_corr = temp / (error << 1);
 206
 207         lpc[i] = av_clipl_int32((int64_t) (partial_corr << 14) +
 208                                 (1 << 15)) >> 16;
 209
 210         /* Update the prediction error */
 211         temp  = MULL2(temp, partial_corr);
 212         error = av_clipl_int32((int64_t) (error << 16) - temp +
 213                                (1 << 15)) >> 16;
 214
 215         memcpy(vector, lpc, i * sizeof(int16_t));
 216         for (j = 0; j < i; j++) {
 217             temp   = partial_corr * vector[i - j - 1] << 1;
 218             lpc[j] = av_clipl_int32((int64_t) (lpc[j] << 16) - temp +
 219                                     (1 << 15)) >> 16;
 220         }
 221     }
 222 }
 223
 224 /**
 225  * Calculate LPC coefficients for the current frame.
 226  *
 227  * @param buf       current frame
 228  * @param prev_data 2 trailing subframes of the previous frame
 229  * @param lpc       LPC coefficients vector
 230  */
 231 static void comp_lpc_coeff(int16_t *buf, int16_t *lpc)
 232 {
 233     int16_t autocorr[(LPC_ORDER + 1) * SUBFRAMES];
 234     int16_t *autocorr_ptr = autocorr;
 235     int16_t *lpc_ptr      = lpc;
 236     int i, j;
 237
 238     for (i = 0, j = 0; j < SUBFRAMES; i += SUBFRAME_LEN, j++) {
 239         comp_autocorr(buf + i, autocorr_ptr);
 240         levinson_durbin(lpc_ptr, autocorr_ptr + 1, autocorr_ptr[0]);
 241
 242         lpc_ptr      += LPC_ORDER;
 243         autocorr_ptr += LPC_ORDER + 1;
 244     }
 245 }
 246
 247 static void lpc2lsp(int16_t *lpc, int16_t *prev_lsp, int16_t *lsp)
 248 {
 249     int f[LPC_ORDER + 2]; ///< coefficients of the sum and difference
 250                           ///< polynomials (F1, F2) ordered as
 251                           ///< f1[0], f2[0], ...., f1[5], f2[5]
 252
 253     int max, shift, cur_val, prev_val, count, p;
 254     int i, j;
 255     int64_t temp;
 256
 257     /* Initialize f1[0] and f2[0] to 1 in Q25 */
 258     for (i = 0; i < LPC_ORDER; i++)
 259         lsp[i] = (lpc[i] * bandwidth_expand[i] + (1 << 14)) >> 15;
 260
 261     /* Apply bandwidth expansion on the LPC coefficients */
 262     f[0] = f[1] = 1 << 25;
 263
 264     /* Compute the remaining coefficients */
 265     for (i = 0; i < LPC_ORDER / 2; i++) {
 266         /* f1 */
 267         f[2 * i + 2] = -f[2 * i] - ((lsp[i] + lsp[LPC_ORDER - 1 - i]) << 12);
 268         /* f2 */
 269         f[2 * i + 3] = f[2 * i + 1] - ((lsp[i] - lsp[LPC_ORDER - 1 - i]) << 12);
 270     }
 271
 272     /* Divide f1[5] and f2[5] by 2 for use in polynomial evaluation */
 273     f[LPC_ORDER]     >>= 1;
 274     f[LPC_ORDER + 1] >>= 1;
 275
 276     /* Normalize and shorten */
 277     max = FFABS(f[0]);
 278     for (i = 1; i < LPC_ORDER + 2; i++)
 279         max = FFMAX(max, FFABS(f[i]));
 280
 281     shift = ff_g723_1_normalize_bits(max, 31);
 282
 283     for (i = 0; i < LPC_ORDER + 2; i++)
 284         f[i] = av_clipl_int32((int64_t) (f[i] << shift) + (1 << 15)) >> 16;
 285
 286     /**
 287      * Evaluate F1 and F2 at uniform intervals of pi/256 along the
 288      * unit circle and check for zero crossings.
 289      */
 290     p    = 0;
 291     temp = 0;
 292     for (i = 0; i <= LPC_ORDER / 2; i++)
 293         temp += f[2 * i] * G723_1_COS_TAB_FIRST_ELEMENT;
 294     prev_val = av_clipl_int32(temp << 1);
 295     count    = 0;
 296     for (i = 1; i < COS_TBL_SIZE / 2; i++) {
 297         /* Evaluate */
 298         temp = 0;
 299         for (j = 0; j <= LPC_ORDER / 2; j++)
 300             temp += f[LPC_ORDER - 2 * j + p] * ff_g723_1_cos_tab[i * j % COS_TBL_SIZE];
 301         cur_val = av_clipl_int32(temp << 1);
 302
 303         /* Check for sign change, indicating a zero crossing */
 304         if ((cur_val ^ prev_val) < 0) {
 305             int abs_cur  = FFABS(cur_val);
 306             int abs_prev = FFABS(prev_val);
 307             int sum      = abs_cur + abs_prev;
 308
 309             shift        = ff_g723_1_normalize_bits(sum, 31);
 310             sum        <<= shift;
 311             abs_prev     = abs_prev << shift >> 8;
 312             lsp[count++] = ((i - 1) << 7) + (abs_prev >> 1) / (sum >> 16);
 313
 314             if (count == LPC_ORDER)
 315                 break;
 316
 317             /* Switch between sum and difference polynomials */
 318             p ^= 1;
 319
 320             /* Evaluate */
 321             temp = 0;
 322             for (j = 0; j <= LPC_ORDER / 2; j++)
 323                 temp += f[LPC_ORDER - 2 * j + p] *
 324                         ff_g723_1_cos_tab[i * j % COS_TBL_SIZE];
 325             cur_val = av_clipl_int32(temp << 1);
 326         }
 327         prev_val = cur_val;
 328     }
 329
 330     if (count != LPC_ORDER)
 331         memcpy(lsp, prev_lsp, LPC_ORDER * sizeof(int16_t));
 332 }
 333
 334 /**
 335  * Quantize the current LSP subvector.
 336  *
 337  * @param num    band number
 338  * @param offset offset of the current subvector in an LPC_ORDER vector
 339  * @param size   size of the current subvector
 340  */
 341 #define get_index(num, offset, size)                                          \
 342 {                                                                             \
 343     int error, max = -1;                                                      \
 344     int16_t temp[4];                                                          \
 345     int i, j;                                                                 \
 346                                                                               \
 347     for (i = 0; i < LSP_CB_SIZE; i++) {                                       \
 348         for (j = 0; j < size; j++){                                           \
 349             temp[j] = (weight[j + (offset)] * ff_g723_1_lsp_band##num[i][j] + \
 350                       (1 << 14)) >> 15;                                       \
 351         }                                                                     \
 352         error  = ff_g723_1_dot_product(lsp + (offset), temp, size) << 1;      \
 353         error -= ff_g723_1_dot_product(ff_g723_1_lsp_band##num[i], temp, size); \
 354         if (error > max) {                                                    \
 355             max = error;                                                      \
 356             lsp_index[num] = i;                                               \
 357         }                                                                     \
 358     }                                                                         \
 359 }
 360
 361 /**
 362  * Vector quantize the LSP frequencies.
 363  *
 364  * @param lsp      the current lsp vector
 365  * @param prev_lsp the previous lsp vector
 366  */
 367 static void lsp_quantize(uint8_t *lsp_index, int16_t *lsp, int16_t *prev_lsp)
 368 {
 369     int16_t weight[LPC_ORDER];
 370     int16_t min, max;
 371     int shift, i;
 372
 373     /* Calculate the VQ weighting vector */
 374     weight[0]             = (1 << 20) / (lsp[1] - lsp[0]);
 375     weight[LPC_ORDER - 1] = (1 << 20) /
 376                             (lsp[LPC_ORDER - 1] - lsp[LPC_ORDER - 2]);
 377
 378     for (i = 1; i < LPC_ORDER - 1; i++) {
 379         min = FFMIN(lsp[i] - lsp[i - 1], lsp[i + 1] - lsp[i]);
 380         if (min > 0x20)
 381             weight[i] = (1 << 20) / min;
 382         else
 383             weight[i] = INT16_MAX;
 384     }
 385
 386     /* Normalize */
 387     max = 0;
 388     for (i = 0; i < LPC_ORDER; i++)
 389         max = FFMAX(weight[i], max);
 390
 391     shift = ff_g723_1_normalize_bits(max, 15);
 392     for (i = 0; i < LPC_ORDER; i++) {
 393         weight[i] <<= shift;
 394     }
 395
 396     /* Compute the VQ target vector */
 397     for (i = 0; i < LPC_ORDER; i++) {
 398         lsp[i] -= dc_lsp[i] +
 399                   (((prev_lsp[i] - dc_lsp[i]) * 12288 + (1 << 14)) >> 15);
 400     }
 401
 402     get_index(0, 0, 3);
 403     get_index(1, 3, 3);
 404     get_index(2, 6, 4);
 405 }
 406
 407 /**
 408  * Perform IIR filtering.
 409  *
 410  * @param fir_coef FIR coefficients
 411  * @param iir_coef IIR coefficients
 412  * @param src      source vector
 413  * @param dest     destination vector
 414  */
 415 static void iir_filter(int16_t *fir_coef, int16_t *iir_coef,
 416                        int16_t *src, int16_t *dest)
 417 {
 418     int m, n;
 419
 420     for (m = 0; m < SUBFRAME_LEN; m++) {
 421         int64_t filter = 0;
 422         for (n = 1; n <= LPC_ORDER; n++) {
 423             filter -= fir_coef[n - 1] * src[m - n] -
 424                       iir_coef[n - 1] * dest[m - n];
 425         }
 426
 427         dest[m] = av_clipl_int32((src[m] << 16) + (filter << 3) +
 428                                  (1 << 15)) >> 16;
 429     }
 430 }
 431
 432 /**
 433  * Apply the formant perceptual weighting filter.
 434  *
 435  * @param flt_coef filter coefficients
 436  * @param unq_lpc  unquantized lpc vector
 437  */
 438 static void perceptual_filter(G723_1_ChannelContext *p, int16_t *flt_coef,
 439                               int16_t *unq_lpc, int16_t *buf)
 440 {
 441     int16_t vector[FRAME_LEN + LPC_ORDER];
 442     int i, j, k, l = 0;
 443
 444     memcpy(buf, p->iir_mem, sizeof(int16_t) * LPC_ORDER);
 445     memcpy(vector, p->fir_mem, sizeof(int16_t) * LPC_ORDER);
 446     memcpy(vector + LPC_ORDER, buf + LPC_ORDER, sizeof(int16_t) * FRAME_LEN);
 447
 448     for (i = LPC_ORDER, j = 0; j < SUBFRAMES; i += SUBFRAME_LEN, j++) {
 449         for (k = 0; k < LPC_ORDER; k++) {
 450             flt_coef[k + 2 * l] = (unq_lpc[k + l] * percept_flt_tbl[0][k] +
 451                                    (1 << 14)) >> 15;
 452             flt_coef[k + 2 * l + LPC_ORDER] = (unq_lpc[k + l] *
 453                                                percept_flt_tbl[1][k] +
 454                                                (1 << 14)) >> 15;
 455         }
 456         iir_filter(flt_coef + 2 * l, flt_coef + 2 * l + LPC_ORDER,
 457                    vector + i, buf + i);
 458         l += LPC_ORDER;
 459     }
 460     memcpy(p->iir_mem, buf + FRAME_LEN, sizeof(int16_t) * LPC_ORDER);
 461     memcpy(p->fir_mem, vector + FRAME_LEN, sizeof(int16_t) * LPC_ORDER);
 462 }
 463
 464 /**
 465  * Estimate the open loop pitch period.
 466  *
 467  * @param buf   perceptually weighted speech
 468  * @param start estimation is carried out from this position
 469  */
 470 static int estimate_pitch(int16_t *buf, int start)
 471 {
 472     int max_exp = 32;
 473     int max_ccr = 0x4000;
 474     int max_eng = 0x7fff;
 475     int index   = PITCH_MIN;
 476     int offset  = start - PITCH_MIN + 1;
 477
 478     int ccr, eng, orig_eng, ccr_eng, exp;
 479     int diff, temp;
 480
 481     int i;
 482
 483     orig_eng = ff_dot_product(buf + offset, buf + offset, HALF_FRAME_LEN);
 484
 485     for (i = PITCH_MIN; i <= PITCH_MAX - 3; i++) {
 486         offset--;
 487
 488         /* Update energy and compute correlation */
 489         orig_eng += buf[offset] * buf[offset] -
 490                     buf[offset + HALF_FRAME_LEN] * buf[offset + HALF_FRAME_LEN];
 491         ccr = ff_dot_product(buf + start, buf + offset, HALF_FRAME_LEN);
 492         if (ccr <= 0)
 493             continue;
 494
 495         /* Split into mantissa and exponent to maintain precision */
 496         exp   = ff_g723_1_normalize_bits(ccr, 31);
 497         ccr   = av_clipl_int32((int64_t) (ccr << exp) + (1 << 15)) >> 16;
 498         exp <<= 1;
 499         ccr  *= ccr;
 500         temp  = ff_g723_1_normalize_bits(ccr, 31);
 501         ccr   = ccr << temp >> 16;
 502         exp  += temp;
 503
 504         temp = ff_g723_1_normalize_bits(orig_eng, 31);
 505         eng  = av_clipl_int32((int64_t) (orig_eng << temp) + (1 << 15)) >> 16;
 506         exp -= temp;
 507
 508         if (ccr >= eng) {
 509             exp--;
 510             ccr >>= 1;
 511         }
 512         if (exp > max_exp)
 513             continue;
 514
 515         if (exp + 1 < max_exp)
 516             goto update;
 517
 518         /* Equalize exponents before comparison */
 519         if (exp + 1 == max_exp)
 520             temp = max_ccr >> 1;
 521         else
 522             temp = max_ccr;
 523         ccr_eng = ccr * max_eng;
 524         diff    = ccr_eng - eng * temp;
 525         if (diff > 0 && (i - index < PITCH_MIN || diff > ccr_eng >> 2)) {
 526 update:
 527             index   = i;
 528             max_exp = exp;
 529             max_ccr = ccr;
 530             max_eng = eng;
 531         }
 532     }
 533     return index;
 534 }
 535
 536 /**
 537  * Compute harmonic noise filter parameters.
 538  *
 539  * @param buf       perceptually weighted speech
 540  * @param pitch_lag open loop pitch period
 541  * @param hf        harmonic filter parameters
 542  */
 543 static void comp_harmonic_coeff(int16_t *buf, int16_t pitch_lag, HFParam *hf)
 544 {
 545     int ccr, eng, max_ccr, max_eng;
 546     int exp, max, diff;
 547     int energy[15];
 548     int i, j;
 549
 550     for (i = 0, j = pitch_lag - 3; j <= pitch_lag + 3; i++, j++) {
 551         /* Compute residual energy */
 552         energy[i << 1] = ff_dot_product(buf - j, buf - j, SUBFRAME_LEN);
 553         /* Compute correlation */
 554         energy[(i << 1) + 1] = ff_dot_product(buf, buf - j, SUBFRAME_LEN);
 555     }
 556
 557     /* Compute target energy */
 558     energy[14] = ff_dot_product(buf, buf, SUBFRAME_LEN);
 559
 560     /* Normalize */
 561     max = 0;
 562     for (i = 0; i < 15; i++)
 563         max = FFMAX(max, FFABS(energy[i]));
 564
 565     exp = ff_g723_1_normalize_bits(max, 31);
 566     for (i = 0; i < 15; i++) {
 567         energy[i] = av_clipl_int32((int64_t)(energy[i] << exp) +
 568                                    (1 << 15)) >> 16;
 569     }
 570
 571     hf->index = -1;
 572     hf->gain  =  0;
 573     max_ccr   =  1;
 574     max_eng   =  0x7fff;
 575
 576     for (i = 0; i <= 6; i++) {
 577         eng = energy[i << 1];
 578         ccr = energy[(i << 1) + 1];
 579
 580         if (ccr <= 0)
 581             continue;
 582
 583         ccr  = (ccr * ccr + (1 << 14)) >> 15;
 584         diff = ccr * max_eng - eng * max_ccr;
 585         if (diff > 0) {
 586             max_ccr   = ccr;
 587             max_eng   = eng;
 588             hf->index = i;
 589         }
 590     }
 591
 592     if (hf->index == -1) {
 593         hf->index = pitch_lag;
 594         return;
 595     }
 596
 597     eng = energy[14] * max_eng;
 598     eng = (eng >> 2) + (eng >> 3);
 599     ccr = energy[(hf->index << 1) + 1] * energy[(hf->index << 1) + 1];
 600     if (eng < ccr) {
 601         eng = energy[(hf->index << 1) + 1];
 602
 603         if (eng >= max_eng)
 604             hf->gain = 0x2800;
 605         else
 606             hf->gain = ((eng << 15) / max_eng * 0x2800 + (1 << 14)) >> 15;
 607     }
 608     hf->index += pitch_lag - 3;
 609 }
 610
 611 /**
 612  * Apply the harmonic noise shaping filter.
 613  *
 614  * @param hf filter parameters
 615  */
 616 static void harmonic_filter(HFParam *hf, const int16_t *src, int16_t *dest)
 617 {
 618     int i;
 619
 620     for (i = 0; i < SUBFRAME_LEN; i++) {
 621         int64_t temp = hf->gain * src[i - hf->index] << 1;
 622         dest[i] = av_clipl_int32((src[i] << 16) - temp + (1 << 15)) >> 16;
 623     }
 624 }
 625
 626 static void harmonic_noise_sub(HFParam *hf, const int16_t *src, int16_t *dest)
 627 {
 628     int i;
 629     for (i = 0; i < SUBFRAME_LEN; i++) {
 630         int64_t temp = hf->gain * src[i - hf->index] << 1;
 631         dest[i] = av_clipl_int32(((dest[i] - src[i]) << 16) + temp +
 632                                  (1 << 15)) >> 16;
 633     }
 634 }
 635
 636 /**
 637  * Combined synthesis and formant perceptual weighting filer.
 638  *
 639  * @param qnt_lpc  quantized lpc coefficients
 640  * @param perf_lpc perceptual filter coefficients
 641  * @param perf_fir perceptual filter fir memory
 642  * @param perf_iir perceptual filter iir memory
 643  * @param scale    the filter output will be scaled by 2^scale
 644  */
 645 static void synth_percept_filter(int16_t *qnt_lpc, int16_t *perf_lpc,
 646                                  int16_t *perf_fir, int16_t *perf_iir,
 647                                  const int16_t *src, int16_t *dest, int scale)
 648 {
 649     int i, j;
 650     int16_t buf_16[SUBFRAME_LEN + LPC_ORDER];
 651     int64_t buf[SUBFRAME_LEN];
 652
 653     int16_t *bptr_16 = buf_16 + LPC_ORDER;
 654
 655     memcpy(buf_16, perf_fir, sizeof(int16_t) * LPC_ORDER);
 656     memcpy(dest - LPC_ORDER, perf_iir, sizeof(int16_t) * LPC_ORDER);
 657
 658     for (i = 0; i < SUBFRAME_LEN; i++) {
 659         int64_t temp = 0;
 660         for (j = 1; j <= LPC_ORDER; j++)
 661             temp -= qnt_lpc[j - 1] * bptr_16[i - j];
 662
 663         buf[i]     = (src[i] << 15) + (temp << 3);
 664         bptr_16[i] = av_clipl_int32(buf[i] + (1 << 15)) >> 16;
 665     }
 666
 667     for (i = 0; i < SUBFRAME_LEN; i++) {
 668         int64_t fir = 0, iir = 0;
 669         for (j = 1; j <= LPC_ORDER; j++) {
 670             fir -= perf_lpc[j - 1] * bptr_16[i - j];
 671             iir += perf_lpc[j + LPC_ORDER - 1] * dest[i - j];
 672         }
 673         dest[i] = av_clipl_int32(((buf[i] + (fir << 3)) << scale) + (iir << 3) +
 674                                  (1 << 15)) >> 16;
 675     }
 676     memcpy(perf_fir, buf_16 + SUBFRAME_LEN, sizeof(int16_t) * LPC_ORDER);
 677     memcpy(perf_iir, dest + SUBFRAME_LEN - LPC_ORDER,
 678            sizeof(int16_t) * LPC_ORDER);
 679 }
 680
 681 /**
 682  * Compute the adaptive codebook contribution.
 683  *
 684  * @param buf   input signal
 685  * @param index the current subframe index
 686  */
 687 static void acb_search(G723_1_ChannelContext *p, int16_t *residual,
 688                        int16_t *impulse_resp, const int16_t *buf,
 689                        int index)
 690 {
 691     int16_t flt_buf[PITCH_ORDER][SUBFRAME_LEN];
 692
 693     const int16_t *cb_tbl = ff_g723_1_adaptive_cb_gain85;
 694
 695     int ccr_buf[PITCH_ORDER * SUBFRAMES << 2];
 696
 697     int pitch_lag = p->pitch_lag[index >> 1];
 698     int acb_lag   = 1;
 699     int acb_gain  = 0;
 700     int odd_frame = index & 1;
 701     int iter      = 3 + odd_frame;
 702     int count     = 0;
 703     int tbl_size  = 85;
 704
 705     int i, j, k, l, max;
 706     int64_t temp;
 707
 708     if (!odd_frame) {
 709         if (pitch_lag == PITCH_MIN)
 710             pitch_lag++;
 711         else
 712             pitch_lag = FFMIN(pitch_lag, PITCH_MAX - 5);
 713     }
 714
 715     for (i = 0; i < iter; i++) {
 716         ff_g723_1_get_residual(residual, p->prev_excitation, pitch_lag + i - 1);
 717
 718         for (j = 0; j < SUBFRAME_LEN; j++) {
 719             temp = 0;
 720             for (k = 0; k <= j; k++)
 721                 temp += residual[PITCH_ORDER - 1 + k] * impulse_resp[j - k];
 722             flt_buf[PITCH_ORDER - 1][j] = av_clipl_int32((temp << 1) +
 723                                                          (1 << 15)) >> 16;
 724         }
 725
 726         for (j = PITCH_ORDER - 2; j >= 0; j--) {
 727             flt_buf[j][0] = ((residual[j] << 13) + (1 << 14)) >> 15;
 728             for (k = 1; k < SUBFRAME_LEN; k++) {
 729                 temp = (flt_buf[j + 1][k - 1] << 15) +
 730                        residual[j] * impulse_resp[k];
 731                 flt_buf[j][k] = av_clipl_int32((temp << 1) + (1 << 15)) >> 16;
 732             }
 733         }
 734
 735         /* Compute crosscorrelation with the signal */
 736         for (j = 0; j < PITCH_ORDER; j++) {
 737             temp             = ff_dot_product(buf, flt_buf[j], SUBFRAME_LEN);
 738             ccr_buf[count++] = av_clipl_int32(temp << 1);
 739         }
 740
 741         /* Compute energies */
 742         for (j = 0; j < PITCH_ORDER; j++) {
 743             ccr_buf[count++] = ff_g723_1_dot_product(flt_buf[j], flt_buf[j],
 744                                                      SUBFRAME_LEN);
 745         }
 746
 747         for (j = 1; j < PITCH_ORDER; j++) {
 748             for (k = 0; k < j; k++) {
 749                 temp             = ff_dot_product(flt_buf[j], flt_buf[k], SUBFRAME_LEN);
 750                 ccr_buf[count++] = av_clipl_int32(temp << 2);
 751             }
 752         }
 753     }
 754
 755     /* Normalize and shorten */
 756     max = 0;
 757     for (i = 0; i < 20 * iter; i++)
 758         max = FFMAX(max, FFABS(ccr_buf[i]));
 759
 760     temp = ff_g723_1_normalize_bits(max, 31);
 761
 762     for (i = 0; i < 20 * iter; i++)
 763         ccr_buf[i] = av_clipl_int32((int64_t) (ccr_buf[i] << temp) +
 764                                     (1 << 15)) >> 16;
 765
 766     max = 0;
 767     for (i = 0; i < iter; i++) {
 768         /* Select quantization table */
 769         if (!odd_frame && pitch_lag + i - 1 >= SUBFRAME_LEN - 2 ||
 770             odd_frame && pitch_lag >= SUBFRAME_LEN - 2) {
 771             cb_tbl   = ff_g723_1_adaptive_cb_gain170;
 772             tbl_size = 170;
 773         }
 774
 775         for (j = 0, k = 0; j < tbl_size; j++, k += 20) {
 776             temp = 0;
 777             for (l = 0; l < 20; l++)
 778                 temp += ccr_buf[20 * i + l] * cb_tbl[k + l];
 779             temp = av_clipl_int32(temp);
 780
 781             if (temp > max) {
 782                 max      = temp;
 783                 acb_gain = j;
 784                 acb_lag  = i;
 785             }
 786         }
 787     }
 788
 789     if (!odd_frame) {
 790         pitch_lag += acb_lag - 1;
 791         acb_lag    = 1;
 792     }
 793
 794     p->pitch_lag[index >> 1]      = pitch_lag;
 795     p->subframe[index].ad_cb_lag  = acb_lag;
 796     p->subframe[index].ad_cb_gain = acb_gain;
 797 }
 798
 799 /**
 800  * Subtract the adaptive codebook contribution from the input
 801  * to obtain the residual.
 802  *
 803  * @param buf target vector
 804  */
 805 static void sub_acb_contrib(const int16_t *residual, const int16_t *impulse_resp,
 806                             int16_t *buf)
 807 {
 808     int i, j;
 809     /* Subtract adaptive CB contribution to obtain the residual */
 810     for (i = 0; i < SUBFRAME_LEN; i++) {
 811         int64_t temp = buf[i] << 14;
 812         for (j = 0; j <= i; j++)
 813             temp -= residual[j] * impulse_resp[i - j];
 814
 815         buf[i] = av_clipl_int32((temp << 2) + (1 << 15)) >> 16;
 816     }
 817 }
 818
 819 /**
 820  * Quantize the residual signal using the fixed codebook (MP-MLQ).
 821  *
 822  * @param optim optimized fixed codebook parameters
 823  * @param buf   excitation vector
 824  */
 825 static void get_fcb_param(FCBParam *optim, int16_t *impulse_resp,
 826                           int16_t *buf, int pulse_cnt, int pitch_lag)
 827 {
 828     FCBParam param;
 829     int16_t impulse_r[SUBFRAME_LEN];
 830     int16_t temp_corr[SUBFRAME_LEN];
 831     int16_t impulse_corr[SUBFRAME_LEN];
 832
 833     int ccr1[SUBFRAME_LEN];
 834     int ccr2[SUBFRAME_LEN];
 835     int amp, err, max, max_amp_index, min, scale, i, j, k, l;
 836
 837     int64_t temp;
 838
 839     /* Update impulse response */
 840     memcpy(impulse_r, impulse_resp, sizeof(int16_t) * SUBFRAME_LEN);
 841     param.dirac_train = 0;
 842     if (pitch_lag < SUBFRAME_LEN - 2) {
 843         param.dirac_train = 1;
 844         ff_g723_1_gen_dirac_train(impulse_r, pitch_lag);
 845     }
 846
 847     for (i = 0; i < SUBFRAME_LEN; i++)
 848         temp_corr[i] = impulse_r[i] >> 1;
 849
 850     /* Compute impulse response autocorrelation */
 851     temp = ff_g723_1_dot_product(temp_corr, temp_corr, SUBFRAME_LEN);
 852
 853     scale           = ff_g723_1_normalize_bits(temp, 31);
 854     impulse_corr[0] = av_clipl_int32((temp << scale) + (1 << 15)) >> 16;
 855
 856     for (i = 1; i < SUBFRAME_LEN; i++) {
 857         temp = ff_g723_1_dot_product(temp_corr + i, temp_corr,
 858                                      SUBFRAME_LEN - i);
 859         impulse_corr[i] = av_clipl_int32((temp << scale) + (1 << 15)) >> 16;
 860     }
 861
 862     /* Compute crosscorrelation of impulse response with residual signal */
 863     scale -= 4;
 864     for (i = 0; i < SUBFRAME_LEN; i++) {
 865         temp = ff_g723_1_dot_product(buf + i, impulse_r, SUBFRAME_LEN - i);
 866         if (scale < 0)
 867             ccr1[i] = temp >> -scale;
 868         else
 869             ccr1[i] = av_clipl_int32(temp << scale);
 870     }
 871
 872     /* Search loop */
 873     for (i = 0; i < GRID_SIZE; i++) {
 874         /* Maximize the crosscorrelation */
 875         max = 0;
 876         for (j = i; j < SUBFRAME_LEN; j += GRID_SIZE) {
 877             temp = FFABS(ccr1[j]);
 878             if (temp >= max) {
 879                 max                = temp;
 880                 param.pulse_pos[0] = j;
 881             }
 882         }
 883
 884         /* Quantize the gain (max crosscorrelation/impulse_corr[0]) */
 885         amp           = max;
 886         min           = 1 << 30;
 887         max_amp_index = GAIN_LEVELS - 2;
 888         for (j = max_amp_index; j >= 2; j--) {
 889             temp = av_clipl_int32((int64_t) ff_g723_1_fixed_cb_gain[j] *
 890                                   impulse_corr[0] << 1);
 891             temp = FFABS(temp - amp);
 892             if (temp < min) {
 893                 min           = temp;
 894                 max_amp_index = j;
 895             }
 896         }
 897
 898         max_amp_index--;
 899         /* Select additional gain values */
 900         for (j = 1; j < 5; j++) {
 901             for (k = i; k < SUBFRAME_LEN; k += GRID_SIZE) {
 902                 temp_corr[k] = 0;
 903                 ccr2[k]      = ccr1[k];
 904             }
 905             param.amp_index = max_amp_index + j - 2;
 906             amp             = ff_g723_1_fixed_cb_gain[param.amp_index];
 907
 908             param.pulse_sign[0] = (ccr2[param.pulse_pos[0]] < 0) ? -amp : amp;
 909             temp_corr[param.pulse_pos[0]] = 1;
 910
 911             for (k = 1; k < pulse_cnt; k++) {
 912                 max = INT_MIN;
 913                 for (l = i; l < SUBFRAME_LEN; l += GRID_SIZE) {
 914                     if (temp_corr[l])
 915                         continue;
 916                     temp = impulse_corr[FFABS(l - param.pulse_pos[k - 1])];
 917                     temp = av_clipl_int32((int64_t) temp *
 918                                           param.pulse_sign[k - 1] << 1);
 919                     ccr2[l] -= temp;
 920                     temp     = FFABS(ccr2[l]);
 921                     if (temp > max) {
 922                         max                = temp;
 923                         param.pulse_pos[k] = l;
 924                     }
 925                 }
 926
 927                 param.pulse_sign[k] = (ccr2[param.pulse_pos[k]] < 0) ?
 928                                       -amp : amp;
 929                 temp_corr[param.pulse_pos[k]] = 1;
 930             }
 931
 932             /* Create the error vector */
 933             memset(temp_corr, 0, sizeof(int16_t) * SUBFRAME_LEN);
 934
 935             for (k = 0; k < pulse_cnt; k++)
 936                 temp_corr[param.pulse_pos[k]] = param.pulse_sign[k];
 937
 938             for (k = SUBFRAME_LEN - 1; k >= 0; k--) {
 939                 temp = 0;
 940                 for (l = 0; l <= k; l++) {
 941                     int prod = av_clipl_int32((int64_t) temp_corr[l] *
 942                                               impulse_r[k - l] << 1);
 943                     temp = av_clipl_int32(temp + prod);
 944                 }
 945                 temp_corr[k] = temp << 2 >> 16;
 946             }
 947
 948             /* Compute square of error */
 949             err = 0;
 950             for (k = 0; k < SUBFRAME_LEN; k++) {
 951                 int64_t prod;
 952                 prod = av_clipl_int32((int64_t) buf[k] * temp_corr[k] << 1);
 953                 err  = av_clipl_int32(err - prod);
 954                 prod = av_clipl_int32((int64_t) temp_corr[k] * temp_corr[k]);
 955                 err  = av_clipl_int32(err + prod);
 956             }
 957
 958             /* Minimize */
 959             if (err < optim->min_err) {
 960                 optim->min_err     = err;
 961                 optim->grid_index  = i;
 962                 optim->amp_index   = param.amp_index;
 963                 optim->dirac_train = param.dirac_train;
 964
 965                 for (k = 0; k < pulse_cnt; k++) {
 966                     optim->pulse_sign[k] = param.pulse_sign[k];
 967                     optim->pulse_pos[k]  = param.pulse_pos[k];
 968                 }
 969             }
 970         }
 971     }
 972 }
 973
 974 /**
 975  * Encode the pulse position and gain of the current subframe.
 976  *
 977  * @param optim optimized fixed CB parameters
 978  * @param buf   excitation vector
 979  */
 980 static void pack_fcb_param(G723_1_Subframe *subfrm, FCBParam *optim,
 981                            int16_t *buf, int pulse_cnt)
 982 {
 983     int i, j;
 984
 985     j = PULSE_MAX - pulse_cnt;
 986
 987     subfrm->pulse_sign = 0;
 988     subfrm->pulse_pos  = 0;
 989
 990     for (i = 0; i < SUBFRAME_LEN >> 1; i++) {
 991         int val = buf[optim->grid_index + (i << 1)];
 992         if (!val) {
 993             subfrm->pulse_pos += ff_g723_1_combinatorial_table[j][i];
 994         } else {
 995             subfrm->pulse_sign <<= 1;
 996             if (val < 0)
 997                 subfrm->pulse_sign++;
 998             j++;
 999
1000             if (j == PULSE_MAX)
1001                 break;
1002         }
1003     }
1004     subfrm->amp_index   = optim->amp_index;
1005     subfrm->grid_index  = optim->grid_index;
1006     subfrm->dirac_train = optim->dirac_train;
1007 }
1008
1009 /**
1010  * Compute the fixed codebook excitation.
1011  *
1012  * @param buf          target vector
1013  * @param impulse_resp impulse response of the combined filter
1014  */
1015 static void fcb_search(G723_1_ChannelContext *p, int16_t *impulse_resp,
1016                        int16_t *buf, int index)
1017 {
1018     FCBParam optim;
1019     int pulse_cnt = pulses[index];
1020     int i;
1021
1022     optim.min_err = 1 << 30;
1023     get_fcb_param(&optim, impulse_resp, buf, pulse_cnt, SUBFRAME_LEN);
1024
1025     if (p->pitch_lag[index >> 1] < SUBFRAME_LEN - 2) {
1026         get_fcb_param(&optim, impulse_resp, buf, pulse_cnt,
1027                       p->pitch_lag[index >> 1]);
1028     }
1029
1030     /* Reconstruct the excitation */
1031     memset(buf, 0, sizeof(int16_t) * SUBFRAME_LEN);
1032     for (i = 0; i < pulse_cnt; i++)
1033         buf[optim.pulse_pos[i]] = optim.pulse_sign[i];
1034
1035     pack_fcb_param(&p->subframe[index], &optim, buf, pulse_cnt);
1036
1037     if (optim.dirac_train)
1038         ff_g723_1_gen_dirac_train(buf, p->pitch_lag[index >> 1]);
1039 }
1040
1041 /**
1042  * Pack the frame parameters into output bitstream.
1043  *
1044  * @param frame output buffer
1045  * @param size  size of the buffer
1046  */
1047 static int pack_bitstream(G723_1_ChannelContext *p, AVPacket *avpkt)
1048 {
1049     PutBitContext pb;
1050     int info_bits = 0;
1051     int i, temp;
1052
1053     init_put_bits(&pb, avpkt->data, avpkt->size);
1054
1055     put_bits(&pb, 2, info_bits);
1056
1057     put_bits(&pb, 8, p->lsp_index[2]);
1058     put_bits(&pb, 8, p->lsp_index[1]);
1059     put_bits(&pb, 8, p->lsp_index[0]);
1060
1061     put_bits(&pb, 7, p->pitch_lag[0] - PITCH_MIN);
1062     put_bits(&pb, 2, p->subframe[1].ad_cb_lag);
1063     put_bits(&pb, 7, p->pitch_lag[1] - PITCH_MIN);
1064     put_bits(&pb, 2, p->subframe[3].ad_cb_lag);
1065
1066     /* Write 12 bit combined gain */
1067     for (i = 0; i < SUBFRAMES; i++) {
1068         temp = p->subframe[i].ad_cb_gain * GAIN_LEVELS +
1069                p->subframe[i].amp_index;
1070         if (p->cur_rate == RATE_6300)
1071             temp += p->subframe[i].dirac_train << 11;
1072         put_bits(&pb, 12, temp);
1073     }
1074
1075     put_bits(&pb, 1, p->subframe[0].grid_index);
1076     put_bits(&pb, 1, p->subframe[1].grid_index);
1077     put_bits(&pb, 1, p->subframe[2].grid_index);
1078     put_bits(&pb, 1, p->subframe[3].grid_index);
1079
1080     if (p->cur_rate == RATE_6300) {
1081         put_bits(&pb, 1, 0); /* reserved bit */
1082
1083         /* Write 13 bit combined position index */
1084         temp = (p->subframe[0].pulse_pos >> 16) * 810 +
1085                (p->subframe[1].pulse_pos >> 14) *  90 +
1086                (p->subframe[2].pulse_pos >> 16) *   9 +
1087                (p->subframe[3].pulse_pos >> 14);
1088         put_bits(&pb, 13, temp);
1089
1090         put_bits(&pb, 16, p->subframe[0].pulse_pos & 0xffff);
1091         put_bits(&pb, 14, p->subframe[1].pulse_pos & 0x3fff);
1092         put_bits(&pb, 16, p->subframe[2].pulse_pos & 0xffff);
1093         put_bits(&pb, 14, p->subframe[3].pulse_pos & 0x3fff);
1094
1095         put_bits(&pb, 6, p->subframe[0].pulse_sign);
1096         put_bits(&pb, 5, p->subframe[1].pulse_sign);
1097         put_bits(&pb, 6, p->subframe[2].pulse_sign);
1098         put_bits(&pb, 5, p->subframe[3].pulse_sign);
1099     }
1100
1101     flush_put_bits(&pb);
1102     return frame_size[info_bits];
1103 }
1104
1105 static int g723_1_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
1106                                const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr)
1107 {
1108     G723_1_Context *s = avctx->priv_data;
1109     G723_1_ChannelContext *p = &s->ch[0];
1110     int16_t unq_lpc[LPC_ORDER * SUBFRAMES];
1111     int16_t qnt_lpc[LPC_ORDER * SUBFRAMES];
1112     int16_t cur_lsp[LPC_ORDER];
1113     int16_t weighted_lpc[LPC_ORDER * SUBFRAMES << 1];
1114     int16_t vector[FRAME_LEN + PITCH_MAX];
1115     int offset, ret, i, j;
1116     int16_t *in, *start;
1117     HFParam hf[4];
1118
1119     /* duplicate input */
1120     start = in = av_malloc(frame->nb_samples * sizeof(int16_t));
1121     if (!in)
1122         return AVERROR(ENOMEM);
1123     memcpy(in, frame->data[0], frame->nb_samples * sizeof(int16_t));
1124
1125     highpass_filter(in, &p->hpf_fir_mem, &p->hpf_iir_mem);
1126
1127     memcpy(vector, p->prev_data, HALF_FRAME_LEN * sizeof(int16_t));
1128     memcpy(vector + HALF_FRAME_LEN, in, FRAME_LEN * sizeof(int16_t));
1129
1130     comp_lpc_coeff(vector, unq_lpc);
1131     lpc2lsp(&unq_lpc[LPC_ORDER * 3], p->prev_lsp, cur_lsp);
1132     lsp_quantize(p->lsp_index, cur_lsp, p->prev_lsp);
1133
1134     /* Update memory */
1135     memcpy(vector + LPC_ORDER, p->prev_data + SUBFRAME_LEN,
1136            sizeof(int16_t) * SUBFRAME_LEN);
1137     memcpy(vector + LPC_ORDER + SUBFRAME_LEN, in,
1138            sizeof(int16_t) * (HALF_FRAME_LEN + SUBFRAME_LEN));
1139     memcpy(p->prev_data, in + HALF_FRAME_LEN,
1140            sizeof(int16_t) * HALF_FRAME_LEN);
1141     memcpy(in, vector + LPC_ORDER, sizeof(int16_t) * FRAME_LEN);
1142
1143     perceptual_filter(p, weighted_lpc, unq_lpc, vector);
1144
1145     memcpy(in, vector + LPC_ORDER, sizeof(int16_t) * FRAME_LEN);
1146     memcpy(vector, p->prev_weight_sig, sizeof(int16_t) * PITCH_MAX);
1147     memcpy(vector + PITCH_MAX, in, sizeof(int16_t) * FRAME_LEN);
1148
1149     ff_g723_1_scale_vector(vector, vector, FRAME_LEN + PITCH_MAX);
1150
1151     p->pitch_lag[0] = estimate_pitch(vector, PITCH_MAX);
1152     p->pitch_lag[1] = estimate_pitch(vector, PITCH_MAX + HALF_FRAME_LEN);
1153
1154     for (i = PITCH_MAX, j = 0; j < SUBFRAMES; i += SUBFRAME_LEN, j++)
1155         comp_harmonic_coeff(vector + i, p->pitch_lag[j >> 1], hf + j);
1156
1157     memcpy(vector, p->prev_weight_sig, sizeof(int16_t) * PITCH_MAX);
1158     memcpy(vector + PITCH_MAX, in, sizeof(int16_t) * FRAME_LEN);
1159     memcpy(p->prev_weight_sig, vector + FRAME_LEN, sizeof(int16_t) * PITCH_MAX);
1160
1161     for (i = 0, j = 0; j < SUBFRAMES; i += SUBFRAME_LEN, j++)
1162         harmonic_filter(hf + j, vector + PITCH_MAX + i, in + i);
1163
1164     ff_g723_1_inverse_quant(cur_lsp, p->prev_lsp, p->lsp_index, 0);
1165     ff_g723_1_lsp_interpolate(qnt_lpc, cur_lsp, p->prev_lsp);
1166
1167     memcpy(p->prev_lsp, cur_lsp, sizeof(int16_t) * LPC_ORDER);
1168
1169     offset = 0;
1170     for (i = 0; i < SUBFRAMES; i++) {
1171         int16_t impulse_resp[SUBFRAME_LEN];
1172         int16_t residual[SUBFRAME_LEN + PITCH_ORDER - 1];
1173         int16_t flt_in[SUBFRAME_LEN];
1174         int16_t zero[LPC_ORDER], fir[LPC_ORDER], iir[LPC_ORDER];
1175
1176         /**
1177          * Compute the combined impulse response of the synthesis filter,
1178          * formant perceptual weighting filter and harmonic noise shaping filter
1179          */
1180         memset(zero, 0, sizeof(int16_t) * LPC_ORDER);
1181         memset(vector, 0, sizeof(int16_t) * PITCH_MAX);
1182         memset(flt_in, 0, sizeof(int16_t) * SUBFRAME_LEN);
1183
1184         flt_in[0] = 1 << 13; /* Unit impulse */
1185         synth_percept_filter(qnt_lpc + offset, weighted_lpc + (offset << 1),
1186                              zero, zero, flt_in, vector + PITCH_MAX, 1);
1187         harmonic_filter(hf + i, vector + PITCH_MAX, impulse_resp);
1188
1189         /* Compute the combined zero input response */
1190         flt_in[0] = 0;
1191         memcpy(fir, p->perf_fir_mem, sizeof(int16_t) * LPC_ORDER);
1192         memcpy(iir, p->perf_iir_mem, sizeof(int16_t) * LPC_ORDER);
1193
1194         synth_percept_filter(qnt_lpc + offset, weighted_lpc + (offset << 1),
1195                              fir, iir, flt_in, vector + PITCH_MAX, 0);
1196         memcpy(vector, p->harmonic_mem, sizeof(int16_t) * PITCH_MAX);
1197         harmonic_noise_sub(hf + i, vector + PITCH_MAX, in);
1198
1199         acb_search(p, residual, impulse_resp, in, i);
1200         ff_g723_1_gen_acb_excitation(residual, p->prev_excitation,
1201                                      p->pitch_lag[i >> 1], &p->subframe[i],
1202                                      p->cur_rate);
1203         sub_acb_contrib(residual, impulse_resp, in);
1204
1205         fcb_search(p, impulse_resp, in, i);
1206
1207         /* Reconstruct the excitation */
1208         ff_g723_1_gen_acb_excitation(impulse_resp, p->prev_excitation,
1209                                      p->pitch_lag[i >> 1], &p->subframe[i],
1210                                      RATE_6300);
1211
1212         memmove(p->prev_excitation, p->prev_excitation + SUBFRAME_LEN,
1213                 sizeof(int16_t) * (PITCH_MAX - SUBFRAME_LEN));
1214         for (j = 0; j < SUBFRAME_LEN; j++)
1215             in[j] = av_clip_int16((in[j] << 1) + impulse_resp[j]);
1216         memcpy(p->prev_excitation + PITCH_MAX - SUBFRAME_LEN, in,
1217                sizeof(int16_t) * SUBFRAME_LEN);
1218
1219         /* Update filter memories */
1220         synth_percept_filter(qnt_lpc + offset, weighted_lpc + (offset << 1),
1221                              p->perf_fir_mem, p->perf_iir_mem,
1222                              in, vector + PITCH_MAX, 0);
1223         memmove(p->harmonic_mem, p->harmonic_mem + SUBFRAME_LEN,
1224                 sizeof(int16_t) * (PITCH_MAX - SUBFRAME_LEN));
1225         memcpy(p->harmonic_mem + PITCH_MAX - SUBFRAME_LEN, vector + PITCH_MAX,
1226                sizeof(int16_t) * SUBFRAME_LEN);
1227
1228         in     += SUBFRAME_LEN;
1229         offset += LPC_ORDER;
1230     }
1231
1232     av_free(start);
1233
1234     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, avpkt, 24, 0)) < 0)
1235         return ret;
1236
1237     *got_packet_ptr = 1;
1238     avpkt->size = pack_bitstream(p, avpkt);
1239     return 0;
1240 }
1241
1242 static const AVCodecDefault defaults[] = {
1243     { "b", "6300" },
1244     { NULL },
1245 };
1246
1247 const AVCodec ff_g723_1_encoder = {
1248     .name           = "g723_1",
1249     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("G.723.1"),
1250     .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
1251     .id             = AV_CODEC_ID_G723_1,
1252     .priv_data_size = sizeof(G723_1_Context),
1253     .init           = g723_1_encode_init,
1254     .encode2        = g723_1_encode_frame,
1255     .defaults       = defaults,
1256     .sample_fmts    = (const enum AVSampleFormat[]) {
1257         AV_SAMPLE_FMT_S16, AV_SAMPLE_FMT_NONE
1258     },
1259 };