Adjust the splitting threshold.

Previously, we would only split a band if it was allocated more than
 32 bits.
However, the N=4 codebook can only produce about 22.5 bits, and two
 N=2 bands combined can only produce 26 bits, including 8 bits for
 qtheta, so if we wait until we allocate 32, we're guaranteed to fall
 short.
Several of the larger bands come pretty far from filling 32 bits as
 well, though their split versions will.

Greg Maxwell also suggested adding an offset to the threshold to
 account for the inefficiency of using qtheta compared to another
 VQ dimension.
This patch uses 1 bit as a placeholder, as it's a clear
 improvement, but we may adjust this later after collecting data on
 more possibilities over more files.

Including static_mode* files in the distribution

Stop collapsing the background noise channels when switching to mono

Don't destroy stereo history when switching to mono.

The first version of the mono decoder with stereo output collapsed
 the historic energy values stored for anti-collapse down to one
 channel (by taking the max).
This means that a subsequent switch back would continue on using
 the the maximum of the two values instead of the original history,
 which would make anti-collapse produce louder noise (and
 potentially more pre-echo than otherwise).

This patch moves the max into the anti_collapse function itself,
 and does not store the values back into the source array, so the
 full stereo history is maintained if subsequent frames switch
 back.
It also fixes an encoder mismatch, which never took the max
 (assuming, apparently, that the output channel count would never
 change).

Propagate balance from compute_allocation() to quant_all_bands().

Instead of just dumping excess bits into the first band after
 allocation, use them to initialize the rebalancing loop in
 quant_all_bands().
This allows these bits to be redistributed over several bands, like
 normal.

Fix sample type conversion when resampling

No longer extracting the frame size from the mode to build the header

Making the stereo encoder capable of encoding in mono

Making it possible for the stereo decoder to decode a mono stream

Apply band caps to the band allocation table.

The average caps over all values of LM and C are well below the
 target allocations of the last two modelines.
Lower them to the caps, to prevent hitting them quite so early.
This helps quality at medium-high rates, in the 180-192 kbps range.

More band caps updates.

Use measured cross-entropy to estimate the real cost of coding
 qtheta given the allocated qb parameter, instead of the entropy of
 the PDF.
This is generally much lower, and reduces waste at high rates.
This patch also removes some intermediate rounding from this
 computation.

Add generic fine-energy rebalancing.

This extends the previous rebalancing for fine energy in N=1 bands
 to also allocate extra fine bits for bands that go over their cap.

Custom and non-custom versions of the get_size() functions

Making sure that itheta=0 or 16384 really cuts allocation to one band

Merge branch 'exp_api_change'

Use a smarter per-band bitrate cap.

The previous "dumb cap" of (64<<LM)*(C<<BITRES) was not actually
 achievable by many (most) bands, and did not take the cost of
 coding theta for splits into account, and so was too small for some
 bands.
This patch adds code to compute a fairly accurate estimate of the
 real maximum per-band rate (an estimate only because of rounding
 effects and the fact that the bit usage for theta is variable),
 which is then truncated and stored in an 8-bit table in the mode.

This gives improved quality at all rates over 160 kbps/channel,
 prevents bits from being wasted all the way up to 255 kbps/channel
 (the maximum rate allowed, and approximately the maximum number of
 bits that can usefully be used regardless of the allocation), and
 prevents dynalloc and trim from producing enormous waste
 (eliminating the need for encoder logic to prevent this).

Error handling in _create() functions

Adding resampling support

We use the MDCT as low-pass filter.

Change qb cap to prevent side-fold collapses.

Previously, in a stereo split with itheta==16384, but without
 enough bits left over to actually code a pulse, the target band
 would completely collapse, because the mid gain would be zero and
 we don't fold the side.
This changes the limit to ensure that we never set qn>1 unless we
 know we'll have enough bits for at least one pulse.
This should eliminate the last possible whole-band collapse.

celt_encoder_create() now defaults to Opus standard mode

The old constructor is renamed celt_encoder_create_custom(). Same
for the decoder.

Enabling the standard static mode by default

Adding the auto-generated static modes for float and fixed

Using the actual degrees of freedom rather than N*C for fine offset

Prevent VBR from shooting up to the maximum rate if set to very low target rates, and prevent the encoder VBR from producing 1 byte frames (which are no longer allowed).

Don't rebalance bits for itheta=0 or 16384

Making rebalance a celt_int32

Making anti-collapse a bit more conservative again

The energy memory can be lowered (not increased) during a transient

Changing some double constants to float

Adjusting post-filter coefficients to be exact in 13 bit precision.

That way they can be exact in 16 bits once multiplied by the gain

Adjusting pre-emphasis coefs to be exact in 16-bit precision

Using a real 16-bit value for the coarse beta on intra frames

Reducing waste at high bit-rate

We now encode the highest bitrate part of the split first and transfer
any unused bits to the other part. We use a dead zone of three bits
to prevent redistributing in cases of random fluctuation (or else
we will statistically lower the allocation of higher frequencies at
low-mid bitrates).

Minor opus_compare fix

Comparison tool for decoder compliance

Fixes fixed-point overflow on really low energy

Makes celt_exp2() use Q10 input to avoid problems on very low energy.
Also makes the pitch downsampling more conservative on gain to avoid
problems later.

Fixes a fixed-point overflow in anti-collapse

Improve accuracy of update_lowband test.

Only allowing silence in non-hybrid mode.

Also defining a 1-byte packet as triggering the PLC/CNG

More anti-collapse fixes, as well as a fold fix.

This changes folding so that the LCG is never used on transients
 (either short blocks or long blocks with increased time
 resolution), except in the case that there's not enough decoded
 spectrum to fold yet.

It also now only subtracts the anti-collapse bit from the total
 allocation in quant_all_bands() when space has actually been
 reserved for it.

Finally, it cleans up some of the fill and collapse_mask tracking
 (this tracking was originally made intentionally sloppy to save
 work, but then converted to replace the existing fill flag at the
 last minute, which can have a number of logical implications).
The changes, in particular:
1) Splits of less than a block now correctly mark the second half
    as filled only if the whole block was filled (previously it
    would also mark it filled if the next block was filled).
2) Splits of less than a block now correctly mark a block as
    un-collapsed if either half was un-collapsed, instead of marking
    the next block as un-collapsed when the high half was.
3) The N=2 stereo special case now keeps its fill mask even when
    itheta==16384; previously this would have gotten cleared,
    despite the fact that we fold into the side in this case.
4) The test against fill for folding now only considers the bits
    corresponding to the current set of blocks.
   Previously it would still fold if any later block was filled.
5) The collapse mask used for the LCG fold data is now correctly
    initialized when B=16 on platforms with a 16-bit int.
6) The high bits on a collapse mask are now cleared after the TF
    resolution changes and interleaving at level 0, instead of
    waiting until the very end.
   This prevents extraneous high flags set on mid from being mixed
    into the side flags for mid-side stereo.

Setting bandE[] to zero after log2Amp when silence=1

Fixes for silence handling in VBR mode, plus an encoder/decoder desync triggered by silent frames.

Removing more unused function params

Removes explicit filling of remaining bits with zeros

The initialiser already takes care of this

Removes unused function parameters

Should avoid running log2Amp on uninitialized data

Adding a special way to code digital silence in two or more bytes

Remove // comment

anti-collapse tuning

Using the min energy of the two last non-transient frames rather
than the min of just the two last frames. Also slightly increasing
the "thresh" upper bound coefficient to 0.5.

Oops, fixed the sqrt(2) constant for anti_collapse()

Minimum period is now 15

Taking LM into account for anti-collapse

Fix off-by-one error in ec_laplace_encode.

di_max was counting the _number_ of code-points remaining, not the
 largest one that could be used.

Moving energy floor to coarse quantization

By moving the energy floor to the encoder, we can use a different
floor for prediction than for the decay level. Also, the fixed-point
dynamic range has been increased to avoid overflows when a fixed-point
decoder is used on a stream encoded in floating-point.

Clipping the encoder input to +/-2 to prevent scaling errors

If someone messed up scaling, they'll know because it'll sound bad

prefilter/postfilter now forced off in Opus hybrid mode

Simple DTX/CNG implementation

Considering "badness" in two-pass quant_coarse_energy().

The most important thing is to not screw up the energy. Then we
compare the bit-rates.

Stop uselessly calling haar1() when resynth=0

This was computing on uninitialized data (though the result was never
used)

Prevent out of bounds access to collapse_masks.

Correct an encoder/decoder mismatch at low volume levels. Relax some low level clamps so that the dynamic range can extend further below the 16bit floor.

Tracking the background noise level

Also a fix for the zero-ing of unused band energies.

Defining merge_stereo() when S==-M or S==M

Fix collapse_masks overflow for mono.

We were always storing collapse_masks[i*C+1], which could have
 overflowed the buffer on the last band in mono.
This also moves the stores outside the conditional, which allows
 common code to be used for masking the high bits, address
 generation, etc.

Reorders some operations in anti-collapse to reuse values

Prevents taking the log of zero in fixed-point

Using previous range coder state for PRNG

This provides more entropy and allows some more flexibility on the
encoder side.

Fixes an irrelevant uninitialized bug

Remove useless ec_dec_tell() call.

Make collapse-detection bitexact.

Jean-Marc's original anti-collapse patch used a threshold on the
 content of a decoded band to determine whether or not it should
 be filled with random noise.
Since this is highly sensitive to the accuracy of the
 implementation, it could lead to significant decoder output
 differences even if decoding error up to that point was relatively
 small.

This patch detects collapsed bands from the output of the vector
 quantizer, using exact integer arithmetic.
It makes two simplifying assumptions:
 a) If either input to haar1() is non-zero during TF resolution
     adjustments, then the output will be non-zero.
 b) If the content of a block is non-zero in any of the bands that
     are used for folding, then the folded output will be non-zero.
b) in particular is likely to be false when SPREAD_NONE is used.
It also ignores the case where mid and side are orthogonal in
 stereo_merge, but this is relatively unlikely.
This misses just over 3% of the cases that Jean-Marc's anti-collapse
 detection strategy would catch, but does not mis-classify any (all
 detected collapses are true collapses).

This patch overloads the "fill" parameter to mark which blocks have
 non-zero content for folding.
As a consequence, if a set of blocks on one side of a split has
 collapsed, _no_ folding is done: the result would be zero anyway,
 except for short blocks with SPREAD_AGGRESSIVE that are split down
 to a single block, but a) that means a lot of bits were available
 so a collapse is unlikely and b) anti-collapse can fill the block
 anyway, if it's used.
This also means that if itheta==0 or itheta==16384, we no longer
 fold at all on that side (even with long blocks), since we'd be
 multiplying the result by zero anyway.

Adds an anti-collapse mechanism for transients

This looks for bands in each short block that have no energy. For
each of these "collapsed" bands, noise is injected to have an
energy equal to the minimum of the two previous frames for that band.
The mechanism can be used whenever there are 4 or more MDCTs (otherwise
no complete collapse is possible) and is signalled with one bit just
before the final fine energy bits.

Moving the tapset signalling to the beginning of the stream

Adding tapset decision logic

Based on spreading_decision()'s logic. We choose tapsets
with less roll-off when we think the HF are tonal.

Support for multiple postfilter tapsets

Supporting three different tapsets with different roll-offs. The default
is now a 5-tap post-filter with a 13 kHz cutoff frequency.

In CVBR mode the rate selection was failing to add bytes which were about to fall off the end of the bitres and never be reusable, causing undershoot.

Setting oldBandE to zero outside of [start,end[

In case start or end changes, we want the encoder and decoder
to be in sync and not do anything stupid.

Minor code cleanup, nothing to see here

Proper scaling for the mid folding

Nor scaling the mid only after we've been able to store it
for folding.

Replace log2_frac in the delta offset calculation.

Adds a new bitexact_log2tan() function which is much simpler, and
 more accurate.
The new approximation has an RMS error of 0.0038 bits from the
 correctly rounded result over the range of inputs we use, compared
 to an RMS error of 0.013 for the old log2_frac() method.
The actual computation of delta is also changed to use FRAC_MUL16,
 since this allows us to keep the full accuracy of the new method
 while avoiding 16-bit overflow.
The old delta computation actually could overflow 16 bits: it needed
 8 for the log2_frac() result, 1 for the sign of the difference, and
 8 more for N.

Allowing the tf recombining to go all the way to LM=3

Fixes constrained VBR

Also removes the 8 byte/packet lower bound

Enforces bands of even size even for custom modes

Using a step pdf for the stereo itheta encoding

Minor fixes to testcases

Add --export-symbols-regex

MSVC build fixes

Use more standard test for lrintf/lrint

Fixes the recombining stride and the deinterleaving stride

Previously, recombining only worked when going all the way back to
frequency domain.

Using intensity_stereo() when itheta==0

Defines MAX_FINE_BITS to ensure that we're using the same value everywhere

Using tell() rather than log2_frac() to compute qalloc

Changes the N=2 stereo case to use the same sign convention as N=1

Max delta: +/- 16384

32-bit fixes

Make LCG 16-bit clean

Properly skip padding in testcelt for stereo.

The right amount of data was being written for the first frame, but
 from the wrong offset in the buffer.

Prevent busts at low bitrates.

This patch makes all symbols conditional on whether or not there's
 enough space left in the buffer to code them, and eliminates much
 of the redundancy in the side information.

A summary of the major changes:
* The isTransient flag is moved up to before the the coarse energy.
  If there are not enough bits to code the coarse energy, the flag
   would get forced to 0, meaning what energy values were coded
   would get interpreted incorrectly.
  This might not be the end of the world, and I'd be willing to
   move it back given a compelling argument.
* Coarse energy switches coding schemes when there are less than 15
   bits left in the packet:
  - With at least 2 bits remaining, the change in energy is forced
     to the range [-1...1] and coded with 1 bit (for 0) or 2 bits
     (for +/-1).
  - With only 1 bit remaining, the change in energy is forced to
     the range [-1...0] and coded with one bit.
  - If there is less than 1 bit remaining, the change in energy is
     forced to -1.
    This effectively low-passes bands whose energy is consistently
     starved; this might be undesirable, but letting the default be
     zero is unstable, which is worse.
* The tf_select flag gets moved back after the per-band tf_res
   flags again, and is now skipped entirely when none of the
   tf_res flags are set, and the default value is the same for
   either alternative.
* dynalloc boosting is now limited so that it stops once it's given
   a band all the remaining bits in the frame, or when it hits the
   "stupid cap" of (64<<LM)*(C<<BITRES) used during allocation.
* If dynalloc boosing has allocated all the remaining bits in the
   frame, the alloc trim parameter does not get encoded (it would
   have no effect).
* The intensity stereo offset is now limited to the range
   [start...codedBands], and thus doesn't get coded until after
   all of the skip decisions.
  Some space is reserved for it up front, and gradually given back
   as each band is skipped.
* The dual stereo flag is coded only if intensity>start, since
   otherwise it has no effect.
  It is now coded after the intensity flag.
* The space reserved for the final skip flag, the intensity stereo
   offset, and the dual stereo flag is now redistributed to all
   bands equally if it is unused.
  Before, the skip flag's bit was given to the band that stopped
   skipping without it (usually a dynalloc boosted band).

In order to enable simple interaction between VBR and these
 packet-size enforced limits, many of which are encountered before
 VBR is run, the maximum packet size VBR will allow is computed at
 the beginning of the encoding function, and the buffer reduced to
 that size immediately.
Later, when it is time to make the VBR decision, the minimum packet
 size is set high enough to ensure that no decision made thus far
 will have been affected by the packet size.
As long as this is smaller than the up-front maximum, all of the
 encoder's decisions will remain in-sync with the decoder.
If it is larger than the up-front maximum, the packet size is kept
 at that maximum, also ensuring sync.
The minimum used now is slightly larger than it used to be, because
 it also includes the bits added for dynalloc boosting.
Such boosting is shut off by the encoder at low rates, and so
 should not cause any serious issues at the rates where we would
 actually run out of room before compute_allocation().

Fix Jean-Marc's sqrt(0.5) constants.

There were two different ones in use, one with less precision than
 a float, and the other missing a digit in the middle.

Tuning the split allocation for temporal masking

Use B0 instead of B for decisions in quant_band().

B contains the number of blocks _after_ splitting.
We were using it to decide a) when to use a uniform PDF instead of a
 triangular one for theta and b) whether to bias the bit allocation
 towards the lower bins.
Using B0 (the number of blocks before the split) instead for a)
 gives a PEAQ gain of 0.003 ODG (as high as 0.1 ODG on s02a samples
 006, 083, and 097) for 240-sample frames at 96kbps mono.
Using B0 instead for b) gives a gain of only 0.00002.

Fix rounding in bits2pulses search.

The mid = (lo+hi)>>1 line in the binary search would allow hi to drop
 down to the same value as lo, meaning the rounding after the search
 would be choosing between the same two values.
This patch changes it to (lo+hi+1)>>1.
This will allow lo to increase up to the value hi, but only in the
 case that we can't possibly allocate enough pulses to meet the
 target number of bits (in which case the rounding doesn't matter).
To pay for the extra add, this moves the +1 in the comparison to bits
 to the other side, which can then be taken outside the loop.
The compiler can't normally do this because it might cause overflow
 which would change the results.

This rarely mattered, but gives a 0.01 PEAQ improvement on 12-byte
 120 sample frames.
It also makes the search process describable with a simple
 algorithm, rather than relying on this particular optimized
 implementation.
I.e., the binary search loop can now be replaced with
  for(lo=0;lo+1<cache[0]&&cache[lo+1]<bits;lo++);
  hi=lo+1;
 and it will give equivalent results.
This was not true before.