Fix for fixed-point preprocessor bug reported by Peter Rowling
[speexdsp.git] / libspeex / preprocess.c
index 79c4e83..bbdb19f 100644 (file)
 #include "misc.h"
 #include "fftwrap.h"
 #include "filterbank.h"
-#include "math_approx.c"
-
-#define max(a,b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
-#define min(a,b) ((a) < (b) ? (a) : (b))
+#include "math_approx.h"
 
 #ifndef M_PI
 #define M_PI 3.14159263
 #endif
 
-#define LOUDNESS_EXP 2.5
-
+#define LOUDNESS_EXP 5.f
+#define AMP_SCALE .001f
+#define AMP_SCALE_1 1000.f
+      
 #define NB_BANDS 24
 
-#define SPEEX_PROB_START_DEFAULT       0.35f
-#define SPEEX_PROB_CONTINUE_DEFAULT    0.20f
-#define NOISE_SUPPRESS_DEFAULT       -25
-#define ECHO_SUPPRESS_DEFAULT        -45
+#define SPEECH_PROB_START_DEFAULT       QCONST16(0.35f,15)
+#define SPEECH_PROB_CONTINUE_DEFAULT    QCONST16(0.20f,15)
+#define NOISE_SUPPRESS_DEFAULT       -15
+#define ECHO_SUPPRESS_DEFAULT        -40
 #define ECHO_SUPPRESS_ACTIVE_DEFAULT -15
 
 #ifndef NULL
@@ -95,7 +94,7 @@
 #ifdef FIXED_POINT
 static inline spx_word16_t DIV32_16_Q8(spx_word32_t a, spx_word32_t b)
 {
-   if (SHR32(a,8) >= b)
+   if (SHR32(a,7) >= b)
    {
       return 32767;
    } else {
@@ -115,7 +114,7 @@ static inline spx_word16_t DIV32_16_Q8(spx_word32_t a, spx_word32_t b)
          b = SHR32(b,4);
       }
       a = SHL32(a,8);
-      return DIV32_16(a,b);
+      return PDIV32_16(a,b);
    }
    
 }
@@ -140,7 +139,7 @@ static inline spx_word16_t DIV32_16_Q15(spx_word32_t a, spx_word32_t b)
          a = SHR32(a,4);
          b = SHR32(b,4);
       }
-      a = SHL32(a,15);      
+      a = SHL32(a,15)-a;
       return DIV32_16(a,b);
    }
 }
@@ -148,10 +147,17 @@ static inline spx_word16_t DIV32_16_Q15(spx_word32_t a, spx_word32_t b)
 #define SNR_SCALING_1 0.0039062f
 #define SNR_SHIFT 8
 
-#define FRAC_SCALING 32768.f
+#define FRAC_SCALING 32767.f
 #define FRAC_SCALING_1 3.0518e-05
 #define FRAC_SHIFT 1
 
+#define EXPIN_SCALING 2048.f
+#define EXPIN_SCALING_1 0.00048828f
+#define EXPIN_SHIFT 11
+#define EXPOUT_SCALING_1 1.5259e-05
+
+#define NOISE_SHIFT 7
+
 #else
 
 #define DIV32_16_Q8(a,b) ((a)/(b))
@@ -162,6 +168,11 @@ static inline spx_word16_t DIV32_16_Q15(spx_word32_t a, spx_word32_t b)
 #define FRAC_SCALING 1.f
 #define FRAC_SCALING_1 1.f
 #define FRAC_SHIFT 0
+#define NOISE_SHIFT 0
+
+#define EXPIN_SCALING 1.f
+#define EXPIN_SCALING_1 1.f
+#define EXPOUT_SCALING_1 1.f
 
 #endif
 
@@ -176,14 +187,12 @@ struct SpeexPreprocessState_ {
    
    /* Parameters */
    int    denoise_enabled;
-   int    agc_enabled;
-   float  agc_level;
    int    vad_enabled;
    int    dereverb_enabled;
-   float  reverb_decay;
-   float  reverb_level;
-   float  speech_prob_start;
-   float  speech_prob_continue;
+   spx_word16_t  reverb_decay;
+   spx_word16_t  reverb_level;
+   spx_word16_t speech_prob_start;
+   spx_word16_t speech_prob_continue;
    int    noise_suppress;
    int    echo_suppress;
    int    echo_suppress_active;
@@ -193,25 +202,22 @@ struct SpeexPreprocessState_ {
    spx_word16_t *frame;      /**< Processing frame (2*ps_size) */
    spx_word16_t *ft;         /**< Processing frame in freq domain (2*ps_size) */
    spx_word32_t *ps;         /**< Current power spectrum */
-   float *gain2;             /**< Adjusted gains */
-   float *gain_floor;        /**< Minimum gain allowed */
-   float *window;            /**< Analysis/Synthesis window */
-   float *noise;             /**< Noise estimate */
+   spx_word16_t *gain2;      /**< Adjusted gains */
+   spx_word16_t *gain_floor; /**< Minimum gain allowed */
+   spx_word16_t *window;     /**< Analysis/Synthesis window */
+   spx_word32_t *noise;      /**< Noise estimate */
    spx_word32_t *reverb_estimate; /**< Estimate of reverb energy */
    spx_word32_t *old_ps;     /**< Power spectrum for last frame */
-   float *gain;              /**< Ephraim Malah gain */
-   float *prior;             /**< A-priori SNR */
-   float *post;              /**< A-posteriori SNR */
+   spx_word16_t *gain;       /**< Ephraim Malah gain */
+   spx_word16_t *prior;      /**< A-priori SNR */
+   spx_word16_t *post;       /**< A-posteriori SNR */
 
    spx_word32_t *S;          /**< Smoothed power spectrum */
    spx_word32_t *Smin;       /**< See Cohen paper */
    spx_word32_t *Stmp;       /**< See Cohen paper */
-   float *update_prob;       /**< Propability of speech presence for noise update */
-
-   float *zeta;              /**< Smoothed a priori SNR */
-
-   float *loudness_weight;   /**< Perceptual loudness curve */
+   int *update_prob;         /**< Probability of speech presence for noise update */
 
+   spx_word16_t *zeta;       /**< Smoothed a priori SNR */
    spx_word32_t *echo_noise;
    spx_word32_t *residual_echo;
 
@@ -219,11 +225,23 @@ struct SpeexPreprocessState_ {
    spx_word16_t *inbuf;      /**< Input buffer (overlapped analysis) */
    spx_word16_t *outbuf;     /**< Output buffer (for overlap and add) */
 
-   int    was_speech;
-   float  loudness;          /**< loudness estimate */
-   float  loudness2;         /**< loudness estimate */
-   int    nb_adapt;          /**< Number of frames used for adaptation so far */
+   /* AGC stuff, only for floating point for now */
+#ifndef FIXED_POINT
+   int    agc_enabled;
+   float  agc_level;
+   float  loudness_accum;
+   float *loudness_weight;   /**< Perceptual loudness curve */
+   float  loudness;          /**< Loudness estimate */
+   float  agc_gain;          /**< Current AGC gain */
    int    nb_loudness_adapt; /**< Number of frames used for loudness adaptation so far */
+   float  max_gain;          /**< Maximum gain allowed */
+   float  max_increase_step; /**< Maximum increase in gain from one frame to another */
+   float  max_decrease_step; /**< Maximum decrease in gain from one frame to another */
+   float  prev_loudness;     /**< Loudness of previous frame */
+   float  init_max;          /**< Current gain limit during initialisation */
+#endif
+   int    nb_adapt;          /**< Number of frames used for adaptation so far */
+   int    was_speech;
    int    min_count;         /**< Number of frames processed so far */
    void  *fft_lookup;        /**< Lookup table for the FFT */
 #ifdef FIXED_POINT
@@ -232,63 +250,146 @@ struct SpeexPreprocessState_ {
 };
 
 
-static void conj_window(float *w, int len)
+static void conj_window(spx_word16_t *w, int len)
 {
    int i;
    for (i=0;i<len;i++)
    {
-      float x=4*((float)i)/len;
+      spx_word16_t tmp;
+#ifdef FIXED_POINT
+      spx_word16_t x = DIV32_16(MULT16_16(32767,i),len);
+#else      
+      spx_word16_t x = DIV32_16(MULT16_16(QCONST16(4.f,13),i),len);
+#endif
       int inv=0;
-      if (x<1)
+      if (x<QCONST16(1.f,13))
       {
-      } else if (x<2)
+      } else if (x<QCONST16(2.f,13))
       {
-         x=2-x;
+         x=QCONST16(2.f,13)-x;
          inv=1;
-      } else if (x<3)
+      } else if (x<QCONST16(3.f,13))
       {
-         x=x-2;
+         x=x-QCONST16(2.f,13);
          inv=1;
       } else {
-         x=4-x;
+         x=QCONST16(2.f,13)-x+QCONST16(2.f,13); /* 4 - x */
       }
-      x*=1.9979;
-      w[i]=(.5-.5*cos(x))*(.5-.5*cos(x));
+      x = MULT16_16_Q14(QCONST16(1.271903f,14), x);
+      tmp = SQR16_Q15(QCONST16(.5f,15)-MULT16_16_P15(QCONST16(.5f,15),spx_cos_norm(QCONST32(x,2))));
       if (inv)
-         w[i]=1-w[i];
-      w[i]=sqrt(w[i]);
+         tmp=SUB16(Q15_ONE,tmp);
+      w[i]=spx_sqrt(SHL32(EXTEND32(tmp),15));
    }
 }
 
+      
+#ifdef FIXED_POINT
 /* This function approximates the gain function 
    y = gamma(1.25)^2 * M(-.25;1;-x) / sqrt(x)  
    which multiplied by xi/(1+xi) is the optimal gain
    in the loudness domain ( sqrt[amplitude] )
+   Input in Q11 format, output in Q15
 */
-static inline float hypergeom_gain(float x)
+static inline spx_word32_t hypergeom_gain(spx_word32_t xx)
+{
+   int ind;
+   spx_word16_t frac;
+   /* Q13 table */
+   static const spx_word16_t table[21] = {
+       6730,  8357,  9868, 11267, 12563, 13770, 14898,
+      15959, 16961, 17911, 18816, 19682, 20512, 21311,
+      22082, 22827, 23549, 24250, 24931, 25594, 26241};
+      ind = SHR32(xx,10);
+      if (ind<0)
+         return Q15_ONE;
+      if (ind>19)
+         return ADD32(EXTEND32(Q15_ONE),EXTEND32(DIV32_16(QCONST32(.1296,23), SHR32(xx,EXPIN_SHIFT-SNR_SHIFT))));
+      frac = SHL32(xx-SHL32(ind,10),5);
+      return SHL32(DIV32_16(PSHR32(MULT16_16(Q15_ONE-frac,table[ind]) + MULT16_16(frac,table[ind+1]),7),(spx_sqrt(SHL32(xx,15)+6711))),7);
+}
+
+static inline spx_word16_t qcurve(spx_word16_t x)
+{
+   x = MAX16(x, 1);
+   return DIV32_16(SHL32(EXTEND32(32767),9),ADD16(512,MULT16_16_Q15(QCONST16(.60f,15),DIV32_16(32767,x))));
+}
+
+/* Compute the gain floor based on different floors for the background noise and residual echo */
+static void compute_gain_floor(int noise_suppress, int effective_echo_suppress, spx_word32_t *noise, spx_word32_t *echo, spx_word16_t *gain_floor, int len)
+{
+   int i;
+   
+   if (noise_suppress > effective_echo_suppress)
+   {
+      spx_word16_t noise_gain, gain_ratio;
+      noise_gain = EXTRACT16(MIN32(Q15_ONE,SHR32(spx_exp(MULT16_16(QCONST16(0.11513,11),noise_suppress)),1)));
+      gain_ratio = EXTRACT16(MIN32(Q15_ONE,SHR32(spx_exp(MULT16_16(QCONST16(.2302585f,11),effective_echo_suppress-noise_suppress)),1)));
+
+      /* gain_floor = sqrt [ (noise*noise_floor + echo*echo_floor) / (noise+echo) ] */
+      for (i=0;i<len;i++)
+         gain_floor[i] = MULT16_16_Q15(noise_gain,
+                                       spx_sqrt(SHL32(EXTEND32(DIV32_16_Q15(PSHR32(noise[i],NOISE_SHIFT) + MULT16_32_Q15(gain_ratio,echo[i]),
+                                             (1+PSHR32(noise[i],NOISE_SHIFT) + echo[i]) )),15)));
+   } else {
+      spx_word16_t echo_gain, gain_ratio;
+      echo_gain = EXTRACT16(MIN32(Q15_ONE,SHR32(spx_exp(MULT16_16(QCONST16(0.11513,11),effective_echo_suppress)),1)));
+      gain_ratio = EXTRACT16(MIN32(Q15_ONE,SHR32(spx_exp(MULT16_16(QCONST16(.2302585f,11),noise_suppress-effective_echo_suppress)),1)));
+
+      /* gain_floor = sqrt [ (noise*noise_floor + echo*echo_floor) / (noise+echo) ] */
+      for (i=0;i<len;i++)
+         gain_floor[i] = MULT16_16_Q15(echo_gain,
+                                       spx_sqrt(SHL32(EXTEND32(DIV32_16_Q15(MULT16_32_Q15(gain_ratio,PSHR32(noise[i],NOISE_SHIFT)) + echo[i],
+                                             (1+PSHR32(noise[i],NOISE_SHIFT) + echo[i]) )),15)));
+   }
+}
+
+#else
+/* This function approximates the gain function 
+   y = gamma(1.25)^2 * M(-.25;1;-x) / sqrt(x)  
+   which multiplied by xi/(1+xi) is the optimal gain
+   in the loudness domain ( sqrt[amplitude] )
+*/
+static inline spx_word32_t hypergeom_gain(spx_word32_t xx)
 {
    int ind;
    float integer, frac;
+   float x;
    static const float table[21] = {
       0.82157f, 1.02017f, 1.20461f, 1.37534f, 1.53363f, 1.68092f, 1.81865f,
       1.94811f, 2.07038f, 2.18638f, 2.29688f, 2.40255f, 2.50391f, 2.60144f,
       2.69551f, 2.78647f, 2.87458f, 2.96015f, 3.04333f, 3.12431f, 3.20326f};
-      
-   integer = floor(2*x);
-   ind = (int)integer;
-   if (ind<0)
-      return 1;
-   if (ind>19)
-      return 1+.1296/x;
-   frac = 2*x-integer;
-   return ((1-frac)*table[ind] + frac*table[ind+1])/sqrt(x+.0001f);
+      x = EXPIN_SCALING_1*xx;
+      integer = floor(2*x);
+      ind = (int)integer;
+      if (ind<0)
+         return FRAC_SCALING;
+      if (ind>19)
+         return FRAC_SCALING*(1+.1296/x);
+      frac = 2*x-integer;
+      return FRAC_SCALING*((1-frac)*table[ind] + frac*table[ind+1])/sqrt(x+.0001f);
 }
 
-static inline float qcurve(float x)
+static inline spx_word16_t qcurve(spx_word16_t x)
 {
-   return 1.f/(1.f+.15f/(x));
+   return 1.f/(1.f+.15f/(SNR_SCALING_1*x));
 }
 
+static void compute_gain_floor(int noise_suppress, int effective_echo_suppress, spx_word32_t *noise, spx_word32_t *echo, spx_word16_t *gain_floor, int len)
+{
+   int i;
+   float echo_floor;
+   float noise_floor;
+
+   noise_floor = exp(.2302585f*noise_suppress);
+   echo_floor = exp(.2302585f*effective_echo_suppress);
+
+   /* Compute the gain floor based on different floors for the background noise and residual echo */
+   for (i=0;i<len;i++)
+      gain_floor[i] = FRAC_SCALING*sqrt(noise_floor*PSHR32(noise[i],NOISE_SHIFT) + echo_floor*echo[i])/sqrt(1+PSHR32(noise[i],NOISE_SHIFT) + echo[i]);
+}
+
+#endif
 SpeexPreprocessState *speex_preprocess_state_init(int frame_size, int sampling_rate)
 {
    int i;
@@ -325,18 +426,16 @@ SpeexPreprocessState *speex_preprocess_state_init(int frame_size, int sampling_r
    
    st->sampling_rate = sampling_rate;
    st->denoise_enabled = 1;
-   st->agc_enabled = 0;
-   st->agc_level = 8000;
    st->vad_enabled = 0;
    st->dereverb_enabled = 0;
-   st->reverb_decay = .0;
-   st->reverb_level = .0;
+   st->reverb_decay = 0;
+   st->reverb_level = 0;
    st->noise_suppress = NOISE_SUPPRESS_DEFAULT;
    st->echo_suppress = ECHO_SUPPRESS_DEFAULT;
    st->echo_suppress_active = ECHO_SUPPRESS_ACTIVE_DEFAULT;
 
-   st->speech_prob_start = SPEEX_PROB_START_DEFAULT;
-   st->speech_prob_continue = SPEEX_PROB_CONTINUE_DEFAULT;
+   st->speech_prob_start = SPEECH_PROB_START_DEFAULT;
+   st->speech_prob_continue = SPEECH_PROB_CONTINUE_DEFAULT;
 
    st->echo_state = NULL;
    
@@ -344,35 +443,34 @@ SpeexPreprocessState *speex_preprocess_state_init(int frame_size, int sampling_r
    M = st->nbands;
    st->bank = filterbank_new(M, sampling_rate, N, 1);
    
-   st->frame = (spx_word16_t*)speex_alloc(2*N*sizeof(float));
-   st->window = (float*)speex_alloc(2*N*sizeof(float));
-   st->ft = (spx_word16_t*)speex_alloc(2*N*sizeof(float));
-   
-   st->ps = (spx_word32_t*)speex_alloc((N+M)*sizeof(float));
-   st->noise = (float*)speex_alloc((N+M)*sizeof(float));
-   st->echo_noise = (spx_word32_t*)speex_alloc((N+M)*sizeof(float));
-   st->residual_echo = (spx_word32_t*)speex_alloc((N+M)*sizeof(float));
-   st->reverb_estimate = (spx_word32_t*)speex_alloc((N+M)*sizeof(float));
-   st->old_ps = (spx_word32_t*)speex_alloc((N+M)*sizeof(float));
-   st->prior = (float*)speex_alloc((N+M)*sizeof(float));
-   st->post = (float*)speex_alloc((N+M)*sizeof(float));
-   st->gain = (float*)speex_alloc((N+M)*sizeof(float));
-   st->gain2 = (float*)speex_alloc((N+M)*sizeof(float));
-   st->gain_floor = (float*)speex_alloc((N+M)*sizeof(float));
-   st->zeta = (float*)speex_alloc((N+M)*sizeof(float));
-   
-   st->S = (spx_word32_t*)speex_alloc(N*sizeof(float));
-   st->Smin = (spx_word32_t*)speex_alloc(N*sizeof(float));
-   st->Stmp = (spx_word32_t*)speex_alloc(N*sizeof(float));
-   st->update_prob = (float*)speex_alloc(N*sizeof(float));
+   st->frame = (spx_word16_t*)speex_alloc(2*N*sizeof(spx_word16_t));
+   st->window = (spx_word16_t*)speex_alloc(2*N*sizeof(spx_word16_t));
+   st->ft = (spx_word16_t*)speex_alloc(2*N*sizeof(spx_word16_t));
    
-   st->loudness_weight = (float*)speex_alloc(N*sizeof(float));
-   st->inbuf = (spx_word16_t*)speex_alloc(N3*sizeof(float));
-   st->outbuf = (spx_word16_t*)speex_alloc(N3*sizeof(float));
+   st->ps = (spx_word32_t*)speex_alloc((N+M)*sizeof(spx_word32_t));
+   st->noise = (spx_word32_t*)speex_alloc((N+M)*sizeof(spx_word32_t));
+   st->echo_noise = (spx_word32_t*)speex_alloc((N+M)*sizeof(spx_word32_t));
+   st->residual_echo = (spx_word32_t*)speex_alloc((N+M)*sizeof(spx_word32_t));
+   st->reverb_estimate = (spx_word32_t*)speex_alloc((N+M)*sizeof(spx_word32_t));
+   st->old_ps = (spx_word32_t*)speex_alloc((N+M)*sizeof(spx_word32_t));
+   st->prior = (spx_word16_t*)speex_alloc((N+M)*sizeof(spx_word16_t));
+   st->post = (spx_word16_t*)speex_alloc((N+M)*sizeof(spx_word16_t));
+   st->gain = (spx_word16_t*)speex_alloc((N+M)*sizeof(spx_word16_t));
+   st->gain2 = (spx_word16_t*)speex_alloc((N+M)*sizeof(spx_word16_t));
+   st->gain_floor = (spx_word16_t*)speex_alloc((N+M)*sizeof(spx_word16_t));
+   st->zeta = (spx_word16_t*)speex_alloc((N+M)*sizeof(spx_word16_t));
+   
+   st->S = (spx_word32_t*)speex_alloc(N*sizeof(spx_word32_t));
+   st->Smin = (spx_word32_t*)speex_alloc(N*sizeof(spx_word32_t));
+   st->Stmp = (spx_word32_t*)speex_alloc(N*sizeof(spx_word32_t));
+   st->update_prob = (int*)speex_alloc(N*sizeof(int));
+   
+   st->inbuf = (spx_word16_t*)speex_alloc(N3*sizeof(spx_word16_t));
+   st->outbuf = (spx_word16_t*)speex_alloc(N3*sizeof(spx_word16_t));
 
    conj_window(st->window, 2*N3);
    for (i=2*N3;i<2*st->ps_size;i++)
-      st->window[i]=1;
+      st->window[i]=Q15_ONE;
    
    if (N4>0)
    {
@@ -384,12 +482,12 @@ SpeexPreprocessState *speex_preprocess_state_init(int frame_size, int sampling_r
    }
    for (i=0;i<N+M;i++)
    {
-      st->noise[i]=1.;
-      st->reverb_estimate[i]=0.;
-      st->old_ps[i]=1.;
-      st->gain[i]=1;
-      st->post[i]=1;
-      st->prior[i]=1;
+      st->noise[i]=QCONST32(1.f,NOISE_SHIFT);
+      st->reverb_estimate[i]=0;
+      st->old_ps[i]=1;
+      st->gain[i]=Q15_ONE;
+      st->post[i]=SHL16(1, SNR_SHIFT);
+      st->prior[i]=SHL16(1, SNR_SHIFT);
    }
 
    for (i=0;i<N;i++)
@@ -399,20 +497,30 @@ SpeexPreprocessState *speex_preprocess_state_init(int frame_size, int sampling_r
       st->inbuf[i]=0;
       st->outbuf[i]=0;
    }
-
+#ifndef FIXED_POINT
+   st->agc_enabled = 0;
+   st->agc_level = 8000;
+   st->loudness_weight = (float*)speex_alloc(N*sizeof(float));
    for (i=0;i<N;i++)
    {
       float ff=((float)i)*.5*sampling_rate/((float)N);
+      /*st->loudness_weight[i] = .5f*(1.f/(1.f+ff/8000.f))+1.f*exp(-.5f*(ff-3800.f)*(ff-3800.f)/9e5f);*/
       st->loudness_weight[i] = .35f-.35f*ff/16000.f+.73f*exp(-.5f*(ff-3800)*(ff-3800)/9e5f);
       if (st->loudness_weight[i]<.01f)
          st->loudness_weight[i]=.01f;
       st->loudness_weight[i] *= st->loudness_weight[i];
    }
-
-   st->was_speech = 0;
-   st->loudness = pow(6000,LOUDNESS_EXP);
-   st->loudness2 = 6000;
+   /*st->loudness = pow(AMP_SCALE*st->agc_level,LOUDNESS_EXP);*/
+   st->loudness = 1e-15;
+   st->agc_gain = 1;
    st->nb_loudness_adapt = 0;
+   st->max_gain = 30;
+   st->max_increase_step = exp(0.11513f * 12.*st->frame_size / st->sampling_rate);
+   st->max_decrease_step = exp(-0.11513f * 40.*st->frame_size / st->sampling_rate);
+   st->prev_loudness = 1;
+   st->init_max = 1;
+#endif
+   st->was_speech = 0;
 
    st->fft_lookup = spx_fft_init(2*N);
 
@@ -435,7 +543,9 @@ void speex_preprocess_state_destroy(SpeexPreprocessState *st)
    speex_free(st->gain);
    speex_free(st->prior);
    speex_free(st->post);
+#ifndef FIXED_POINT
    speex_free(st->loudness_weight);
+#endif
    speex_free(st->echo_noise);
    speex_free(st->residual_echo);
 
@@ -453,64 +563,57 @@ void speex_preprocess_state_destroy(SpeexPreprocessState *st)
    speex_free(st);
 }
 
-static void speex_compute_agc(SpeexPreprocessState *st)
+/* FIXME: The AGC doesn't work yet with fixed-point*/
+#ifndef FIXED_POINT
+static void speex_compute_agc(SpeexPreprocessState *st, spx_word16_t Pframe, spx_word16_t *ft)
 {
    int i;
    int N = st->ps_size;
-   float scale=.5f/N;
-   float agc_gain;
-   int freq_start, freq_end;
-   float active_bands = 0;
-
-   freq_start = (int)(300.0f*2*N/st->sampling_rate);
-   freq_end   = (int)(2000.0f*2*N/st->sampling_rate);
-   for (i=freq_start;i<freq_end;i++)
+   float target_gain;
+   float loudness=1.f;
+   float rate;
+   
+   for (i=2;i<N;i++)
    {
-      if (st->S[i] > 20.f*st->Smin[i]+1000.f)
-         active_bands+=1;
+      loudness += 2.f*N*st->ps[i]* st->loudness_weight[i];
    }
-   active_bands /= (freq_end-freq_start+1);
-
-   if (active_bands > .2f)
+   loudness=sqrt(loudness);
+      /*if (loudness < 2*pow(st->loudness, 1.0/LOUDNESS_EXP) &&
+   loudness*2 > pow(st->loudness, 1.0/LOUDNESS_EXP))*/
+   if (Pframe>.3f)
    {
-      float loudness=0.f;
-      float rate, rate2=.2f;
       st->nb_loudness_adapt++;
-      rate=2.0f/(1+st->nb_loudness_adapt);
-      if (rate < .05f)
-         rate = .05f;
-      if (rate < .1f && pow(loudness, LOUDNESS_EXP) > st->loudness)
-         rate = .1f;
-      if (rate < .2f && pow(loudness, LOUDNESS_EXP) > 3.f*st->loudness)
-         rate = .2f;
-      if (rate < .4f && pow(loudness, LOUDNESS_EXP) > 10.f*st->loudness)
-         rate = .4f;
-
-      for (i=2;i<N;i++)
-      {
-         loudness += scale*st->ps[i] * st->gain2[i] * st->gain2[i] * st->loudness_weight[i];
-      }
-      loudness=sqrt(loudness);
-      /*if (loudness < 2*pow(st->loudness, 1.0/LOUDNESS_EXP) &&
-        loudness*2 > pow(st->loudness, 1.0/LOUDNESS_EXP))*/
-      st->loudness = (1-rate)*st->loudness + (rate)*pow(loudness, LOUDNESS_EXP);
-      
-      st->loudness2 = (1-rate2)*st->loudness2 + rate2*pow(st->loudness, 1.0f/LOUDNESS_EXP);
-
-      loudness = pow(st->loudness, 1.0f/LOUDNESS_EXP);
-
-      /*fprintf (stderr, "%f %f %f\n", loudness, st->loudness2, rate);*/
+      /*rate=2.0f*Pframe*Pframe/(1+st->nb_loudness_adapt);*/
+      rate = .03*Pframe*Pframe;
+      st->loudness = (1-rate)*st->loudness + (rate)*pow(AMP_SCALE*loudness, LOUDNESS_EXP);
+      st->loudness_accum = (1-rate)*st->loudness_accum + rate;
+      if (st->init_max < st->max_gain && st->nb_adapt > 20)
+         st->init_max *= 1.f + .1f*Pframe*Pframe;
    }
+   /*printf ("%f %f %f %f\n", Pframe, loudness, pow(st->loudness, 1.0f/LOUDNESS_EXP), st->loudness2);*/
    
-   agc_gain = st->agc_level/st->loudness2;
-   /*fprintf (stderr, "%f %f %f %f\n", active_bands, st->loudness, st->loudness2, agc_gain);*/
-   if (agc_gain>200)
-      agc_gain = 200;
+   target_gain = AMP_SCALE*st->agc_level*pow(st->loudness/(1e-4+st->loudness_accum), -1.0f/LOUDNESS_EXP);
 
-   for (i=0;i<N;i++)
-      st->gain2[i] *= agc_gain;
+   if ((Pframe>.5  && st->nb_adapt > 20) || target_gain < st->agc_gain)
+   {
+      if (target_gain > st->max_increase_step*st->agc_gain)
+         target_gain = st->max_increase_step*st->agc_gain;
+      if (target_gain < st->max_decrease_step*st->agc_gain && loudness < 10*st->prev_loudness)
+         target_gain = st->max_decrease_step*st->agc_gain;
+      if (target_gain > st->max_gain)
+         target_gain = st->max_gain;
+      if (target_gain > st->init_max)
+         target_gain = st->init_max;
    
+      st->agc_gain = target_gain;
+   }
+   /*fprintf (stderr, "%f %f %f\n", loudness, (float)AMP_SCALE_1*pow(st->loudness, 1.0f/LOUDNESS_EXP), st->agc_gain);*/
+      
+   for (i=0;i<2*N;i++)
+      ft[i] *= st->agc_gain;
+   st->prev_loudness = loudness;
 }
+#endif
 
 static void preprocess_analysis(SpeexPreprocessState *st, spx_int16_t *x)
 {
@@ -532,7 +635,7 @@ static void preprocess_analysis(SpeexPreprocessState *st, spx_int16_t *x)
 
    /* Windowing */
    for (i=0;i<2*N;i++)
-      st->frame[i] *= st->window[i];
+      st->frame[i] = MULT16_16_Q15(st->frame[i], st->window[i]);
 
 #ifdef FIXED_POINT
    {
@@ -549,9 +652,9 @@ static void preprocess_analysis(SpeexPreprocessState *st, spx_int16_t *x)
    spx_fft(st->fft_lookup, st->frame, st->ft);
          
    /* Power spectrum */
-   ps[0]=1;
+   ps[0]=MULT16_16(st->ft[0],st->ft[0]);
    for (i=1;i<N;i++)
-      ps[i]=1+MULT16_16(st->ft[2*i-1],st->ft[2*i-1]) + MULT16_16(st->ft[2*i],st->ft[2*i]);
+      ps[i]=MULT16_16(st->ft[2*i-1],st->ft[2*i-1]) + MULT16_16(st->ft[2*i],st->ft[2*i]);
    for (i=0;i<N;i++)
       st->ps[i] = PSHR32(st->ps[i], 2*st->frame_shift);
 
@@ -565,14 +668,15 @@ static void update_noise_prob(SpeexPreprocessState *st)
    int N = st->ps_size;
 
    for (i=1;i<N-1;i++)
-      st->S[i] = 100.f+ .8f*st->S[i] + .05f*st->ps[i-1]+.1f*st->ps[i]+.05f*st->ps[i+1];
-   st->S[0] = 100.f+ .8f*st->S[0] + .2*st->ps[0];
-   st->S[N-1] = 100.f+ .8f*st->S[N-1] + .2*st->ps[N-1];
+      st->S[i] =  MULT16_32_Q15(QCONST16(.8f,15),st->S[i]) + MULT16_32_Q15(QCONST16(.05f,15),st->ps[i-1]) 
+                      + MULT16_32_Q15(QCONST16(.1f,15),st->ps[i]) + MULT16_32_Q15(QCONST16(.05f,15),st->ps[i+1]);
+   st->S[0] =  MULT16_32_Q15(QCONST16(.8f,15),st->S[0]) + MULT16_32_Q15(QCONST16(.2f,15),st->ps[0]);
+   st->S[N-1] =  MULT16_32_Q15(QCONST16(.8f,15),st->S[N-1]) + MULT16_32_Q15(QCONST16(.2f,15),st->ps[N-1]);
    
    if (st->nb_adapt==1)
    {
       for (i=0;i<N;i++)
-         st->Smin[i] = st->Stmp[i] = 0.f;
+         st->Smin[i] = st->Stmp[i] = 0;
    }
 
    if (st->nb_adapt < 100)
@@ -588,21 +692,22 @@ static void update_noise_prob(SpeexPreprocessState *st)
       st->min_count = 0;
       for (i=0;i<N;i++)
       {
-         st->Smin[i] = min(st->Stmp[i], st->S[i]);
+         st->Smin[i] = MIN32(st->Stmp[i], st->S[i]);
          st->Stmp[i] = st->S[i];
       }
    } else {
       for (i=0;i<N;i++)
       {
-         st->Smin[i] = min(st->Smin[i], st->S[i]);
-         st->Stmp[i] = min(st->Stmp[i], st->S[i]);      
+         st->Smin[i] = MIN32(st->Smin[i], st->S[i]);
+         st->Stmp[i] = MIN32(st->Stmp[i], st->S[i]);      
       }
    }
    for (i=0;i<N;i++)
    {
-      st->update_prob[i] *= .2f;
-      if (st->S[i] > 2.5*st->Smin[i])
-         st->update_prob[i] += .8f;
+      if (MULT16_32_Q15(QCONST16(.4f,15),st->S[i]) > ADD32(st->Smin[i],EXTEND32(20)))
+         st->update_prob[i] = 1;
+      else
+         st->update_prob[i] = 0;
       /*fprintf (stderr, "%f ", st->S[i]/st->Smin[i]);*/
       /*fprintf (stderr, "%f ", st->update_prob[i]);*/
    }
@@ -626,25 +731,33 @@ int speex_preprocess_run(SpeexPreprocessState *st, spx_int16_t *x)
    int N3 = 2*N - st->frame_size;
    int N4 = st->frame_size - N3;
    spx_word32_t *ps=st->ps;
-   float Zframe=0, Pframe;
-   float beta, beta_1;
-   float echo_floor;
-   float noise_floor;
+   spx_word32_t Zframe;
+   spx_word16_t Pframe;
+   spx_word16_t beta, beta_1;
+   spx_word16_t effective_echo_suppress;
    
    st->nb_adapt++;
+   if (st->nb_adapt>20000)
+      st->nb_adapt = 20000;
    st->min_count++;
    
-   beta =1.0f/st->nb_adapt;
-   if (beta < .03f)
-      beta=.03f;
-   beta_1 = 1.0f-beta;
+   beta = MAX16(QCONST16(.03,15),DIV32_16(Q15_ONE,st->nb_adapt));
+   beta_1 = Q15_ONE-beta;
    M = st->nbands;
    /* Deal with residual echo if provided */
    if (st->echo_state)
    {
       speex_echo_get_residual(st->echo_state, st->residual_echo, N);
+#ifndef FIXED_POINT
+      /* If there are NaNs or ridiculous values, it'll show up in the DC and we just reset everything to zero */
+      if (!(st->residual_echo[0] >=0 && st->residual_echo[0]<N*1e9f))
+      {
+         for (i=0;i<N;i++)
+            st->residual_echo[i] = 0;
+      }
+#endif
       for (i=0;i<N;i++)
-         st->echo_noise[i] = MAX32(.6f*st->echo_noise[i], st->residual_echo[i]);
+         st->echo_noise[i] = MAX32(MULT16_32_Q15(QCONST16(.6f,15),st->echo_noise[i]), st->residual_echo[i]);
       filterbank_compute_bank32(st->bank, st->echo_noise, st->echo_noise+N);
    } else {
       for (i=0;i<N+M;i++)
@@ -665,10 +778,10 @@ int speex_preprocess_run(SpeexPreprocessState *st, spx_int16_t *x)
    /* Update the noise estimate for the frequencies where it can be */
    for (i=0;i<N;i++)
    {
-      if (st->update_prob[i]<.5f || st->ps[i] < st->noise[i])
-         st->noise[i] = beta_1*st->noise[i] + beta*NOISE_OVERCOMPENS*st->ps[i];
+      if (!st->update_prob[i] || st->ps[i] < PSHR32(st->noise[i], NOISE_SHIFT))
+         st->noise[i] = MAX32(EXTEND32(0),MULT16_32_Q15(beta_1,st->noise[i]) + MULT16_32_Q15(beta,SHL32(st->ps[i],NOISE_SHIFT)));
    }
-   filterbank_compute_bank(st->bank, st->noise, st->noise+N);
+   filterbank_compute_bank32(st->bank, st->noise, st->noise+N);
 
    /* Special case for first frame */
    if (st->nb_adapt==1)
@@ -678,154 +791,179 @@ int speex_preprocess_run(SpeexPreprocessState *st, spx_int16_t *x)
    /* Compute a posteriori SNR */
    for (i=0;i<N+M;i++)
    {
-      float gamma = .1;
-      spx_word32_t tot_noise = 1.f+ st->noise[i] + st->echo_noise[i] + st->reverb_estimate[i];
-      st->post[i] = 1.f*ps[i]/tot_noise - 1.f;
-      if (st->post[i]>100.f)
-         st->post[i]=100.f;
-      /*gamma = .15+.85*st->prior[i]*st->prior[i]/((1+st->prior[i])*(1+st->prior[i]));*/
-      gamma = .1+.9*(st->old_ps[i]/(1.f+st->old_ps[i]+tot_noise))*(st->old_ps[i]/(1.f+st->old_ps[i]+tot_noise));
-      /* A priori SNR update */
-      st->prior[i] = gamma*max(0.0f,st->post[i]) + (1.f-gamma)*st->old_ps[i]/tot_noise;
-      if (st->prior[i]>100.f)
-         st->prior[i]=100.f;
+      spx_word16_t gamma;
+      
+      /* Total noise estimate including residual echo and reverberation */
+      spx_word32_t tot_noise = ADD32(ADD32(ADD32(EXTEND32(1), PSHR32(st->noise[i],NOISE_SHIFT)) , st->echo_noise[i]) , st->reverb_estimate[i]);
+      
+      /* A posteriori SNR = ps/noise - 1*/
+      st->post[i] = SUB16(DIV32_16_Q8(ps[i],tot_noise), QCONST16(1.f,SNR_SHIFT));
+      st->post[i]=MIN16(st->post[i], QCONST16(100.f,SNR_SHIFT));
+      
+      /* Computing update gamma = .1 + .9*(old/(old+noise))^2 */
+      gamma = QCONST16(.1f,15)+MULT16_16_Q15(QCONST16(.89f,15),SQR16_Q15(DIV32_16_Q15(st->old_ps[i],ADD32(st->old_ps[i],tot_noise))));
+      
+      /* A priori SNR update = gamma*max(0,post) + (1-gamma)*old/noise */
+      st->prior[i] = EXTRACT16(PSHR32(ADD32(MULT16_16(gamma,MAX16(0,st->post[i])), MULT16_16(Q15_ONE-gamma,DIV32_16_Q8(st->old_ps[i],tot_noise))), 15));
+      st->prior[i]=MIN16(st->prior[i], QCONST16(100.f,SNR_SHIFT));
    }
 
    /*print_vec(st->post, N+M, "");*/
 
    /* Recursive average of the a priori SNR. A bit smoothed for the psd components */
-   st->zeta[0] = .7f*st->zeta[0] + .3f*st->prior[0];
+   st->zeta[0] = PSHR32(ADD32(MULT16_16(QCONST16(.7f,15),st->zeta[0]), MULT16_16(QCONST16(.3f,15),st->prior[0])),15);
    for (i=1;i<N-1;i++)
-      st->zeta[i] = .7f*st->zeta[i] + .3f*(.5f*st->prior[i]+.25f*st->prior[i+1]+.25f*st->prior[i-1]);
+      st->zeta[i] = PSHR32(ADD32(ADD32(ADD32(MULT16_16(QCONST16(.7f,15),st->zeta[i]), MULT16_16(QCONST16(.15f,15),st->prior[i])),
+                           MULT16_16(QCONST16(.075f,15),st->prior[i-1])), MULT16_16(QCONST16(.075f,15),st->prior[i+1])),15);
    for (i=N-1;i<N+M;i++)
-      st->zeta[i] = .7f*st->zeta[i] + .3f*st->prior[i];
+      st->zeta[i] = PSHR32(ADD32(MULT16_16(QCONST16(.7f,15),st->zeta[i]), MULT16_16(QCONST16(.3f,15),st->prior[i])),15);
 
    /* Speech probability of presence for the entire frame is based on the average filterbank a priori SNR */
    Zframe = 0;
    for (i=N;i<N+M;i++)
-      Zframe += st->zeta[i];
-   Zframe /= st->nbands;
-   Pframe = .1+.9*qcurve(Zframe);
+      Zframe = ADD32(Zframe, EXTEND32(st->zeta[i]));
+   Pframe = QCONST16(.1f,15)+MULT16_16_Q15(QCONST16(.899f,15),qcurve(DIV32_16(Zframe,st->nbands)));
    
-   noise_floor = exp(.2302585f*st->noise_suppress);
-   echo_floor = exp(.2302585f* (st->echo_suppress*(1-Pframe) + st->echo_suppress_active*Pframe));
-   /*print_vec(&Pframe, 1, "");*/
-   /*for (i=N;i<N+M;i++)
-      st->gain2[i] = qcurve (st->zeta[i]);
-   filterbank_compute_psd(st->bank,st->gain2+N, st->gain2);*/
+   effective_echo_suppress = EXTRACT16(PSHR32(ADD32(MULT16_16(SUB16(Q15_ONE,Pframe), st->echo_suppress), MULT16_16(Pframe, st->echo_suppress_active)),15));
    
+   compute_gain_floor(st->noise_suppress, effective_echo_suppress, st->noise+N, st->echo_noise+N, st->gain_floor+N, M);
+         
+   /* Compute Ephraim & Malah gain speech probability of presence for each critical band (Bark scale) 
+      Technically this is actually wrong because the EM gaim assumes a slightly different probability 
+      distribution */
    for (i=N;i<N+M;i++)
    {
-      float theta, MM;
-      float prior_ratio;
-      float q;
-      float P1;
-
-      /* Compute the gain floor based on different floors for the background noise and residual echo */
-      st->gain_floor[i] = sqrt((noise_floor*st->noise[i] + echo_floor*st->echo_noise[i])/(1+st->noise[i] + st->echo_noise[i]));
-      prior_ratio = st->prior[i]/(1.f+st->prior[i]);
-      theta = (1.f+st->post[i])*prior_ratio;
+      /* See EM and Cohen papers*/
+      spx_word32_t theta;
+      /* Gain from hypergeometric function */
+      spx_word32_t MM;
+      /* Weiner filter gain */
+      spx_word16_t prior_ratio;
+      /* a priority probability of speech presence based on Bark sub-band alone */
+      spx_word16_t P1;
+      /* Speech absence a priori probability (considering sub-band and frame) */
+      spx_word16_t q;
+#ifdef FIXED_POINT
+      spx_word16_t tmp;
+#endif
+      
+      prior_ratio = PDIV32_16(SHL32(EXTEND32(st->prior[i]), 15), ADD16(st->prior[i], SHL32(1,SNR_SHIFT)));
+      theta = MULT16_32_P15(prior_ratio, QCONST32(1.f,EXPIN_SHIFT)+SHL32(EXTEND32(st->post[i]),EXPIN_SHIFT-SNR_SHIFT));
 
       MM = hypergeom_gain(theta);
-      st->gain[i] = prior_ratio * MM;
-      /* Bound on the gain */
-      if (st->gain[i]>1.f)
-         st->gain[i]=1.f;
-      
+      /* Gain with bound */
+      st->gain[i] = EXTRACT16(MIN32(Q15_ONE, MULT16_32_Q15(prior_ratio, MM)));
       /* Save old Bark power spectrum */
-      st->old_ps[i] = .2*st->old_ps[i] + .8*st->gain[i]*st->gain[i]*ps[i];
+      st->old_ps[i] = MULT16_32_P15(QCONST16(.2f,15),st->old_ps[i]) + MULT16_32_P15(MULT16_16_P15(QCONST16(.8f,15),SQR16_Q15(st->gain[i])),ps[i]);
 
-      P1 = .2+.8*qcurve (st->zeta[i]);
-      q = 1-Pframe*P1;
-      st->gain2[i]=1.f/(1.f + (q/(1.f-q))*(1.f+st->prior[i])*exp(-theta));
+      P1 = QCONST16(.199f,15)+MULT16_16_Q15(QCONST16(.8f,15),qcurve (st->zeta[i]));
+      q = Q15_ONE-MULT16_16_Q15(Pframe,P1);
+#ifdef FIXED_POINT
+      theta = MIN32(theta, EXTEND32(32767));
+/*Q8*/tmp = MULT16_16_Q15((SHL32(1,SNR_SHIFT)+st->prior[i]),EXTRACT16(MIN32(Q15ONE,SHR32(spx_exp(-EXTRACT16(theta)),1))));
+      tmp = MIN16(QCONST16(3.,SNR_SHIFT), tmp); /* Prevent overflows in the next line*/
+/*Q8*/tmp = EXTRACT16(PSHR32(MULT16_16(PDIV32_16(SHL32(EXTEND32(q),8),(Q15_ONE-q)),tmp),8));
+      st->gain2[i]=DIV32_16(SHL32(EXTEND32(32767),SNR_SHIFT), ADD16(256,tmp));
+#else
+      st->gain2[i]=1/(1.f + (q/(1.f-q))*(1+st->prior[i])*exp(-theta));
+#endif
    }
-   filterbank_compute_psd(st->bank,st->gain2+N, st->gain2);
-   filterbank_compute_psd(st->bank,st->gain+N, st->gain);
+   /* Convert the EM gains and speech prob to linear frequency */
+   filterbank_compute_psd16(st->bank,st->gain2+N, st->gain2);
+   filterbank_compute_psd16(st->bank,st->gain+N, st->gain);
    
    /* Use 1 for linear gain resolution (best) or 0 for Bark gain resolution (faster) */
    if (1)
    {
-      filterbank_compute_psd(st->bank,st->gain_floor+N, st->gain_floor);
+      filterbank_compute_psd16(st->bank,st->gain_floor+N, st->gain_floor);
    
-      /* Compute gain according to the Ephraim-Malah algorithm */
+      /* Compute gain according to the Ephraim-Malah algorithm -- linear frequency */
       for (i=0;i<N;i++)
       {
-         float MM;
-         float theta;
-         float prior_ratio;
-         float p;
-         float g;
+         spx_word32_t MM;
+         spx_word32_t theta;
+         spx_word16_t prior_ratio;
+         spx_word16_t tmp;
+         spx_word16_t p;
+         spx_word16_t g;
          
          /* Wiener filter gain */
-         prior_ratio = st->prior[i]/(1.f+st->prior[i]);
-         theta = (1.f+st->post[i])*prior_ratio;
-         p = st->gain2[i];
-         
+         prior_ratio = PDIV32_16(SHL32(EXTEND32(st->prior[i]), 15), ADD16(st->prior[i], SHL32(1,SNR_SHIFT)));
+         theta = MULT16_32_P15(prior_ratio, QCONST32(1.f,EXPIN_SHIFT)+SHL32(EXTEND32(st->post[i]),EXPIN_SHIFT-SNR_SHIFT));
+
          /* Optimal estimator for loudness domain */
          MM = hypergeom_gain(theta);
-         g = prior_ratio * MM;
-         
+         /* EM gain with bound */
+         g = EXTRACT16(MIN32(Q15_ONE, MULT16_32_Q15(prior_ratio, MM)));
+         /* Interpolated speech probability of presence */
+         p = st->gain2[i];
+                  
          /* Constrain the gain to be close to the Bark scale gain */
-         if (g > 3*st->gain[i])
-            g = 3*st->gain[i];
+         if (MULT16_16_Q15(QCONST16(.333f,15),g) > st->gain[i])
+            g = MULT16_16(3,st->gain[i]);
          st->gain[i] = g;
          
-         /* Bound on the gain */
-         if (st->gain[i]>1.f)
-            st->gain[i]=1.f;
-         
          /* Save old power spectrum */
-         st->old_ps[i] = .2*st->old_ps[i] + .8*st->gain[i]*st->gain[i]*ps[i];
+         st->old_ps[i] = MULT16_32_P15(QCONST16(.2f,15),st->old_ps[i]) + MULT16_32_P15(MULT16_16_P15(QCONST16(.8f,15),SQR16_Q15(st->gain[i])),ps[i]);
          
          /* Apply gain floor */
          if (st->gain[i] < st->gain_floor[i])
             st->gain[i] = st->gain_floor[i];
-         
+
          /* Exponential decay model for reverberation (unused) */
          /*st->reverb_estimate[i] = st->reverb_decay*st->reverb_estimate[i] + st->reverb_decay*st->reverb_level*st->gain[i]*st->gain[i]*st->ps[i];*/
          
          /* Take into account speech probability of presence (loudness domain MMSE estimator) */
-         st->gain2[i]=(p*sqrt(st->gain[i])+sqrt(st->gain_floor[i])*(1-p)) * (p*sqrt(st->gain[i])+sqrt(st->gain_floor[i])*(1-p));
-         
+         /* gain2 = [p*sqrt(gain)+(1-p)*sqrt(gain _floor) ]^2 */
+         tmp = MULT16_16_P15(p,spx_sqrt(SHL32(EXTEND32(st->gain[i]),15))) + MULT16_16_P15(SUB16(Q15_ONE,p),spx_sqrt(SHL32(EXTEND32(st->gain_floor[i]),15)));
+         st->gain2[i]=SQR16_Q15(tmp);
+
          /* Use this if you want a log-domain MMSE estimator instead */
          /*st->gain2[i] = pow(st->gain[i], p) * pow(st->gain_floor[i],1.f-p);*/
-         
       }
    } else {
       for (i=N;i<N+M;i++)
       {
-         float p = st->gain2[i];
-         if (st->gain[i] < st->gain_floor[i])
-            st->gain[i] = st->gain_floor[i];
-         st->gain2[i]=(p*sqrt(st->gain[i])+sqrt(st->gain_floor[i])*(1-p)) * (p*sqrt(st->gain[i])+sqrt(st->gain_floor[i])*(1-p));
+         spx_word16_t tmp;
+         spx_word16_t p = st->gain2[i];
+         st->gain[i] = MAX16(st->gain[i], st->gain_floor[i]);         
+         tmp = MULT16_16_P15(p,spx_sqrt(SHL32(EXTEND32(st->gain[i]),15))) + MULT16_16_P15(SUB16(Q15_ONE,p),spx_sqrt(SHL32(EXTEND32(st->gain_floor[i]),15)));
+         st->gain2[i]=SQR16_Q15(tmp);
       }
-      filterbank_compute_psd(st->bank,st->gain2+N, st->gain2);
-      
+      filterbank_compute_psd16(st->bank,st->gain2+N, st->gain2);
    }
    
+   /* If noise suppression is off, don't apply the gain (but then why call this in the first place!) */
    if (!st->denoise_enabled)
    {
       for (i=0;i<N+M;i++)
-         st->gain2[i]=1.f;
+         st->gain2[i]=Q15_ONE;
    }
-   
-   if (st->agc_enabled)
-      speex_compute_agc(st);
-
+      
    /* Apply computed gain */
    for (i=1;i<N;i++)
    {
-      st->ft[2*i-1] *= st->gain2[i];
-      st->ft[2*i] *= st->gain2[i];
+      st->ft[2*i-1] = MULT16_16_P15(st->gain2[i],st->ft[2*i-1]);
+      st->ft[2*i] = MULT16_16_P15(st->gain2[i],st->ft[2*i]);
    }
-   st->ft[0] *= st->gain2[0];
-   st->ft[2*N-1] *= st->gain2[N-1];
+   st->ft[0] = MULT16_16_P15(st->gain2[0],st->ft[0]);
+   st->ft[2*N-1] = MULT16_16_P15(st->gain2[N-1],st->ft[2*N-1]);
+   
+   /*FIXME: This *will* not work for fixed-point */
+#ifndef FIXED_POINT
+   if (st->agc_enabled)
+      speex_compute_agc(st, Pframe, st->ft);
+#endif
 
    /* Inverse FFT with 1/N scaling */
    spx_ifft(st->fft_lookup, st->ft, st->frame);
+   /* Scale back to original (lower) amplitude */
    for (i=0;i<2*N;i++)
       st->frame[i] = PSHR16(st->frame[i], st->frame_shift);
 
+   /*FIXME: This *will* not work for fixed-point */
+#ifndef FIXED_POINT
+   if (st->agc_enabled)
    {
       float max_sample=0;
       for (i=0;i<2*N;i++)
@@ -838,9 +976,11 @@ int speex_preprocess_run(SpeexPreprocessState *st, spx_int16_t *x)
             st->frame[i] *= damp;
       }
    }
-
+#endif
+   
+   /* Synthesis window (for WOLA) */
    for (i=0;i<2*N;i++)
-      st->frame[i] *= st->window[i];
+      st->frame[i] = MULT16_16_Q15(st->frame[i], st->window[i]);
 
    /* Perform overlap and add */
    for (i=0;i<N3;i++)
@@ -852,6 +992,7 @@ int speex_preprocess_run(SpeexPreprocessState *st, spx_int16_t *x)
    for (i=0;i<N3;i++)
       st->outbuf[i] = st->frame[st->frame_size+i];
 
+   /* FIXME: This VAD is a kludge */
    if (st->vad_enabled)
    {
       if (Pframe > st->speech_prob_start || (st->was_speech && Pframe > st->speech_prob_continue))
@@ -868,7 +1009,7 @@ int speex_preprocess_run(SpeexPreprocessState *st, spx_int16_t *x)
    }
 }
 
-void speex_preprocess_estimate_update(SpeexPreprocessState *st, spx_int16_t *x, spx_int32_t *echo)
+void speex_preprocess_estimate_update(SpeexPreprocessState *st, spx_int16_t *x)
 {
    int i;
    int N = st->ps_size;
@@ -885,24 +1026,21 @@ void speex_preprocess_estimate_update(SpeexPreprocessState *st, spx_int16_t *x,
    
    for (i=1;i<N-1;i++)
    {
-      if (st->update_prob[i]<.5f || st->ps[i] < st->noise[i])
+      if (!st->update_prob[i] || st->ps[i] < PSHR32(st->noise[i],NOISE_SHIFT))
       {
-         if (echo)
-            st->noise[i] = .95f*st->noise[i] + .1f*max(1.0f,st->ps[i]-1.0*echo[i]);
-         else
-            st->noise[i] = .95f*st->noise[i] + .1f*st->ps[i];
+         st->noise[i] = MULT16_32_Q15(QCONST16(.95f,15),st->noise[i]) + MULT16_32_Q15(QCONST16(.05f,15),SHL32(st->ps[i],NOISE_SHIFT));
       }
    }
 
    for (i=0;i<N3;i++)
-      st->outbuf[i] = x[st->frame_size-N3+i]*st->window[st->frame_size+i];
+      st->outbuf[i] = MULT16_16_Q15(x[st->frame_size-N3+i],st->window[st->frame_size+i]);
 
    /* Save old power spectrum */
    for (i=0;i<N+M;i++)
       st->old_ps[i] = ps[i];
 
-   for (i=1;i<N;i++)
-      st->reverb_estimate[i] *= st->reverb_decay;
+   for (i=0;i<N;i++)
+      st->reverb_estimate[i] = MULT16_32_Q15(st->reverb_decay, st->reverb_estimate[i]);
 }
 
 
@@ -914,17 +1052,17 @@ int speex_preprocess_ctl(SpeexPreprocessState *state, int request, void *ptr)
    switch(request)
    {
    case SPEEX_PREPROCESS_SET_DENOISE:
-      st->denoise_enabled = (*(int*)ptr);
+      st->denoise_enabled = (*(spx_int32_t*)ptr);
       break;
    case SPEEX_PREPROCESS_GET_DENOISE:
-      (*(int*)ptr) = st->denoise_enabled;
+      (*(spx_int32_t*)ptr) = st->denoise_enabled;
       break;
-
+#ifndef FIXED_POINT
    case SPEEX_PREPROCESS_SET_AGC:
-      st->agc_enabled = (*(int*)ptr);
+      st->agc_enabled = (*(spx_int32_t*)ptr);
       break;
    case SPEEX_PREPROCESS_GET_AGC:
-      (*(int*)ptr) = st->agc_enabled;
+      (*(spx_int32_t*)ptr) = st->agc_enabled;
       break;
 
    case SPEEX_PREPROCESS_SET_AGC_LEVEL:
@@ -937,9 +1075,27 @@ int speex_preprocess_ctl(SpeexPreprocessState *state, int request, void *ptr)
    case SPEEX_PREPROCESS_GET_AGC_LEVEL:
       (*(float*)ptr) = st->agc_level;
       break;
-
+   case SPEEX_PREPROCESS_SET_AGC_INCREMENT:
+      st->max_increase_step = exp(0.11513f * (*(spx_int32_t*)ptr)*st->frame_size / st->sampling_rate);
+      break;
+   case SPEEX_PREPROCESS_GET_AGC_INCREMENT:
+      (*(spx_int32_t*)ptr) = floor(.5+8.6858*log(st->max_increase_step)*st->sampling_rate/st->frame_size);
+      break;
+   case SPEEX_PREPROCESS_SET_AGC_DECREMENT:
+      st->max_decrease_step = exp(0.11513f * (*(spx_int32_t*)ptr)*st->frame_size / st->sampling_rate);
+      break;
+   case SPEEX_PREPROCESS_GET_AGC_DECREMENT:
+      (*(spx_int32_t*)ptr) = floor(.5+8.6858*log(st->max_decrease_step)*st->sampling_rate/st->frame_size);
+      break;
+   case SPEEX_PREPROCESS_SET_AGC_MAX_GAIN:
+      st->max_gain = exp(0.11513f * (*(spx_int32_t*)ptr));
+      break;
+   case SPEEX_PREPROCESS_GET_AGC_MAX_GAIN:
+      (*(spx_int32_t*)ptr) = floor(.5+8.6858*log(st->max_gain));
+      break;
+#endif
    case SPEEX_PREPROCESS_SET_VAD:
-      speex_warning("The VAD has been removed pending a complete rewrite");
+      speex_warning("The VAD has been replaced by a hack pending a complete rewrite");
       st->vad_enabled = (*(spx_int32_t*)ptr);
       break;
    case SPEEX_PREPROCESS_GET_VAD:
@@ -947,12 +1103,12 @@ int speex_preprocess_ctl(SpeexPreprocessState *state, int request, void *ptr)
       break;
    
    case SPEEX_PREPROCESS_SET_DEREVERB:
-      st->dereverb_enabled = (*(int*)ptr);
+      st->dereverb_enabled = (*(spx_int32_t*)ptr);
       for (i=0;i<st->ps_size;i++)
          st->reverb_estimate[i]=0;
       break;
    case SPEEX_PREPROCESS_GET_DEREVERB:
-      (*(int*)ptr) = st->dereverb_enabled;
+      (*(spx_int32_t*)ptr) = st->dereverb_enabled;
       break;
 
    case SPEEX_PREPROCESS_SET_DEREVERB_LEVEL:
@@ -970,21 +1126,19 @@ int speex_preprocess_ctl(SpeexPreprocessState *state, int request, void *ptr)
       break;
 
    case SPEEX_PREPROCESS_SET_PROB_START:
-      st->speech_prob_start = (*(int*)ptr) / 100.0;
-      if ( st->speech_prob_start > 1 || st->speech_prob_start < 0 )
-         st->speech_prob_start = SPEEX_PROB_START_DEFAULT;
+      *(spx_int32_t*)ptr = MIN32(Q15_ONE,MAX32(0, *(spx_int32_t*)ptr));
+      st->speech_prob_start = DIV32_16(MULT16_16(32767,*(spx_int32_t*)ptr), 100);
       break;
    case SPEEX_PREPROCESS_GET_PROB_START:
-      (*(int*)ptr) = st->speech_prob_start * 100;
+      (*(spx_int32_t*)ptr) = MULT16_16_Q15(st->speech_prob_start, 100);
       break;
 
    case SPEEX_PREPROCESS_SET_PROB_CONTINUE:
-      st->speech_prob_continue = (*(int*)ptr) / 100.0;
-      if ( st->speech_prob_continue > 1 || st->speech_prob_continue < 0 )
-         st->speech_prob_continue = SPEEX_PROB_CONTINUE_DEFAULT;
+      *(spx_int32_t*)ptr = MIN32(Q15_ONE,MAX32(0, *(spx_int32_t*)ptr));
+      st->speech_prob_continue = DIV32_16(MULT16_16(32767,*(spx_int32_t*)ptr), 100);
       break;
    case SPEEX_PREPROCESS_GET_PROB_CONTINUE:
-      (*(int*)ptr) = st->speech_prob_continue * 100;
+      (*(spx_int32_t*)ptr) = MULT16_16_Q15(st->speech_prob_continue, 100);
       break;
 
    case SPEEX_PREPROCESS_SET_NOISE_SUPPRESS: