Making stereo code use [un]quant_bands() as well
[opus.git] / libcelt / bands.c
1 /* Copyright (c) 2007-2008 CSIRO
2    Copyright (c) 2007-2009 Xiph.Org Foundation
3    Copyright (c) 2008-2009 Gregory Maxwell 
4    Written by Jean-Marc Valin and Gregory Maxwell */
5 /*
6    Redistribution and use in source and binary forms, with or without
7    modification, are permitted provided that the following conditions
8    are met:
9    
10    - Redistributions of source code must retain the above copyright
11    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
12    
13    - Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
14    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
15    documentation and/or other materials provided with the distribution.
16    
17    - Neither the name of the Xiph.org Foundation nor the names of its
18    contributors may be used to endorse or promote products derived from
19    this software without specific prior written permission.
20    
21    THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
22    ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
23    LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
24    A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE FOUNDATION OR
25    CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL,
26    EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO,
27    PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR
28    PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF
29    LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING
30    NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS
31    SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
32 */
33
34 #ifdef HAVE_CONFIG_H
35 #include "config.h"
36 #endif
37
38 #include <math.h>
39 #include "bands.h"
40 #include "modes.h"
41 #include "vq.h"
42 #include "cwrs.h"
43 #include "stack_alloc.h"
44 #include "os_support.h"
45 #include "mathops.h"
46 #include "rate.h"
47
48
49 #ifdef FIXED_POINT
50 /* Compute the amplitude (sqrt energy) in each of the bands */
51 void compute_band_energies(const CELTMode *m, const celt_sig *X, celt_ener *bank, int _C, int M)
52 {
53    int i, c, N;
54    const celt_int16 *eBands = m->eBands;
55    const int C = CHANNELS(_C);
56    N = M*m->eBands[m->nbEBands+1];
57    for (c=0;c<C;c++)
58    {
59       for (i=0;i<m->nbEBands;i++)
60       {
61          int j;
62          celt_word32 maxval=0;
63          celt_word32 sum = 0;
64          
65          j=M*eBands[i]; do {
66             maxval = MAX32(maxval, X[j+c*N]);
67             maxval = MAX32(maxval, -X[j+c*N]);
68          } while (++j<M*eBands[i+1]);
69          
70          if (maxval > 0)
71          {
72             int shift = celt_ilog2(maxval)-10;
73             j=M*eBands[i]; do {
74                sum = MAC16_16(sum, EXTRACT16(VSHR32(X[j+c*N],shift)),
75                                    EXTRACT16(VSHR32(X[j+c*N],shift)));
76             } while (++j<M*eBands[i+1]);
77             /* We're adding one here to make damn sure we never end up with a pitch vector that's
78                larger than unity norm */
79             bank[i+c*m->nbEBands] = EPSILON+VSHR32(EXTEND32(celt_sqrt(sum)),-shift);
80          } else {
81             bank[i+c*m->nbEBands] = EPSILON;
82          }
83          /*printf ("%f ", bank[i+c*m->nbEBands]);*/
84       }
85    }
86    /*printf ("\n");*/
87 }
88
89 /* Normalise each band such that the energy is one. */
90 void normalise_bands(const CELTMode *m, const celt_sig * restrict freq, celt_norm * restrict X, const celt_ener *bank, int _C, int M)
91 {
92    int i, c, N;
93    const celt_int16 *eBands = m->eBands;
94    const int C = CHANNELS(_C);
95    N = M*m->eBands[m->nbEBands+1];
96    for (c=0;c<C;c++)
97    {
98       i=0; do {
99          celt_word16 g;
100          int j,shift;
101          celt_word16 E;
102          shift = celt_zlog2(bank[i+c*m->nbEBands])-13;
103          E = VSHR32(bank[i+c*m->nbEBands], shift);
104          g = EXTRACT16(celt_rcp(SHL32(E,3)));
105          j=M*eBands[i]; do {
106             X[j+c*N] = MULT16_16_Q15(VSHR32(freq[j+c*N],shift-1),g);
107          } while (++j<M*eBands[i+1]);
108       } while (++i<m->nbEBands);
109    }
110 }
111
112 #else /* FIXED_POINT */
113 /* Compute the amplitude (sqrt energy) in each of the bands */
114 void compute_band_energies(const CELTMode *m, const celt_sig *X, celt_ener *bank, int _C, int M)
115 {
116    int i, c, N;
117    const celt_int16 *eBands = m->eBands;
118    const int C = CHANNELS(_C);
119    N = M*m->eBands[m->nbEBands+1];
120    for (c=0;c<C;c++)
121    {
122       for (i=0;i<m->nbEBands;i++)
123       {
124          int j;
125          celt_word32 sum = 1e-10;
126          for (j=M*eBands[i];j<M*eBands[i+1];j++)
127             sum += X[j+c*N]*X[j+c*N];
128          bank[i+c*m->nbEBands] = sqrt(sum);
129          /*printf ("%f ", bank[i+c*m->nbEBands]);*/
130       }
131    }
132    /*printf ("\n");*/
133 }
134
135 #ifdef EXP_PSY
136 void compute_noise_energies(const CELTMode *m, const celt_sig *X, const celt_word16 *tonality, celt_ener *bank, int _C, int M)
137 {
138    int i, c, N;
139    const celt_int16 *eBands = m->eBands;
140    const int C = CHANNELS(_C);
141    N = M*m->eBands[m->nbEBands+1];
142    for (c=0;c<C;c++)
143    {
144       for (i=0;i<m->nbEBands;i++)
145       {
146          int j;
147          celt_word32 sum = 1e-10;
148          for (j=M*eBands[i];j<M*eBands[i+1];j++)
149             sum += X[j*C+c]*X[j+c*N]*tonality[j];
150          bank[i+c*m->nbEBands] = sqrt(sum);
151          /*printf ("%f ", bank[i+c*m->nbEBands]);*/
152       }
153    }
154    /*printf ("\n");*/
155 }
156 #endif
157
158 /* Normalise each band such that the energy is one. */
159 void normalise_bands(const CELTMode *m, const celt_sig * restrict freq, celt_norm * restrict X, const celt_ener *bank, int _C, int M)
160 {
161    int i, c, N;
162    const celt_int16 *eBands = m->eBands;
163    const int C = CHANNELS(_C);
164    N = M*m->eBands[m->nbEBands+1];
165    for (c=0;c<C;c++)
166    {
167       for (i=0;i<m->nbEBands;i++)
168       {
169          int j;
170          celt_word16 g = 1.f/(1e-10f+bank[i+c*m->nbEBands]);
171          for (j=M*eBands[i];j<M*eBands[i+1];j++)
172             X[j+c*N] = freq[j+c*N]*g;
173       }
174    }
175 }
176
177 #endif /* FIXED_POINT */
178
179 void renormalise_bands(const CELTMode *m, celt_norm * restrict X, int _C, int M)
180 {
181    int i, c;
182    const celt_int16 *eBands = m->eBands;
183    const int C = CHANNELS(_C);
184    for (c=0;c<C;c++)
185    {
186       i=0; do {
187          renormalise_vector(X+M*eBands[i]+c*M*eBands[m->nbEBands+1], Q15ONE, M*eBands[i+1]-M*eBands[i], 1);
188       } while (++i<m->nbEBands);
189    }
190 }
191
192 /* De-normalise the energy to produce the synthesis from the unit-energy bands */
193 void denormalise_bands(const CELTMode *m, const celt_norm * restrict X, celt_sig * restrict freq, const celt_ener *bank, int _C, int M)
194 {
195    int i, c, N;
196    const celt_int16 *eBands = m->eBands;
197    const int C = CHANNELS(_C);
198    N = M*m->eBands[m->nbEBands+1];
199    if (C>2)
200       celt_fatal("denormalise_bands() not implemented for >2 channels");
201    for (c=0;c<C;c++)
202    {
203       celt_sig * restrict f;
204       const celt_norm * restrict x;
205       f = freq+c*N;
206       x = X+c*N;
207       for (i=0;i<m->nbEBands;i++)
208       {
209          int j, end;
210          celt_word32 g = SHR32(bank[i+c*m->nbEBands],1);
211          j=M*eBands[i];
212          end = M*eBands[i+1];
213          do {
214             *f++ = SHL32(MULT16_32_Q15(*x, g),2);
215             x++;
216          } while (++j<end);
217       }
218       for (i=M*eBands[m->nbEBands];i<M*eBands[m->nbEBands+1];i++)
219          *f++ = 0;
220    }
221 }
222
223 int compute_pitch_gain(const CELTMode *m, const celt_sig *X, const celt_sig *P, int norm_rate, int *gain_id, int _C, celt_word16 *gain_prod, int M)
224 {
225    int j, c;
226    celt_word16 g;
227    celt_word16 delta;
228    const int C = CHANNELS(_C);
229    celt_word32 Sxy=0, Sxx=0, Syy=0;
230    int len = M*m->pitchEnd;
231    int N = M*m->eBands[m->nbEBands+1];
232 #ifdef FIXED_POINT
233    int shift = 0;
234    celt_word32 maxabs=0;
235
236    for (c=0;c<C;c++)
237    {
238       for (j=0;j<len;j++)
239       {
240          maxabs = MAX32(maxabs, ABS32(X[j+c*N]));
241          maxabs = MAX32(maxabs, ABS32(P[j+c*N]));
242       }
243    }
244    shift = celt_ilog2(maxabs)-12;
245    if (shift<0)
246       shift = 0;
247 #endif
248    delta = PDIV32_16(Q15ONE, len);
249    for (c=0;c<C;c++)
250    {
251       celt_word16 gg = Q15ONE;
252       for (j=0;j<len;j++)
253       {
254          celt_word16 Xj, Pj;
255          Xj = EXTRACT16(SHR32(X[j+c*N], shift));
256          Pj = MULT16_16_P15(gg,EXTRACT16(SHR32(P[j+c*N], shift)));
257          Sxy = MAC16_16(Sxy, Xj, Pj);
258          Sxx = MAC16_16(Sxx, Pj, Pj);
259          Syy = MAC16_16(Syy, Xj, Xj);
260          gg = SUB16(gg, delta);
261       }
262    }
263 #ifdef FIXED_POINT
264    {
265       celt_word32 num, den;
266       celt_word16 fact;
267       fact = MULT16_16(QCONST16(.04f, 14), norm_rate);
268       if (fact < QCONST16(1.f, 14))
269          fact = QCONST16(1.f, 14);
270       num = Sxy;
271       den = EPSILON+Sxx+MULT16_32_Q15(QCONST16(.03f,15),Syy);
272       shift = celt_zlog2(Sxy)-16;
273       if (shift < 0)
274          shift = 0;
275       if (Sxy < MULT16_32_Q15(fact, MULT16_16(celt_sqrt(EPSILON+Sxx),celt_sqrt(EPSILON+Syy))))
276          g = 0;
277       else
278          g = DIV32(SHL32(SHR32(num,shift),14),ADD32(EPSILON,SHR32(den,shift)));
279
280       /* This MUST round down so that we don't over-estimate the gain */
281       *gain_id = EXTRACT16(SHR32(MULT16_16(20,(g-QCONST16(.5f,14))),14));
282    }
283 #else
284    {
285       float fact = .04f*norm_rate;
286       if (fact < 1)
287          fact = 1;
288       g = Sxy/(.1f+Sxx+.03f*Syy);
289       if (Sxy < .5f*fact*celt_sqrt(1+Sxx*Syy))
290          g = 0;
291       /* This MUST round down so that we don't over-estimate the gain */
292       *gain_id = floor(20*(g-.5f));
293    }
294 #endif
295    /* This prevents the pitch gain from being above 1.0 for too long by bounding the 
296       maximum error amplification factor to 2.0 */
297    g = ADD16(QCONST16(.5f,14), MULT16_16_16(QCONST16(.05f,14),*gain_id));
298    *gain_prod = MAX16(QCONST32(1.f, 13), MULT16_16_Q14(*gain_prod,g));
299    if (*gain_prod>QCONST32(2.f, 13))
300    {
301       *gain_id=9;
302       *gain_prod = QCONST32(2.f, 13);
303    }
304
305    if (*gain_id < 0)
306    {
307       *gain_id = 0;
308       return 0;
309    } else {
310       if (*gain_id > 15)
311          *gain_id = 15;
312       return 1;
313    }
314 }
315
316 void apply_pitch(const CELTMode *m, celt_sig *X, const celt_sig *P, int gain_id, int pred, int _C, int M)
317 {
318    int j, c, N;
319    celt_word16 gain;
320    celt_word16 delta;
321    const int C = CHANNELS(_C);
322    int len = M*m->pitchEnd;
323
324    N = M*m->eBands[m->nbEBands+1];
325    gain = ADD16(QCONST16(.5f,14), MULT16_16_16(QCONST16(.05f,14),gain_id));
326    delta = PDIV32_16(gain, len);
327    if (pred)
328       gain = -gain;
329    else
330       delta = -delta;
331    for (c=0;c<C;c++)
332    {
333       celt_word16 gg = gain;
334       for (j=0;j<len;j++)
335       {
336          X[j+c*N] += SHL32(MULT16_32_Q15(gg,P[j+c*N]),1);
337          gg = ADD16(gg, delta);
338       }
339    }
340 }
341
342 #ifndef DISABLE_STEREO
343
344 static void stereo_band_mix(const CELTMode *m, celt_norm *X, celt_norm *Y, const celt_ener *bank, int stereo_mode, int bandID, int dir, int M)
345 {
346    int i = bandID;
347    const celt_int16 *eBands = m->eBands;
348    int j;
349    celt_word16 a1, a2;
350    if (stereo_mode==0)
351    {
352       /* Do mid-side when not doing intensity stereo */
353       a1 = QCONST16(.70711f,14);
354       a2 = dir*QCONST16(.70711f,14);
355    } else {
356       celt_word16 left, right;
357       celt_word16 norm;
358 #ifdef FIXED_POINT
359       int shift = celt_zlog2(MAX32(bank[i], bank[i+m->nbEBands]))-13;
360 #endif
361       left = VSHR32(bank[i],shift);
362       right = VSHR32(bank[i+m->nbEBands],shift);
363       norm = EPSILON + celt_sqrt(EPSILON+MULT16_16(left,left)+MULT16_16(right,right));
364       a1 = DIV32_16(SHL32(EXTEND32(left),14),norm);
365       a2 = dir*DIV32_16(SHL32(EXTEND32(right),14),norm);
366    }
367    for (j=0;j<M*eBands[i+1]-M*eBands[i];j++)
368    {
369       celt_norm r, l;
370       l = X[j];
371       r = Y[j];
372       X[j] = MULT16_16_Q14(a1,l) + MULT16_16_Q14(a2,r);
373       Y[j] = MULT16_16_Q14(a1,r) - MULT16_16_Q14(a2,l);
374    }
375 }
376
377
378 #endif /* DISABLE_STEREO */
379
380 int folding_decision(const CELTMode *m, celt_norm *X, celt_word16 *average, int *last_decision, int _C, int M)
381 {
382    int i, c, N0;
383    int NR=0;
384    celt_word32 ratio = EPSILON;
385    const int C = CHANNELS(_C);
386    const celt_int16 * restrict eBands = m->eBands;
387    
388    N0 = M*m->eBands[m->nbEBands+1];
389
390    for (c=0;c<C;c++)
391    {
392    for (i=0;i<m->nbEBands;i++)
393    {
394       int j, N;
395       int max_i=0;
396       celt_word16 max_val=EPSILON;
397       celt_word32 floor_ener=EPSILON;
398       celt_norm * restrict x = X+M*eBands[i]+c*N0;
399       N = M*eBands[i+1]-M*eBands[i];
400       for (j=0;j<N;j++)
401       {
402          if (ABS16(x[j])>max_val)
403          {
404             max_val = ABS16(x[j]);
405             max_i = j;
406          }
407       }
408 #if 0
409       for (j=0;j<N;j++)
410       {
411          if (abs(j-max_i)>2)
412             floor_ener += x[j]*x[j];
413       }
414 #else
415       floor_ener = QCONST32(1.,28)-MULT16_16(max_val,max_val);
416       if (max_i < N-1)
417          floor_ener -= MULT16_16(x[(max_i+1)], x[(max_i+1)]);
418       if (max_i < N-2)
419          floor_ener -= MULT16_16(x[(max_i+2)], x[(max_i+2)]);
420       if (max_i > 0)
421          floor_ener -= MULT16_16(x[(max_i-1)], x[(max_i-1)]);
422       if (max_i > 1)
423          floor_ener -= MULT16_16(x[(max_i-2)], x[(max_i-2)]);
424       floor_ener = MAX32(floor_ener, EPSILON);
425 #endif
426       if (N>7)
427       {
428          celt_word16 r;
429          celt_word16 den = celt_sqrt(floor_ener);
430          den = MAX32(QCONST16(.02f, 15), den);
431          r = DIV32_16(SHL32(EXTEND32(max_val),8),den);
432          ratio = ADD32(ratio, EXTEND32(r));
433          NR++;
434       }
435    }
436    }
437    if (NR>0)
438       ratio = DIV32_16(ratio, NR);
439    ratio = ADD32(HALF32(ratio), HALF32(*average));
440    if (!*last_decision)
441    {
442       *last_decision = (ratio < QCONST16(1.8f,8));
443    } else {
444       *last_decision = (ratio < QCONST16(3.f,8));
445    }
446    *average = EXTRACT16(ratio);
447    return *last_decision;
448 }
449
450 void quant_band(const CELTMode *m, int i, celt_norm *X, int N, int bits, int spread, celt_norm *lowband, int resynth, ec_enc *enc, celt_int32 *remaining_bits, int LM)
451 {
452    int q;
453    int curr_bits;
454
455    q = bits2pulses(m, m->bits[LM][i], N, bits);
456    curr_bits = pulses2bits(m->bits[LM][i], N, q);
457    *remaining_bits -= curr_bits;
458    while (*remaining_bits < 0 && q > 0)
459    {
460       *remaining_bits += curr_bits;
461       q--;
462       curr_bits = pulses2bits(m->bits[LM][i], N, q);
463       *remaining_bits -= curr_bits;
464    }
465    alg_quant(X, N, q, spread, lowband, resynth, enc);
466 }
467
468 void unquant_band(const CELTMode *m, int i, celt_norm *X, int N, int bits,
469                  int spread, celt_norm *lowband, ec_dec *dec,
470                  celt_int32 *remaining_bits, int LM)
471 {
472    int q;
473    int curr_bits;
474
475    q = bits2pulses(m, m->bits[LM][i], N, bits);
476    curr_bits = pulses2bits(m->bits[LM][i], N, q);
477    *remaining_bits -= curr_bits;
478    while (*remaining_bits < 0 && q > 0)
479    {
480       *remaining_bits += curr_bits;
481       q--;
482       curr_bits = pulses2bits(m->bits[LM][i], N, q);
483       *remaining_bits -= curr_bits;
484    }
485    alg_unquant(X, N, q, spread, lowband, dec);
486 }
487
488 /* Quantisation of the residual */
489 void quant_all_bands(const CELTMode *m, int start, celt_norm * restrict X, const celt_ener *bandE, int *pulses, int shortBlocks, int fold, int resynth, int total_bits, int encode, void *enc, int LM)
490 {
491    int i, j, remaining_bits, balance;
492    const celt_int16 * restrict eBands = m->eBands;
493    celt_norm * restrict norm;
494    VARDECL(celt_norm, _norm);
495    int B;
496    int M;
497    int spread;
498    SAVE_STACK;
499
500    M = 1<<LM;
501    B = shortBlocks ? M : 1;
502    spread = fold ? B : 0;
503    ALLOC(_norm, M*eBands[m->nbEBands+1], celt_norm);
504    norm = _norm;
505    /* Just in case the first bands attempts to fold -- shouldn't really happen */
506    for (i=0;i<M;i++)
507       norm[i] = 0;
508
509    balance = 0;
510    for (i=start;i<m->nbEBands;i++)
511    {
512       int tell;
513       int N;
514       int curr_balance;
515       
516       N = M*eBands[i+1]-M*eBands[i];
517
518       tell = ec_enc_tell(enc, BITRES);
519       if (i != start)
520          balance -= tell;
521       remaining_bits = (total_bits<<BITRES)-tell-1;
522       curr_balance = (m->nbEBands-i);
523       if (curr_balance > 3)
524          curr_balance = 3;
525       curr_balance = balance / curr_balance;
526
527       quant_band(m, i, X+M*eBands[i], N, pulses[i]+curr_balance, spread, norm+eBands[start], resynth, enc, &remaining_bits, LM);
528
529       balance += pulses[i] + tell;
530       if (resynth)
531       {
532          celt_word16 n;
533          n = celt_sqrt(SHL32(EXTEND32(N),22));
534          for (j=M*eBands[i];j<M*eBands[i+1];j++)
535             norm[j] = MULT16_16_Q15(n,X[j]);
536       }
537    }
538    RESTORE_STACK;
539 }
540
541 /* Decoding of the residual */
542 void unquant_all_bands(const CELTMode *m, int start, celt_norm * restrict X, const celt_ener *bandE, int *pulses, int shortBlocks, int fold, int total_bits, int encode, ec_dec *dec, int LM)
543 {
544    int i, j, remaining_bits, balance;
545    const celt_int16 * restrict eBands = m->eBands;
546    celt_norm * restrict norm;
547    VARDECL(celt_norm, _norm);
548    int B;
549    int M;
550    int spread;
551    SAVE_STACK;
552
553    M = 1<<LM;
554    B = shortBlocks ? M : 1;
555    spread = fold ? B : 0;
556    ALLOC(_norm, M*eBands[m->nbEBands+1], celt_norm);
557    norm = _norm;
558    /* Just in case the first bands attempts to fold -- shouldn't really happen */
559    for (i=0;i<M;i++)
560       norm[i] = 0;
561
562    balance = 0;
563    for (i=start;i<m->nbEBands;i++)
564    {
565       int tell;
566       celt_word16 n;
567       int N;
568       int curr_balance;
569
570       N = M*eBands[i+1]-M*eBands[i];
571
572       tell = ec_dec_tell(dec, BITRES);
573       if (i != start)
574          balance -= tell;
575       remaining_bits = (total_bits<<BITRES)-tell-1;
576       curr_balance = (m->nbEBands-i);
577       if (curr_balance > 3)
578          curr_balance = 3;
579       curr_balance = balance / curr_balance;
580
581       unquant_band(m, i, X+M*eBands[i], N, pulses[i]+curr_balance, spread, norm+eBands[start], dec, &remaining_bits, LM);
582
583       balance += pulses[i] + tell;
584       n = celt_sqrt(SHL32(EXTEND32(N),22));
585       for (j=M*eBands[i];j<M*eBands[i+1];j++)
586          norm[j] = MULT16_16_Q15(n,X[j]);
587    }
588    RESTORE_STACK;
589 }
590
591 #ifndef DISABLE_STEREO
592
593 void quant_bands_stereo(const CELTMode *m, int start, celt_norm *_X, const celt_ener *bandE, int *pulses, int shortBlocks, int fold, int resynth, int total_bits, ec_enc *enc, int LM)
594 {
595    int i, j, remaining_bits, balance;
596    const celt_int16 * restrict eBands = m->eBands;
597    celt_norm * restrict norm;
598    VARDECL(celt_norm, _norm);
599    int B;
600    celt_word16 mid, side;
601    int M;
602    int spread;
603    SAVE_STACK;
604
605    M = 1<<LM;
606    B = shortBlocks ? M : 1;
607    spread = fold ? B : 0;
608    ALLOC(_norm, M*eBands[m->nbEBands+1], celt_norm);
609    norm = _norm;
610    /* Just in case the first bands attempts to fold -- not that rare for stereo */
611    for (i=0;i<M;i++)
612       norm[i] = 0;
613
614    balance = 0;
615    for (i=start;i<m->nbEBands;i++)
616    {
617       int tell;
618       int b, qb;
619       int N;
620       int curr_balance;
621       int imid, iside, itheta;
622       int mbits, sbits, delta;
623       int qalloc;
624       celt_norm * restrict X, * restrict Y;
625       
626       X = _X+M*eBands[i];
627       Y = X+M*eBands[m->nbEBands+1];
628
629       N = M*eBands[i+1]-M*eBands[i];
630       tell = ec_enc_tell(enc, BITRES);
631       if (i != start)
632          balance -= tell;
633       remaining_bits = (total_bits<<BITRES)-tell-1;
634       curr_balance = (m->nbEBands-i);
635       if (curr_balance > 3)
636          curr_balance = 3;
637       curr_balance = balance / curr_balance;
638       b = IMIN(remaining_bits+1,pulses[i]+curr_balance);
639       if (b<0)
640          b = 0;
641
642       qb = (b-2*(N-1)*(QTHETA_OFFSET-log2_frac(N,BITRES)))/(32*(N-1));
643       if (qb > (b>>BITRES)-1)
644          qb = (b>>BITRES)-1;
645       if (qb<0)
646          qb = 0;
647       if (qb>14)
648          qb = 14;
649
650       stereo_band_mix(m, X, Y, bandE, qb==0, i, 1, M);
651
652       mid = renormalise_vector(X, Q15ONE, N, 1);
653       side = renormalise_vector(Y, Q15ONE, N, 1);
654 #ifdef FIXED_POINT
655       itheta = MULT16_16_Q15(QCONST16(0.63662f,15),celt_atan2p(side, mid));
656 #else
657       itheta = floor(.5f+16384*0.63662f*atan2(side,mid));
658 #endif
659       qalloc = log2_frac((1<<qb)+1,BITRES);
660       if (qb==0)
661       {
662          itheta=0;
663       } else {
664          int shift;
665          shift = 14-qb;
666          itheta = (itheta+(1<<shift>>1))>>shift;
667          ec_enc_uint(enc, itheta, (1<<qb)+1);
668          itheta <<= shift;
669       }
670       if (itheta == 0)
671       {
672          imid = 32767;
673          iside = 0;
674          delta = -10000;
675       } else if (itheta == 16384)
676       {
677          imid = 0;
678          iside = 32767;
679          delta = 10000;
680       } else {
681          imid = bitexact_cos(itheta);
682          iside = bitexact_cos(16384-itheta);
683          delta = (N-1)*(log2_frac(iside,BITRES+2)-log2_frac(imid,BITRES+2))>>2;
684       }
685 #if 1
686       if (N==2)
687       {
688          int c, c2;
689          int sign=1;
690          celt_norm v[2], w[2];
691          celt_norm *x2, *y2;
692          mbits = b-qalloc;
693          sbits = 0;
694          if (itheta != 0 && itheta != 16384)
695             sbits = 1<<BITRES;
696          mbits -= sbits;
697          c = itheta > 8192 ? 1 : 0;
698          c2 = 1-c;
699
700          x2 = X;
701          y2 = Y;
702          if (c==0)
703          {
704             v[0] = x2[0];
705             v[1] = x2[1];
706             w[0] = y2[0];
707             w[1] = y2[1];
708          } else {
709             v[0] = y2[0];
710             v[1] = y2[1];
711             w[0] = x2[0];
712             w[1] = x2[1];
713          }
714          remaining_bits -= qalloc+sbits;
715          quant_band(m, i, v, N, mbits, spread, norm+eBands[start], resynth, enc, &remaining_bits, LM);
716          if (sbits)
717          {
718             if (v[0]*w[1] - v[1]*w[0] > 0)
719                sign = 1;
720             else
721                sign = -1;
722             ec_enc_bits(enc, sign==1, 1);
723          } else {
724             sign = 1;
725          }
726          w[0] = -sign*v[1];
727          w[1] = sign*v[0];
728          if (c==0)
729          {
730             x2[0] = v[0];
731             x2[1] = v[1];
732             y2[0] = w[0];
733             y2[1] = w[1];
734          } else {
735             x2[0] = w[0];
736             x2[1] = w[1];
737             y2[0] = v[0];
738             y2[1] = v[1];
739          }
740       } else 
741 #endif
742       {
743          
744          mbits = (b-qalloc/2-delta)/2;
745          if (mbits > b-qalloc)
746             mbits = b-qalloc;
747          if (mbits<0)
748             mbits=0;
749          sbits = b-qalloc-mbits;
750          remaining_bits -= qalloc;
751          quant_band(m, i, X, N, mbits, spread, norm+eBands[start], resynth, enc, &remaining_bits, LM);
752          quant_band(m, i, Y, N, sbits, spread, NULL, resynth, enc, &remaining_bits, LM);
753       }
754       
755       balance += pulses[i] + tell;
756
757       if (resynth)
758       {
759          celt_word16 n;
760 #ifdef FIXED_POINT
761          mid = imid;
762          side = iside;
763 #else
764          mid = (1.f/32768)*imid;
765          side = (1.f/32768)*iside;
766 #endif
767          n = celt_sqrt(SHL32(EXTEND32(N),22));
768          for (j=0;j<N;j++)
769             norm[M*eBands[i]+j] = MULT16_16_Q15(n,X[j]);
770
771          for (j=0;j<N;j++)
772             X[j] = MULT16_16_Q15(X[j], mid);
773          for (j=0;j<N;j++)
774             Y[j] = MULT16_16_Q15(Y[j], side);
775
776          stereo_band_mix(m, X, Y, bandE, 0, i, -1, M);
777          renormalise_vector(X, Q15ONE, N, 1);
778          renormalise_vector(Y, Q15ONE, N, 1);
779       }
780    }
781    RESTORE_STACK;
782 }
783 #endif /* DISABLE_STEREO */
784
785
786 #ifndef DISABLE_STEREO
787
788 void unquant_bands_stereo(const CELTMode *m, int start, celt_norm *_X, const celt_ener *bandE, int *pulses, int shortBlocks, int fold, int total_bits, ec_dec *dec, int LM)
789 {
790    int i, j, remaining_bits, balance;
791    const celt_int16 * restrict eBands = m->eBands;
792    celt_norm * restrict norm;
793    VARDECL(celt_norm, _norm);
794    int B;
795    celt_word16 mid, side;
796    int M;
797    int spread;
798    SAVE_STACK;
799
800    M = 1<<LM;
801    B = shortBlocks ? M : 1;
802    spread = fold ? B : 0;
803    ALLOC(_norm, M*eBands[m->nbEBands+1], celt_norm);
804    norm = _norm;
805    /* Just in case the first bands attempts to fold -- not that rare for stereo */
806    for (i=0;i<M;i++)
807       norm[i] = 0;
808
809    balance = 0;
810    for (i=start;i<m->nbEBands;i++)
811    {
812       int tell;
813       celt_word16 n;
814       int b, qb;
815       int N;
816       int curr_balance;
817       int imid, iside, itheta;
818       int mbits, sbits, delta;
819       int qalloc;
820       celt_norm * restrict X, * restrict Y;
821       
822       X = _X+M*eBands[i];
823       Y = X+M*eBands[m->nbEBands+1];
824
825       N = M*eBands[i+1]-M*eBands[i];
826       tell = ec_dec_tell(dec, BITRES);
827       if (i != start)
828          balance -= tell;
829       remaining_bits = (total_bits<<BITRES)-tell-1;
830       curr_balance = (m->nbEBands-i);
831       if (curr_balance > 3)
832          curr_balance = 3;
833       curr_balance = balance / curr_balance;
834       b = IMIN(remaining_bits+1,pulses[i]+curr_balance);
835       if (b<0)
836          b = 0;
837
838       qb = (b-2*(N-1)*(QTHETA_OFFSET-log2_frac(N,BITRES)))/(32*(N-1));
839       if (qb > (b>>BITRES)-1)
840          qb = (b>>BITRES)-1;
841       if (qb>14)
842          qb = 14;
843       if (qb<0)
844          qb = 0;
845       qalloc = log2_frac((1<<qb)+1,BITRES);
846       if (qb==0)
847       {
848          itheta=0;
849       } else {
850          int shift;
851          shift = 14-qb;
852          itheta = ec_dec_uint(dec, (1<<qb)+1);
853          itheta <<= shift;
854       }
855       if (itheta == 0)
856       {
857          imid = 32767;
858          iside = 0;
859          delta = -10000;
860       } else if (itheta == 16384)
861       {
862          imid = 0;
863          iside = 32767;
864          delta = 10000;
865       } else {
866          imid = bitexact_cos(itheta);
867          iside = bitexact_cos(16384-itheta);
868          delta = (N-1)*(log2_frac(iside,BITRES+2)-log2_frac(imid,BITRES+2))>>2;
869       }
870       n = celt_sqrt(SHL32(EXTEND32(N),22));
871
872 #if 1
873       if (N==2)
874       {
875          int c, c2;
876          int sign=1;
877          celt_norm v[2], w[2];
878          celt_norm *x2, *y2;
879          mbits = b-qalloc;
880          sbits = 0;
881          if (itheta != 0 && itheta != 16384)
882             sbits = 1<<BITRES;
883          mbits -= sbits;
884          c = itheta > 8192 ? 1 : 0;
885          c2 = 1-c;
886
887          x2 = X;
888          y2 = Y;
889          v[0] = x2[c];
890          v[1] = y2[c];
891          w[0] = x2[c2];
892          w[1] = y2[c2];
893          remaining_bits -= qalloc+sbits;
894          unquant_band(m, i, v, N, mbits, spread, norm+eBands[start], dec, &remaining_bits, LM);
895          if (sbits)
896             sign = 2*ec_dec_bits(dec, 1)-1;
897          else
898             sign = 1;
899          w[0] = -sign*v[1];
900          w[1] = sign*v[0];
901          if (c==0)
902          {
903             x2[0] = v[0];
904             x2[1] = v[1];
905             y2[0] = w[0];
906             y2[1] = w[1];
907          } else {
908             x2[0] = w[0];
909             x2[1] = w[1];
910             y2[0] = v[0];
911             y2[1] = v[1];
912          }
913       } else
914 #endif
915       {
916          mbits = (b-qalloc/2-delta)/2;
917          if (mbits > b-qalloc)
918             mbits = b-qalloc;
919          if (mbits<0)
920             mbits=0;
921          sbits = b-qalloc-mbits;
922          remaining_bits -= qalloc;
923          unquant_band(m, i, X, N, mbits, spread, norm+eBands[start], dec, &remaining_bits, LM);
924          unquant_band(m, i, Y, N, sbits, spread, NULL, dec, &remaining_bits, LM);
925       }
926       balance += pulses[i] + tell;
927       
928 #ifdef FIXED_POINT
929       mid = imid;
930       side = iside;
931 #else
932       mid = (1.f/32768)*imid;
933       side = (1.f/32768)*iside;
934 #endif
935       for (j=0;j<N;j++)
936          norm[M*eBands[i]+j] = MULT16_16_Q15(n,X[j]);
937
938       for (j=0;j<N;j++)
939          X[j] = MULT16_16_Q15(X[j], mid);
940       for (j=0;j<N;j++)
941          Y[j] = MULT16_16_Q15(Y[j], side);
942
943       stereo_band_mix(m, X, Y, bandE, 0, i, -1, M);
944       renormalise_vector(X, Q15ONE, N, 1);
945       renormalise_vector(Y, Q15ONE, N, 1);
946    }
947    RESTORE_STACK;
948 }
949
950 #endif /* DISABLE_STEREO */