Cleaner way to take into account the prediction for stereo width
[opus.git] / silk / NSQ.c
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26 ***********************************************************************/
27
28 #ifdef HAVE_CONFIG_H
29 #include "config.h"
30 #endif
31
32 #include "main.h"
33
34 static inline void silk_nsq_scale_states(
35     const silk_encoder_state *psEncC,       /* I    Encoder State                   */
36     silk_nsq_state      *NSQ,               /* I/O  NSQ state                       */
37     const opus_int16     x[],                /* I    input in Q0                     */
38     opus_int32           x_sc_Q10[],         /* O    input scaled with 1/Gain        */
39     const opus_int16     sLTP[],             /* I    re-whitened LTP state in Q0     */
40     opus_int32           sLTP_Q16[],         /* O    LTP state matching scaled input */
41     opus_int             subfr,              /* I    subframe number                 */
42     const opus_int       LTP_scale_Q14,      /* I                                    */
43     const opus_int32     Gains_Q16[ MAX_NB_SUBFR ], /* I                             */
44     const opus_int       pitchL[ MAX_NB_SUBFR ],     /* I    Pitch lag                           */
45     const opus_int       signal_type                 /* I    Signal type                         */
46 );
47
48 static inline void silk_noise_shape_quantizer(
49     silk_nsq_state      *NSQ,               /* I/O  NSQ state                       */
50     opus_int             signalType,         /* I    Signal type                     */
51     const opus_int32     x_sc_Q10[],         /* I                                    */
52     opus_int8            pulses[],           /* O                                    */
53     opus_int16           xq[],               /* O                                    */
54     opus_int32           sLTP_Q16[],         /* I/O  LTP state                       */
55     const opus_int16     a_Q12[],            /* I    Short term prediction coefs     */
56     const opus_int16     b_Q14[],            /* I    Long term prediction coefs      */
57     const opus_int16     AR_shp_Q13[],       /* I    Noise shaping AR coefs          */
58     opus_int             lag,                /* I    Pitch lag                       */
59     opus_int32           HarmShapeFIRPacked_Q14, /* I                                */
60     opus_int             Tilt_Q14,           /* I    Spectral tilt                   */
61     opus_int32           LF_shp_Q14,         /* I                                    */
62     opus_int32           Gain_Q16,           /* I                                    */
63     opus_int             Lambda_Q10,         /* I                                    */
64     opus_int             offset_Q10,         /* I                                    */
65     opus_int             length,             /* I    Input length                    */
66     opus_int             shapingLPCOrder,    /* I    Noise shaping AR filter order   */
67     opus_int             predictLPCOrder     /* I    Prediction filter order         */
68 );
69
70 void silk_NSQ(
71     const silk_encoder_state        *psEncC,                                    /* I/O  Encoder State                       */
72     silk_nsq_state                  *NSQ,                                       /* I/O  NSQ state                           */
73     SideInfoIndices                 *psIndices,                                 /* I/O  Quantization Indices                */
74     const opus_int16                 x[],                                        /* I    prefiltered input signal            */
75     opus_int8                        pulses[],                                   /* O    quantized qulse signal              */
76     const opus_int16                 PredCoef_Q12[ 2 * MAX_LPC_ORDER ],          /* I    Short term prediction coefficients  */
77     const opus_int16                 LTPCoef_Q14[ LTP_ORDER * MAX_NB_SUBFR ],    /* I    Long term prediction coefficients   */
78     const opus_int16                 AR2_Q13[ MAX_NB_SUBFR * MAX_SHAPE_LPC_ORDER ], /* I                                     */
79     const opus_int                   HarmShapeGain_Q14[ MAX_NB_SUBFR ],          /* I                                        */
80     const opus_int                   Tilt_Q14[ MAX_NB_SUBFR ],                   /* I    Spectral tilt                       */
81     const opus_int32                 LF_shp_Q14[ MAX_NB_SUBFR ],                 /* I                                        */
82     const opus_int32                 Gains_Q16[ MAX_NB_SUBFR ],                  /* I                                        */
83     const opus_int                   pitchL[ MAX_NB_SUBFR ],                     /* I                                        */
84     const opus_int                   Lambda_Q10,                                 /* I                                        */
85     const opus_int                   LTP_scale_Q14                               /* I    LTP state scaling                   */
86 )
87 {
88     opus_int     k, lag, start_idx, LSF_interpolation_flag;
89     const opus_int16 *A_Q12, *B_Q14, *AR_shp_Q13;
90     opus_int16   *pxq;
91     opus_int32   sLTP_Q16[ 2 * MAX_FRAME_LENGTH ];
92     opus_int16   sLTP[     2 * MAX_FRAME_LENGTH ];
93     opus_int32   HarmShapeFIRPacked_Q14;
94     opus_int     offset_Q10;
95     opus_int32   x_sc_Q10[ MAX_FRAME_LENGTH / MAX_NB_SUBFR ];
96
97     NSQ->rand_seed = psIndices->Seed;
98
99     /* Set unvoiced lag to the previous one, overwrite later for voiced */
100     lag = NSQ->lagPrev;
101
102     silk_assert( NSQ->prev_inv_gain_Q16 != 0 );
103
104     offset_Q10 = silk_Quantization_Offsets_Q10[ psIndices->signalType >> 1 ][ psIndices->quantOffsetType ];
105
106     if( psIndices->NLSFInterpCoef_Q2 == 4 ) {
107         LSF_interpolation_flag = 0;
108     } else {
109         LSF_interpolation_flag = 1;
110     }
111
112     /* Setup pointers to start of sub frame */
113     NSQ->sLTP_shp_buf_idx = psEncC->ltp_mem_length;
114     NSQ->sLTP_buf_idx     = psEncC->ltp_mem_length;
115     pxq                   = &NSQ->xq[ psEncC->ltp_mem_length ];
116     for( k = 0; k < psEncC->nb_subfr; k++ ) {
117         A_Q12      = &PredCoef_Q12[ (( k >> 1 ) | ( 1 - LSF_interpolation_flag )) * MAX_LPC_ORDER ];
118         B_Q14      = &LTPCoef_Q14[ k * LTP_ORDER ];
119         AR_shp_Q13 = &AR2_Q13[     k * MAX_SHAPE_LPC_ORDER ];
120
121         /* Noise shape parameters */
122         silk_assert( HarmShapeGain_Q14[ k ] >= 0 );
123         HarmShapeFIRPacked_Q14  =                          silk_RSHIFT( HarmShapeGain_Q14[ k ], 2 );
124         HarmShapeFIRPacked_Q14 |= silk_LSHIFT( ( opus_int32 )silk_RSHIFT( HarmShapeGain_Q14[ k ], 1 ), 16 );
125
126         NSQ->rewhite_flag = 0;
127         if( psIndices->signalType == TYPE_VOICED ) {
128             /* Voiced */
129             lag = pitchL[ k ];
130
131             /* Re-whitening */
132             if( ( k & ( 3 - silk_LSHIFT( LSF_interpolation_flag, 1 ) ) ) == 0 ) {
133                 /* Rewhiten with new A coefs */
134                 start_idx = psEncC->ltp_mem_length - lag - psEncC->predictLPCOrder - LTP_ORDER / 2;
135                 silk_assert( start_idx > 0 );
136
137                 silk_LPC_analysis_filter( &sLTP[ start_idx ], &NSQ->xq[ start_idx + k * psEncC->subfr_length ],
138                     A_Q12, psEncC->ltp_mem_length - start_idx, psEncC->predictLPCOrder );
139
140                 NSQ->rewhite_flag = 1;
141                 NSQ->sLTP_buf_idx = psEncC->ltp_mem_length;
142             }
143         }
144
145         silk_nsq_scale_states( psEncC, NSQ, x, x_sc_Q10, sLTP, sLTP_Q16, k, LTP_scale_Q14, Gains_Q16, pitchL, psIndices->signalType );
146
147         silk_noise_shape_quantizer( NSQ, psIndices->signalType, x_sc_Q10, pulses, pxq, sLTP_Q16, A_Q12, B_Q14,
148             AR_shp_Q13, lag, HarmShapeFIRPacked_Q14, Tilt_Q14[ k ], LF_shp_Q14[ k ], Gains_Q16[ k ], Lambda_Q10,
149             offset_Q10, psEncC->subfr_length, psEncC->shapingLPCOrder, psEncC->predictLPCOrder );
150
151         x      += psEncC->subfr_length;
152         pulses += psEncC->subfr_length;
153         pxq    += psEncC->subfr_length;
154     }
155
156     /* Update lagPrev for next frame */
157     NSQ->lagPrev = pitchL[ psEncC->nb_subfr - 1 ];
158
159     /* Save quantized speech and noise shaping signals */
160     silk_memmove( NSQ->xq,           &NSQ->xq[           psEncC->frame_length ], psEncC->ltp_mem_length * sizeof( opus_int16 ) );
161     silk_memmove( NSQ->sLTP_shp_Q10, &NSQ->sLTP_shp_Q10[ psEncC->frame_length ], psEncC->ltp_mem_length * sizeof( opus_int32 ) );
162
163 #ifdef SAVE_ALL_INTERNAL_DATA
164     DEBUG_STORE_DATA( xq.dat,       &pxq[ -psEncC->frame_length ],       psEncC->frame_length * sizeof( opus_int16 ) );
165     DEBUG_STORE_DATA( q.dat,        &pulses[ -psEncC->frame_length ],    psEncC->frame_length * sizeof( opus_int8 ) );
166 #endif
167 }
168
169 /***********************************/
170 /* silk_noise_shape_quantizer  */
171 /***********************************/
172 static inline void silk_noise_shape_quantizer(
173     silk_nsq_state  *NSQ,               /* I/O  NSQ state                       */
174     opus_int             signalType,         /* I    Signal type                     */
175     const opus_int32     x_sc_Q10[],         /* I                                    */
176     opus_int8            pulses[],           /* O                                    */
177     opus_int16           xq[],               /* O                                    */
178     opus_int32           sLTP_Q16[],         /* I/O  LTP state                       */
179     const opus_int16     a_Q12[],            /* I    Short term prediction coefs     */
180     const opus_int16     b_Q14[],            /* I    Long term prediction coefs      */
181     const opus_int16     AR_shp_Q13[],       /* I    Noise shaping AR coefs          */
182     opus_int             lag,                /* I    Pitch lag                       */
183     opus_int32           HarmShapeFIRPacked_Q14, /* I                                */
184     opus_int             Tilt_Q14,           /* I    Spectral tilt                   */
185     opus_int32           LF_shp_Q14,         /* I                                    */
186     opus_int32           Gain_Q16,           /* I                                    */
187     opus_int             Lambda_Q10,         /* I                                    */
188     opus_int             offset_Q10,         /* I                                    */
189     opus_int             length,             /* I    Input length                    */
190     opus_int             shapingLPCOrder,    /* I    Noise shaping AR filter order   */
191     opus_int             predictLPCOrder     /* I    Prediction filter order         */
192 )
193 {
194     opus_int     i, j;
195     opus_int32   LTP_pred_Q14, LPC_pred_Q10, n_AR_Q10, n_LTP_Q14;
196     opus_int32   n_LF_Q10, r_Q10, rr_Q10, q1_Q10, q2_Q10, rd1_Q10, rd2_Q10;
197     opus_int32   dither, exc_Q10, LPC_exc_Q10, xq_Q10;
198     opus_int32   tmp1, tmp2, sLF_AR_shp_Q10;
199     opus_int32   *psLPC_Q14, *shp_lag_ptr, *pred_lag_ptr;
200
201     shp_lag_ptr  = &NSQ->sLTP_shp_Q10[ NSQ->sLTP_shp_buf_idx - lag + HARM_SHAPE_FIR_TAPS / 2 ];
202     pred_lag_ptr = &sLTP_Q16[ NSQ->sLTP_buf_idx - lag + LTP_ORDER / 2 ];
203
204     /* Setup short term AR state */
205     psLPC_Q14 = &NSQ->sLPC_Q14[ NSQ_LPC_BUF_LENGTH - 1 ];
206
207     for( i = 0; i < length; i++ ) {
208         /* Generate dither */
209         NSQ->rand_seed = silk_RAND( NSQ->rand_seed );
210
211         /* dither = rand_seed < 0 ? 0xFFFFFFFF : 0; */
212         dither = silk_RSHIFT( NSQ->rand_seed, 31 );
213
214         /* Short-term prediction */
215         silk_assert( ( predictLPCOrder  & 1 ) == 0 );    /* check that order is even */
216         silk_assert( ( (opus_int64)a_Q12 & 3 ) == 0 );    /* check that array starts at 4-byte aligned address */
217         silk_assert( predictLPCOrder >= 10 );            /* check that unrolling works */
218
219         /* Partially unrolled */
220         LPC_pred_Q10 = silk_SMULWB(               psLPC_Q14[  0 ], a_Q12[ 0 ] );
221         LPC_pred_Q10 = silk_SMLAWB( LPC_pred_Q10, psLPC_Q14[ -1 ], a_Q12[ 1 ] );
222         LPC_pred_Q10 = silk_SMLAWB( LPC_pred_Q10, psLPC_Q14[ -2 ], a_Q12[ 2 ] );
223         LPC_pred_Q10 = silk_SMLAWB( LPC_pred_Q10, psLPC_Q14[ -3 ], a_Q12[ 3 ] );
224         LPC_pred_Q10 = silk_SMLAWB( LPC_pred_Q10, psLPC_Q14[ -4 ], a_Q12[ 4 ] );
225         LPC_pred_Q10 = silk_SMLAWB( LPC_pred_Q10, psLPC_Q14[ -5 ], a_Q12[ 5 ] );
226         LPC_pred_Q10 = silk_SMLAWB( LPC_pred_Q10, psLPC_Q14[ -6 ], a_Q12[ 6 ] );
227         LPC_pred_Q10 = silk_SMLAWB( LPC_pred_Q10, psLPC_Q14[ -7 ], a_Q12[ 7 ] );
228         LPC_pred_Q10 = silk_SMLAWB( LPC_pred_Q10, psLPC_Q14[ -8 ], a_Q12[ 8 ] );
229         LPC_pred_Q10 = silk_SMLAWB( LPC_pred_Q10, psLPC_Q14[ -9 ], a_Q12[ 9 ] );
230         for( j = 10; j < predictLPCOrder; j ++ ) {
231             LPC_pred_Q10 = silk_SMLAWB( LPC_pred_Q10, psLPC_Q14[ -j ], a_Q12[ j ] );
232         }
233
234         /* Long-term prediction */
235         if( signalType == TYPE_VOICED ) {
236             /* Unrolled loop */
237             LTP_pred_Q14 = silk_SMULWB(               pred_lag_ptr[  0 ], b_Q14[ 0 ] );
238             LTP_pred_Q14 = silk_SMLAWB( LTP_pred_Q14, pred_lag_ptr[ -1 ], b_Q14[ 1 ] );
239             LTP_pred_Q14 = silk_SMLAWB( LTP_pred_Q14, pred_lag_ptr[ -2 ], b_Q14[ 2 ] );
240             LTP_pred_Q14 = silk_SMLAWB( LTP_pred_Q14, pred_lag_ptr[ -3 ], b_Q14[ 3 ] );
241             LTP_pred_Q14 = silk_SMLAWB( LTP_pred_Q14, pred_lag_ptr[ -4 ], b_Q14[ 4 ] );
242             pred_lag_ptr++;
243         } else {
244             LTP_pred_Q14 = 0;
245         }
246
247         /* Noise shape feedback */
248         silk_assert( ( shapingLPCOrder & 1 ) == 0 );   /* check that order is even */
249         tmp2 = psLPC_Q14[ 0 ];
250         tmp1 = NSQ->sAR2_Q14[ 0 ];
251         NSQ->sAR2_Q14[ 0 ] = tmp2;
252         n_AR_Q10 = silk_SMULWB( tmp2, AR_shp_Q13[ 0 ] );
253         for( j = 2; j < shapingLPCOrder; j += 2 ) {
254             tmp2 = NSQ->sAR2_Q14[ j - 1 ];
255             NSQ->sAR2_Q14[ j - 1 ] = tmp1;
256             n_AR_Q10 = silk_SMLAWB( n_AR_Q10, tmp1, AR_shp_Q13[ j - 1 ] );
257             tmp1 = NSQ->sAR2_Q14[ j + 0 ];
258             NSQ->sAR2_Q14[ j + 0 ] = tmp2;
259             n_AR_Q10 = silk_SMLAWB( n_AR_Q10, tmp2, AR_shp_Q13[ j ] );
260         }
261         NSQ->sAR2_Q14[ shapingLPCOrder - 1 ] = tmp1;
262         n_AR_Q10 = silk_SMLAWB( n_AR_Q10, tmp1, AR_shp_Q13[ shapingLPCOrder - 1 ] );
263
264         n_AR_Q10 = silk_RSHIFT( n_AR_Q10, 1 );   /* Q11 -> Q10 */
265         n_AR_Q10 = silk_SMLAWB( n_AR_Q10, NSQ->sLF_AR_shp_Q12, Tilt_Q14 );
266
267         n_LF_Q10 = silk_LSHIFT( silk_SMULWB( NSQ->sLTP_shp_Q10[ NSQ->sLTP_shp_buf_idx - 1 ], LF_shp_Q14 ), 2 );
268         n_LF_Q10 = silk_SMLAWT( n_LF_Q10, NSQ->sLF_AR_shp_Q12, LF_shp_Q14 );
269
270         silk_assert( lag > 0 || signalType != TYPE_VOICED );
271
272         /* Long-term shaping */
273         if( lag > 0 ) {
274             /* Symmetric, packed FIR coefficients */
275             n_LTP_Q14 = silk_SMULWB( silk_ADD32( shp_lag_ptr[ 0 ], shp_lag_ptr[ -2 ] ), HarmShapeFIRPacked_Q14 );
276             n_LTP_Q14 = silk_SMLAWT( n_LTP_Q14, shp_lag_ptr[ -1 ],                     HarmShapeFIRPacked_Q14 );
277             n_LTP_Q14 = silk_LSHIFT( n_LTP_Q14, 6 );
278             shp_lag_ptr++;
279
280             tmp1 = silk_SUB32( LTP_pred_Q14, n_LTP_Q14 );                        /* Add Q14 stuff */
281             tmp1 = silk_RSHIFT( tmp1, 4 );                                       /* convert to Q10  */
282             tmp1 = silk_ADD32( tmp1, LPC_pred_Q10 );                             /* add Q10 stuff */
283             tmp1 = silk_SUB32( tmp1, n_AR_Q10 );                                 /* subtract Q10 stuff */
284         } else {
285             tmp1 = silk_SUB32( LPC_pred_Q10, n_AR_Q10 );                         /* subtract Q10 stuff */
286         }
287
288         /* Input minus prediction plus noise feedback  */
289         /*r = x[ i ] - LTP_pred - LPC_pred + n_AR + n_Tilt + n_LF + n_LTP;*/
290         tmp1  = silk_SUB32( tmp1, n_LF_Q10 );                                    /* subtract Q10 stuff */
291         r_Q10 = silk_SUB32( x_sc_Q10[ i ], tmp1 );
292
293         /* Flip sign depending on dither */
294         r_Q10 = r_Q10 ^ dither;
295         r_Q10 = silk_LIMIT_32( r_Q10, -(31 << 10), 30 << 10 );
296
297         /* Find two quantization level candidates and measure their rate-distortion */
298         q1_Q10 = silk_SUB32( r_Q10, offset_Q10 );
299         q1_Q10 = silk_RSHIFT( q1_Q10, 10 );
300         if( q1_Q10 > 0 ) {
301             q1_Q10  = silk_SUB32( silk_LSHIFT( q1_Q10, 10 ), QUANT_LEVEL_ADJUST_Q10 );
302             q1_Q10  = silk_ADD32( q1_Q10, offset_Q10 );
303             q2_Q10  = silk_ADD32( q1_Q10, 1024 );
304             rd1_Q10 = silk_SMULBB( q1_Q10, Lambda_Q10 );
305             rd2_Q10 = silk_SMULBB( q2_Q10, Lambda_Q10 );
306         } else if( q1_Q10 == 0 ) {
307             q1_Q10  = offset_Q10;
308             q2_Q10  = silk_ADD32( q1_Q10, 1024 - QUANT_LEVEL_ADJUST_Q10 );
309             rd1_Q10 = silk_SMULBB( q1_Q10, Lambda_Q10 );
310             rd2_Q10 = silk_SMULBB( q2_Q10, Lambda_Q10 );
311         } else if( q1_Q10 == -1 ) {
312             q2_Q10  = offset_Q10;
313             q1_Q10  = silk_SUB32( q2_Q10, 1024 - QUANT_LEVEL_ADJUST_Q10 );
314             rd1_Q10 = silk_SMULBB( -q1_Q10, Lambda_Q10 );
315             rd2_Q10 = silk_SMULBB(  q2_Q10, Lambda_Q10 );
316         } else {            /* Q1_Q10 < -1 */
317             q1_Q10  = silk_ADD32( silk_LSHIFT( q1_Q10, 10 ), QUANT_LEVEL_ADJUST_Q10 );
318             q1_Q10  = silk_ADD32( q1_Q10, offset_Q10 );
319             q2_Q10  = silk_ADD32( q1_Q10, 1024 );
320             rd1_Q10 = silk_SMULBB( -q1_Q10, Lambda_Q10 );
321             rd2_Q10 = silk_SMULBB( -q2_Q10, Lambda_Q10 );
322         }
323         rr_Q10  = silk_SUB32( r_Q10, q1_Q10 );
324         rd1_Q10 = silk_RSHIFT( silk_SMLABB( rd1_Q10, rr_Q10, rr_Q10 ), 10 );
325         rr_Q10  = silk_SUB32( r_Q10, q2_Q10 );
326         rd2_Q10 = silk_RSHIFT( silk_SMLABB( rd2_Q10, rr_Q10, rr_Q10 ), 10 );
327
328         if( rd2_Q10 < rd1_Q10 ) {
329             q1_Q10 = q2_Q10;
330         }
331
332         pulses[ i ] = ( opus_int8 )silk_RSHIFT_ROUND( q1_Q10, 10 );
333
334         /* Excitation */
335         exc_Q10 = q1_Q10 ^ dither;
336
337         /* Add predictions */
338         LPC_exc_Q10 = silk_ADD32( exc_Q10, silk_RSHIFT_ROUND( LTP_pred_Q14, 4 ) );
339         xq_Q10      = silk_ADD32( LPC_exc_Q10, LPC_pred_Q10 );
340
341         /* Scale XQ back to normal level before saving */
342         xq[ i ] = ( opus_int16 )silk_SAT16( silk_RSHIFT_ROUND( silk_SMULWW( xq_Q10, Gain_Q16 ), 10 ) );
343
344         /* Update states */
345         psLPC_Q14++;
346         *psLPC_Q14 = silk_LSHIFT( xq_Q10, 4 );
347         sLF_AR_shp_Q10 = silk_SUB32( xq_Q10, n_AR_Q10 );
348         NSQ->sLF_AR_shp_Q12 = silk_LSHIFT( sLF_AR_shp_Q10, 2 );
349
350         NSQ->sLTP_shp_Q10[ NSQ->sLTP_shp_buf_idx ] = silk_SUB32( sLF_AR_shp_Q10, n_LF_Q10 );
351         sLTP_Q16[ NSQ->sLTP_buf_idx ] = silk_LSHIFT( LPC_exc_Q10, 6 );
352         NSQ->sLTP_shp_buf_idx++;
353         NSQ->sLTP_buf_idx++;
354
355         /* Make dither dependent on quantized signal */
356         NSQ->rand_seed = silk_ADD32_ovflw(NSQ->rand_seed, pulses[ i ]);
357     }
358
359     /* Update LPC synth buffer */
360     silk_memcpy( NSQ->sLPC_Q14, &NSQ->sLPC_Q14[ length ], NSQ_LPC_BUF_LENGTH * sizeof( opus_int32 ) );
361 }
362
363 static inline void silk_nsq_scale_states(
364     const silk_encoder_state *psEncC,       /* I    Encoder State                   */
365     silk_nsq_state      *NSQ,               /* I/O  NSQ state                       */
366     const opus_int16     x[],                /* I    input in Q0                     */
367     opus_int32           x_sc_Q10[],         /* O    input scaled with 1/Gain        */
368     const opus_int16     sLTP[],             /* I    re-whitened LTP state in Q0     */
369     opus_int32           sLTP_Q16[],         /* O    LTP state matching scaled input */
370     opus_int             subfr,              /* I    subframe number                 */
371     const opus_int       LTP_scale_Q14,      /* I                                    */
372     const opus_int32     Gains_Q16[ MAX_NB_SUBFR ], /* I                             */
373     const opus_int       pitchL[ MAX_NB_SUBFR ],     /* I    Pitch lag                           */
374     const opus_int       signal_type                 /* I    Signal type                         */
375 )
376 {
377     opus_int   i, lag;
378     opus_int32 inv_gain_Q16, gain_adj_Q16, inv_gain_Q32;
379
380     inv_gain_Q16 = silk_INVERSE32_varQ( silk_max( Gains_Q16[ subfr ], 1 ), 32 );
381     inv_gain_Q16 = silk_min( inv_gain_Q16, silk_int16_MAX );
382     lag          = pitchL[ subfr ];
383
384     /* After rewhitening the LTP state is un-scaled, so scale with inv_gain_Q16 */
385     if( NSQ->rewhite_flag ) {
386         inv_gain_Q32 = silk_LSHIFT( inv_gain_Q16, 16 );
387         if( subfr == 0 ) {
388             /* Do LTP downscaling */
389             inv_gain_Q32 = silk_LSHIFT( silk_SMULWB( inv_gain_Q32, LTP_scale_Q14 ), 2 );
390         }
391         for( i = NSQ->sLTP_buf_idx - lag - LTP_ORDER / 2; i < NSQ->sLTP_buf_idx; i++ ) {
392             silk_assert( i < MAX_FRAME_LENGTH );
393             sLTP_Q16[ i ] = silk_SMULWB( inv_gain_Q32, sLTP[ i ] );
394         }
395     }
396
397     /* Adjust for changing gain */
398     if( inv_gain_Q16 != NSQ->prev_inv_gain_Q16 ) {
399         gain_adj_Q16 = silk_DIV32_varQ( inv_gain_Q16, NSQ->prev_inv_gain_Q16, 16 );
400
401         /* Scale long-term shaping state */
402         for( i = NSQ->sLTP_shp_buf_idx - psEncC->ltp_mem_length; i < NSQ->sLTP_shp_buf_idx; i++ ) {
403             NSQ->sLTP_shp_Q10[ i ] = silk_SMULWW( gain_adj_Q16, NSQ->sLTP_shp_Q10[ i ] );
404         }
405
406         /* Scale long-term prediction state */
407         if( signal_type == TYPE_VOICED && NSQ->rewhite_flag == 0 ) {
408             for( i = NSQ->sLTP_buf_idx - lag - LTP_ORDER / 2; i < NSQ->sLTP_buf_idx; i++ ) {
409                 sLTP_Q16[ i ] = silk_SMULWW( gain_adj_Q16, sLTP_Q16[ i ] );
410             }
411         }
412
413         NSQ->sLF_AR_shp_Q12 = silk_SMULWW( gain_adj_Q16, NSQ->sLF_AR_shp_Q12 );
414
415         /* Scale short-term prediction and shaping states */
416         for( i = 0; i < NSQ_LPC_BUF_LENGTH; i++ ) {
417             NSQ->sLPC_Q14[ i ] = silk_SMULWW( gain_adj_Q16, NSQ->sLPC_Q14[ i ] );
418         }
419         for( i = 0; i < MAX_SHAPE_LPC_ORDER; i++ ) {
420             NSQ->sAR2_Q14[ i ] = silk_SMULWW( gain_adj_Q16, NSQ->sAR2_Q14[ i ] );
421         }
422     }
423
424     /* Scale input */
425     for( i = 0; i < psEncC->subfr_length; i++ ) {
426         x_sc_Q10[ i ] = silk_RSHIFT( silk_SMULBB( x[ i ], ( opus_int16 )inv_gain_Q16 ), 6 );
427     }
428
429     /* save inv_gain */
430     silk_assert( inv_gain_Q16 != 0 );
431     NSQ->prev_inv_gain_Q16 = inv_gain_Q16;
432 }