Reorders some operations in anti-collapse to reuse values
[opus.git] / libcelt / bands.c
index 4032aa5..132c9d9 100644 (file)
 #include "mathops.h"
 #include "rate.h"
 
+static celt_uint32 lcg_rand(celt_uint32 seed)
+{
+   return 1664525 * seed + 1013904223;
+}
+
 /* This is a cos() approximation designed to be bit-exact on any platform. Bit exactness
    with this approximation is important because it has an impact on the bit allocation */
 static celt_int16 bitexact_cos(celt_int16 x)
@@ -61,6 +66,18 @@ static celt_int16 bitexact_cos(celt_int16 x)
    return 1+x2;
 }
 
+static int bitexact_log2tan(int isin,int icos)
+{
+   int lc;
+   int ls;
+   lc=EC_ILOG(icos);
+   ls=EC_ILOG(isin);
+   icos<<=15-lc;
+   isin<<=15-ls;
+   return (ls-lc<<11)
+         +FRAC_MUL16(isin, FRAC_MUL16(isin, -2597) + 7932)
+         -FRAC_MUL16(icos, FRAC_MUL16(icos, -2597) + 7932);
+}
 
 #ifdef FIXED_POINT
 /* Compute the amplitude (sqrt energy) in each of the bands */
@@ -70,8 +87,7 @@ void compute_band_energies(const CELTMode *m, const celt_sig *X, celt_ener *bank
    const celt_int16 *eBands = m->eBands;
    const int C = CHANNELS(_C);
    N = M*m->shortMdctSize;
-   for (c=0;c<C;c++)
-   {
+   c=0; do {
       for (i=0;i<end;i++)
       {
          int j;
@@ -98,7 +114,7 @@ void compute_band_energies(const CELTMode *m, const celt_sig *X, celt_ener *bank
          }
          /*printf ("%f ", bank[i+c*m->nbEBands]);*/
       }
-   }
+   } while (++c<C);
    /*printf ("\n");*/
 }
 
@@ -109,8 +125,7 @@ void normalise_bands(const CELTMode *m, const celt_sig * restrict freq, celt_nor
    const celt_int16 *eBands = m->eBands;
    const int C = CHANNELS(_C);
    N = M*m->shortMdctSize;
-   for (c=0;c<C;c++)
-   {
+   c=0; do {
       i=0; do {
          celt_word16 g;
          int j,shift;
@@ -122,7 +137,7 @@ void normalise_bands(const CELTMode *m, const celt_sig * restrict freq, celt_nor
             X[j+c*N] = MULT16_16_Q15(VSHR32(freq[j+c*N],shift-1),g);
          } while (++j<M*eBands[i+1]);
       } while (++i<end);
-   }
+   } while (++c<C);
 }
 
 #else /* FIXED_POINT */
@@ -133,8 +148,7 @@ void compute_band_energies(const CELTMode *m, const celt_sig *X, celt_ener *bank
    const celt_int16 *eBands = m->eBands;
    const int C = CHANNELS(_C);
    N = M*m->shortMdctSize;
-   for (c=0;c<C;c++)
-   {
+   c=0; do {
       for (i=0;i<end;i++)
       {
          int j;
@@ -144,7 +158,7 @@ void compute_band_energies(const CELTMode *m, const celt_sig *X, celt_ener *bank
          bank[i+c*m->nbEBands] = celt_sqrt(sum);
          /*printf ("%f ", bank[i+c*m->nbEBands]);*/
       }
-   }
+   } while (++c<C);
    /*printf ("\n");*/
 }
 
@@ -155,8 +169,7 @@ void normalise_bands(const CELTMode *m, const celt_sig * restrict freq, celt_nor
    const celt_int16 *eBands = m->eBands;
    const int C = CHANNELS(_C);
    N = M*m->shortMdctSize;
-   for (c=0;c<C;c++)
-   {
+   c=0; do {
       for (i=0;i<end;i++)
       {
          int j;
@@ -164,24 +177,11 @@ void normalise_bands(const CELTMode *m, const celt_sig * restrict freq, celt_nor
          for (j=M*eBands[i];j<M*eBands[i+1];j++)
             X[j+c*N] = freq[j+c*N]*g;
       }
-   }
+   } while (++c<C);
 }
 
 #endif /* FIXED_POINT */
 
-void renormalise_bands(const CELTMode *m, celt_norm * restrict X, int end, int _C, int M)
-{
-   int i, c;
-   const celt_int16 *eBands = m->eBands;
-   const int C = CHANNELS(_C);
-   for (c=0;c<C;c++)
-   {
-      i=0; do {
-         renormalise_vector(X+M*eBands[i]+c*M*m->shortMdctSize, M*eBands[i+1]-M*eBands[i], Q15ONE);
-      } while (++i<end);
-   }
-}
-
 /* De-normalise the energy to produce the synthesis from the unit-energy bands */
 void denormalise_bands(const CELTMode *m, const celt_norm * restrict X, celt_sig * restrict freq, const celt_ener *bank, int end, int _C, int M)
 {
@@ -190,8 +190,7 @@ void denormalise_bands(const CELTMode *m, const celt_norm * restrict X, celt_sig
    const int C = CHANNELS(_C);
    N = M*m->shortMdctSize;
    celt_assert2(C<=2, "denormalise_bands() not implemented for >2 channels");
-   for (c=0;c<C;c++)
-   {
+   c=0; do {
       celt_sig * restrict f;
       const celt_norm * restrict x;
       f = freq+c*N;
@@ -209,9 +208,83 @@ void denormalise_bands(const CELTMode *m, const celt_norm * restrict X, celt_sig
       }
       for (i=M*eBands[m->nbEBands];i<N;i++)
          *f++ = 0;
+   } while (++c<C);
+}
+
+/* This prevents energy collapse for transients with multiple short MDCTs */
+void anti_collapse(const CELTMode *m, celt_norm *_X, unsigned char *collapse_masks, int LM, int C, int size,
+      int start, int end, celt_word16 *logE, celt_word16 *prev1logE,
+      celt_word16 *prev2logE, int *pulses, celt_uint32 seed)
+{
+   int c, i, j, k;
+   for (i=start;i<end;i++)
+   {
+      int N0;
+      celt_word16 thresh, sqrt_1;
+      int depth;
+#ifdef FIXED_POINT
+      int shift;
+#endif
+
+      N0 = m->eBands[i+1]-m->eBands[i];
+      depth = (1+(pulses[i]>>BITRES))/(m->eBands[i+1]-m->eBands[i]<<LM);
+
+#ifdef FIXED_POINT
+      thresh = MULT16_32_Q15(QCONST16(0.3f, 15), MIN32(32767,SHR32(celt_exp2(-SHL16(depth, 11)),1) ));
+      {
+         celt_word32 t;
+         t = N0<<LM;
+         shift = celt_ilog2(t)>>1;
+         t = SHL32(t, (7-shift)<<1);
+         sqrt_1 = celt_rsqrt_norm(t);
+      }
+#else
+      thresh = .3f*celt_exp2(-depth);
+      sqrt_1 = celt_rsqrt(N0<<LM);
+#endif
+
+      c=0; do
+      {
+         celt_norm *X;
+         celt_word16 Ediff;
+         celt_word16 r;
+         Ediff = logE[c*m->nbEBands+i]-MIN16(prev1logE[c*m->nbEBands+i],prev2logE[c*m->nbEBands+i]);
+         Ediff = MAX16(0, Ediff);
+
+#ifdef FIXED_POINT
+         if (Ediff < 16384)
+            r = 2*MIN16(16383,SHR32(celt_exp2(-SHL16(Ediff, 11-DB_SHIFT)),1));
+         else
+            r = 0;
+         r = SHR16(MIN16(thresh, r),1);
+         r = SHR32(MULT16_16_Q15(sqrt_1, r),shift);
+#else
+         r = 2.f*celt_exp2(-Ediff);
+         r = MIN16(thresh, r);
+         r = r*sqrt_1;
+#endif
+         X = _X+c*size+(m->eBands[i]<<LM);
+         for (k=0;k<1<<LM;k++)
+         {
+            /* Detect collapse */
+            if (!(collapse_masks[i*C+c]&1<<k))
+            {
+               /* Fill with noise */
+               for (j=0;j<N0;j++)
+               {
+                  seed = lcg_rand(seed);
+                  X[(j<<LM)+k] = (seed&0x8000 ? r : -r);
+               }
+            }
+         }
+         /* We just added some energy, so we need to renormalise */
+         renormalise_vector(X, N0<<LM, Q15ONE);
+      } while (++c<C);
    }
+
 }
 
+
 static void intensity_stereo(const CELTMode *m, celt_norm *X, celt_norm *Y, const celt_ener *bank, int bandID, int N)
 {
    int i = bandID;
@@ -243,18 +316,19 @@ static void stereo_split(celt_norm *X, celt_norm *Y, int N)
    for (j=0;j<N;j++)
    {
       celt_norm r, l;
-      l = MULT16_16_Q15(QCONST16(.70711f,15), X[j]);
-      r = MULT16_16_Q15(QCONST16(.70711f,15), Y[j]);
+      l = MULT16_16_Q15(QCONST16(.70710678f,15), X[j]);
+      r = MULT16_16_Q15(QCONST16(.70710678f,15), Y[j]);
       X[j] = l+r;
       Y[j] = r-l;
    }
 }
 
-static void stereo_merge(celt_norm *X, celt_norm *Y, celt_word16 mid, celt_word16 side, int N)
+static void stereo_merge(celt_norm *X, celt_norm *Y, celt_word16 mid, int N)
 {
    int j;
-   celt_word32 xp=0;
+   celt_word32 xp=0, side=0;
    celt_word32 El, Er;
+   celt_word16 mid2;
 #ifdef FIXED_POINT
    int kl, kr;
 #endif
@@ -262,12 +336,16 @@ static void stereo_merge(celt_norm *X, celt_norm *Y, celt_word16 mid, celt_word1
 
    /* Compute the norm of X+Y and X-Y as |X|^2 + |Y|^2 +/- sum(xy) */
    for (j=0;j<N;j++)
+   {
       xp = MAC16_16(xp, X[j], Y[j]);
+      side = MAC16_16(side, Y[j], Y[j]);
+   }
+   /* Compensating for the mid normalization */
+   xp = MULT16_32_Q15(mid, xp);
    /* mid and side are in Q15, not Q14 like X and Y */
-   mid = SHR32(mid, 1);
-   side = SHR32(side, 1);
-   El = MULT16_16(mid, mid) + MULT16_16(side, side) - 2*xp;
-   Er = MULT16_16(mid, mid) + MULT16_16(side, side) + 2*xp;
+   mid2 = SHR32(mid, 1);
+   El = MULT16_16(mid2, mid2) + side - 2*xp;
+   Er = MULT16_16(mid2, mid2) + side + 2*xp;
    if (Er < EPSILON)
       Er = EPSILON;
    if (El < EPSILON)
@@ -292,7 +370,8 @@ static void stereo_merge(celt_norm *X, celt_norm *Y, celt_word16 mid, celt_word1
    for (j=0;j<N;j++)
    {
       celt_norm r, l;
-      l = X[j];
+      /* Apply mid scaling (side is already scaled) */
+      l = MULT16_16_Q15(mid, X[j]);
       r = Y[j];
       X[j] = EXTRACT16(PSHR32(MULT16_16(lgain, SUB16(l,r)), kl+1));
       Y[j] = EXTRACT16(PSHR32(MULT16_16(rgain, ADD16(l,r)), kr+1));
@@ -300,20 +379,22 @@ static void stereo_merge(celt_norm *X, celt_norm *Y, celt_word16 mid, celt_word1
 }
 
 /* Decide whether we should spread the pulses in the current frame */
-int folding_decision(const CELTMode *m, celt_norm *X, int *average, int *last_decision, int end, int _C, int M)
+int spreading_decision(const CELTMode *m, celt_norm *X, int *average,
+      int last_decision, int *hf_average, int *tapset_decision, int update_hf,
+      int end, int _C, int M)
 {
    int i, c, N0;
    int sum = 0, nbBands=0;
    const int C = CHANNELS(_C);
    const celt_int16 * restrict eBands = m->eBands;
    int decision;
+   int hf_sum=0;
    
    N0 = M*m->shortMdctSize;
 
    if (M*(eBands[end]-eBands[end-1]) <= 8)
-      return 0;
-   for (c=0;c<C;c++)
-   {
+      return SPREAD_NONE;
+   c=0; do {
       for (i=0;i<end;i++)
       {
          int j, N, tmp=0;
@@ -336,33 +417,50 @@ int folding_decision(const CELTMode *m, celt_norm *X, int *average, int *last_de
                tcount[2]++;
          }
 
+         /* Only include four last bands (8 kHz and up) */
+         if (i>m->nbEBands-4)
+            hf_sum += 32*(tcount[1]+tcount[0])/N;
          tmp = (2*tcount[2] >= N) + (2*tcount[1] >= N) + (2*tcount[0] >= N);
          sum += tmp*256;
          nbBands++;
       }
+   } while (++c<C);
+
+   if (update_hf)
+   {
+      if (hf_sum)
+         hf_sum /= C*(4-m->nbEBands+end);
+      *hf_average = (*hf_average+hf_sum)>>1;
+      hf_sum = *hf_average;
+      if (*tapset_decision==2)
+         hf_sum += 4;
+      else if (*tapset_decision==0)
+         hf_sum -= 4;
+      if (hf_sum > 22)
+         *tapset_decision=2;
+      else if (hf_sum > 18)
+         *tapset_decision=1;
+      else
+         *tapset_decision=0;
    }
+   /*printf("%d %d %d\n", hf_sum, *hf_average, *tapset_decision);*/
    sum /= nbBands;
    /* Recursive averaging */
    sum = (sum+*average)>>1;
    *average = sum;
    /* Hysteresis */
-   sum = (3*sum + ((*last_decision<<7) + 64) + 2)>>2;
-   /* decision and last_decision do not use the same encoding */
+   sum = (3*sum + (((3-last_decision)<<7) + 64) + 2)>>2;
    if (sum < 80)
    {
-      decision = 2;
-      *last_decision = 0;
+      decision = SPREAD_AGGRESSIVE;
    } else if (sum < 256)
    {
-      decision = 1;
-      *last_decision = 1;
+      decision = SPREAD_NORMAL;
    } else if (sum < 384)
    {
-      decision = 3;
-      *last_decision = 2;
+      decision = SPREAD_LIGHT;
    } else {
-      decision = 0;
-      *last_decision = 3;
+      decision = SPREAD_NONE;
    }
    return decision;
 }
@@ -399,12 +497,11 @@ void measure_norm_mse(const CELTMode *m, float *X, float *X0, float *bandE, floa
       float g;
       if (bandE0[i]<10 || (C==2 && bandE0[i+m->nbEBands]<1))
          continue;
-      for (c=0;c<C;c++)
-      {
+      c=0; do {
          g = bandE[i+c*m->nbEBands]/(1e-15+bandE0[i+c*m->nbEBands]);
          for (j=M*m->eBands[i];j<M*m->eBands[i+1];j++)
             MSE[i] += (g*X[j+c*N]-X0[j+c*N])*(g*X[j+c*N]-X0[j+c*N]);
-      }
+      } while (++c<C);
       MSECount[i]+=C;
    }
    nbMSEBands = m->nbEBands;
@@ -412,7 +509,18 @@ void measure_norm_mse(const CELTMode *m, float *X, float *X0, float *bandE, floa
 
 #endif
 
-static void interleave_vector(celt_norm *X, int N0, int stride)
+/* Indexing table for converting from natural Hadamard to ordery Hadamard
+   This is essentially a bit-reversed Gray, on top of which we've added
+   an inversion of the order because we want the DC at the end rather than
+   the beginning. The lines are for N=2, 4, 8, 16 */
+static const int ordery_table[] = {
+       1,  0,
+       3,  0,  2,  1,
+       7,  0,  4,  3,  6,  1,  5,  2,
+      15,  0,  8,  7, 12,  3, 11,  4, 14,  1,  9,  6, 13,  2, 10,  5,
+};
+
+static void deinterleave_hadamard(celt_norm *X, int N0, int stride, int hadamard)
 {
    int i,j;
    VARDECL(celt_norm, tmp);
@@ -420,15 +528,25 @@ static void interleave_vector(celt_norm *X, int N0, int stride)
    SAVE_STACK;
    N = N0*stride;
    ALLOC(tmp, N, celt_norm);
-   for (i=0;i<stride;i++)
-      for (j=0;j<N0;j++)
-         tmp[j*stride+i] = X[i*N0+j];
+   if (hadamard)
+   {
+      const int *ordery = ordery_table+stride-2;
+      for (i=0;i<stride;i++)
+      {
+         for (j=0;j<N0;j++)
+            tmp[ordery[i]*N0+j] = X[j*stride+i];
+      }
+   } else {
+      for (i=0;i<stride;i++)
+         for (j=0;j<N0;j++)
+            tmp[i*N0+j] = X[j*stride+i];
+   }
    for (j=0;j<N;j++)
       X[j] = tmp[j];
    RESTORE_STACK;
 }
 
-static void deinterleave_vector(celt_norm *X, int N0, int stride)
+static void interleave_hadamard(celt_norm *X, int N0, int stride, int hadamard)
 {
    int i,j;
    VARDECL(celt_norm, tmp);
@@ -436,9 +554,17 @@ static void deinterleave_vector(celt_norm *X, int N0, int stride)
    SAVE_STACK;
    N = N0*stride;
    ALLOC(tmp, N, celt_norm);
-   for (i=0;i<stride;i++)
-      for (j=0;j<N0;j++)
-         tmp[i*N0+j] = X[j*stride+i];
+   if (hadamard)
+   {
+      const int *ordery = ordery_table+stride-2;
+      for (i=0;i<stride;i++)
+         for (j=0;j<N0;j++)
+            tmp[j*stride+i] = X[ordery[i]*N0+j];
+   } else {
+      for (i=0;i<stride;i++)
+         for (j=0;j<N0;j++)
+            tmp[j*stride+i] = X[i*N0+j];
+   }
    for (j=0;j<N;j++)
       X[j] = tmp[j];
    RESTORE_STACK;
@@ -452,8 +578,8 @@ void haar1(celt_norm *X, int N0, int stride)
       for (j=0;j<N0;j++)
       {
          celt_norm tmp1, tmp2;
-         tmp1 = MULT16_16_Q15(QCONST16(.7070678f,15), X[stride*2*j+i]);
-         tmp2 = MULT16_16_Q15(QCONST16(.7070678f,15), X[stride*(2*j+1)+i]);
+         tmp1 = MULT16_16_Q15(QCONST16(.70710678f,15), X[stride*2*j+i]);
+         tmp2 = MULT16_16_Q15(QCONST16(.70710678f,15), X[stride*(2*j+1)+i]);
          X[stride*2*j+i] = tmp1 + tmp2;
          X[stride*(2*j+1)+i] = tmp1 - tmp2;
       }
@@ -467,14 +593,9 @@ static int compute_qn(int N, int b, int offset, int stereo)
    int N2 = 2*N-1;
    if (stereo && N==2)
       N2--;
-   qb = (b+N2*offset)/N2;
-   if (qb > (b>>1)-(1<<BITRES))
-      qb = (b>>1)-(1<<BITRES);
+   qb = IMIN((b>>1)-(1<<BITRES), (b+N2*offset)/N2);
 
-   if (qb<0)
-       qb = 0;
-   if (qb>8<<BITRES)
-     qb = 8<<BITRES;
+   qb = IMAX(0, IMIN(8<<BITRES, qb));
 
    if (qb<(1<<BITRES>>1)) {
       qn = 1;
@@ -486,15 +607,14 @@ static int compute_qn(int N, int b, int offset, int stereo)
    return qn;
 }
 
-
 /* This function is responsible for encoding and decoding a band for both
    the mono and stereo case. Even in the mono case, it can split the band
    in two and transmit the energy difference with the two half-bands. It
    can be called recursively so bands can end up being split in 8 parts. */
-static void quant_band(int encode, const CELTMode *m, int i, celt_norm *X, celt_norm *Y,
-      int N, int b, int spread, int B, int tf_change, celt_norm *lowband, int resynth, void *ec,
+static unsigned quant_band(int encode, const CELTMode *m, int i, celt_norm *X, celt_norm *Y,
+      int N, int b, int spread, int B, int intensity, int tf_change, celt_norm *lowband, int resynth, void *ec,
       celt_int32 *remaining_bits, int LM, celt_norm *lowband_out, const celt_ener *bandE, int level,
-      celt_int32 *seed, celt_word16 gain, celt_norm *lowband_scratch)
+      celt_uint32 *seed, celt_word16 gain, celt_norm *lowband_scratch, int fill)
 {
    int q;
    int curr_bits;
@@ -506,7 +626,12 @@ static void quant_band(int encode, const CELTMode *m, int i, celt_norm *X, celt_
    int B0=B;
    int time_divide=0;
    int recombine=0;
+   int inv = 0;
    celt_word16 mid=0, side=0;
+   int longBlocks;
+   unsigned cm=0;
+
+   longBlocks = B0==1;
 
    N_B /= B;
    N_B0 = N_B;
@@ -518,10 +643,9 @@ static void quant_band(int encode, const CELTMode *m, int i, celt_norm *X, celt_
    {
       int c;
       celt_norm *x = X;
-      for (c=0;c<1+stereo;c++)
-      {
+      c=0; do {
          int sign=0;
-         if (b>=1<<BITRES && *remaining_bits>=1<<BITRES)
+         if (*remaining_bits>=1<<BITRES)
          {
             if (encode)
             {
@@ -536,10 +660,10 @@ static void quant_band(int encode, const CELTMode *m, int i, celt_norm *X, celt_
          if (resynth)
             x[0] = sign ? -NORM_SCALING : NORM_SCALING;
          x = Y;
-      }
+      } while (++c<1+stereo);
       if (lowband_out)
-         lowband_out[0] = X[0];
-      return;
+         lowband_out[0] = SHR16(X[0],4);
+      return 1;
    }
 
    if (!stereo && level == 0)
@@ -559,13 +683,14 @@ static void quant_band(int encode, const CELTMode *m, int i, celt_norm *X, celt_
 
       for (k=0;k<recombine;k++)
       {
-         B>>=1;
-         N_B<<=1;
          if (encode)
-            haar1(X, N_B, B);
+            haar1(X, N>>k, 1<<k);
          if (lowband)
-            haar1(lowband, N_B, B);
+            haar1(lowband, N>>k, 1<<k);
+         fill |= fill<<(1<<k);
       }
+      B>>=recombine;
+      N_B<<=recombine;
 
       /* Increasing the time resolution */
       while ((N_B&1) == 0 && tf_change<0)
@@ -574,6 +699,7 @@ static void quant_band(int encode, const CELTMode *m, int i, celt_norm *X, celt_
             haar1(X, N_B, B);
          if (lowband)
             haar1(lowband, N_B, B);
+         fill |= fill<<B;
          B <<= 1;
          N_B >>= 1;
          time_divide++;
@@ -586,9 +712,9 @@ static void quant_band(int encode, const CELTMode *m, int i, celt_norm *X, celt_
       if (B0>1)
       {
          if (encode)
-            deinterleave_vector(X, N_B, B0);
+            deinterleave_hadamard(X, N_B>>recombine, B0<<recombine, longBlocks);
          if (lowband)
-            deinterleave_vector(lowband, N_B, B0);
+            deinterleave_hadamard(lowband, N_B>>recombine, B0<<recombine, longBlocks);
       }
    }
 
@@ -601,6 +727,8 @@ static void quant_band(int encode, const CELTMode *m, int i, celt_norm *X, celt_
          Y = X+N;
          split = 1;
          LM -= 1;
+         if (B==1)
+            fill |= fill<<1;
          B = (B+1)>>1;
       }
    }
@@ -612,49 +740,55 @@ static void quant_band(int encode, const CELTMode *m, int i, celt_norm *X, celt_
       int mbits, sbits, delta;
       int qalloc;
       int offset;
+      celt_int32 tell;
 
       /* Decide on the resolution to give to the split parameter theta */
       offset = ((m->logN[i]+(LM<<BITRES))>>1) - (stereo ? QTHETA_OFFSET_STEREO : QTHETA_OFFSET);
       qn = compute_qn(N, b, offset, stereo);
-
-      qalloc = 0;
+      if (stereo && i>=intensity)
+         qn = 1;
+      if (encode)
+      {
+         /* theta is the atan() of the ratio between the (normalized)
+            side and mid. With just that parameter, we can re-scale both
+            mid and side because we know that 1) they have unit norm and
+            2) they are orthogonal. */
+         itheta = stereo_itheta(X, Y, stereo, N);
+      }
+      tell = encode ? ec_enc_tell(ec, BITRES) : ec_dec_tell(ec, BITRES);
       if (qn!=1)
       {
          if (encode)
-         {
-            if (stereo)
-               stereo_split(X, Y, N);
-
-            mid = vector_norm(X, N);
-            side = vector_norm(Y, N);
-            /* TODO: Renormalising X and Y *may* help fixed-point a bit at very high rate.
-                     Let's do that at higher complexity */
-            /*mid = renormalise_vector(X, Q15ONE, N, 1);
-            side = renormalise_vector(Y, Q15ONE, N, 1);*/
-
-            /* theta is the atan() of the ratio between the (normalized)
-               side and mid. With just that parameter, we can re-scale both
-               mid and side because we know that 1) they have unit norm and
-               2) they are orthogonal. */
-   #ifdef FIXED_POINT
-            /* 0.63662 = 2/pi */
-            itheta = MULT16_16_Q15(QCONST16(0.63662f,15),celt_atan2p(side, mid));
-   #else
-            itheta = (int)floor(.5f+16384*0.63662f*atan2(side,mid));
-   #endif
-
             itheta = (itheta*qn+8192)>>14;
-         }
 
          /* Entropy coding of the angle. We use a uniform pdf for the
-            first stereo split but a triangular one for the rest. */
-         if (stereo || B>1)
+            time split, a step for stereo, and a triangular one for the rest. */
+         if (stereo && N>2)
          {
+            int p0 = 3;
+            int x = itheta;
+            int x0 = qn/2;
+            int ft = p0*(x0+1) + x0;
+            /* Use a probability of p0 up to itheta=8192 and then use 1 after */
+            if (encode)
+            {
+               ec_encode((ec_enc*)ec,x<=x0?p0*x:(x-1-x0)+(x0+1)*p0,x<=x0?p0*(x+1):(x-x0)+(x0+1)*p0,ft);
+            } else {
+               int fs;
+               fs=ec_decode(ec,ft);
+               if (fs<(x0+1)*p0)
+                  x=fs/p0;
+               else
+                  x=x0+1+(fs-(x0+1)*p0);
+               ec_dec_update(ec,x<=x0?p0*x:(x-1-x0)+(x0+1)*p0,x<=x0?p0*(x+1):(x-x0)+(x0+1)*p0,ft);
+               itheta = x;
+            }
+         } else if (B0>1 || stereo) {
+            /* Uniform pdf */
             if (encode)
                ec_enc_uint((ec_enc*)ec, itheta, qn+1);
             else
                itheta = ec_dec_uint((ec_dec*)ec, qn+1);
-            qalloc = log2_frac(qn+1,BITRES);
          } else {
             int fs=1, ft;
             ft = ((qn>>1)+1)*((qn>>1)+1);
@@ -668,6 +802,7 @@ static void quant_band(int encode, const CELTMode *m, int i, celt_norm *X, celt_
 
                ec_encode((ec_enc*)ec, fl, fl+fs, ft);
             } else {
+               /* Triangular pdf */
                int fl=0;
                int fm;
                fm = ec_decode((ec_dec*)ec, ft);
@@ -688,30 +823,61 @@ static void quant_band(int encode, const CELTMode *m, int i, celt_norm *X, celt_
 
                ec_dec_update((ec_dec*)ec, fl, fl+fs, ft);
             }
-            qalloc = log2_frac(ft,BITRES) - log2_frac(fs,BITRES) + 1;
          }
          itheta = (celt_int32)itheta*16384/qn;
-      } else {
-         if (stereo && encode)
+         if (encode && stereo)
+         {
+            if (itheta==0)
+               intensity_stereo(m, X, Y, bandE, i, N);
+            else
+               stereo_split(X, Y, N);
+         }
+         /* TODO: Renormalising X and Y *may* help fixed-point a bit at very high rate.
+                  Let's do that at higher complexity */
+      } else if (stereo) {
+         if (encode)
+         {
+            inv = itheta > 8192;
+            if (inv)
+            {
+               int j;
+               for (j=0;j<N;j++)
+                  Y[j] = -Y[j];
+            }
             intensity_stereo(m, X, Y, bandE, i, N);
+         }
+         if (b>2<<BITRES && *remaining_bits > 2<<BITRES)
+         {
+            if (encode)
+               ec_enc_bit_logp(ec, inv, 2);
+            else
+               inv = ec_dec_bit_logp(ec, 2);
+         } else
+            inv = 0;
+         itheta = 0;
       }
+      qalloc = (encode ? ec_enc_tell(ec, BITRES) : ec_dec_tell(ec, BITRES))
+               - tell;
+      b -= qalloc;
 
       if (itheta == 0)
       {
          imid = 32767;
          iside = 0;
-         delta = -10000;
+         fill &= (1<<B)-1;
+         delta = -16384;
       } else if (itheta == 16384)
       {
          imid = 0;
          iside = 32767;
-         delta = 10000;
+         fill &= (1<<B)-1<<B;
+         delta = 16384;
       } else {
          imid = bitexact_cos(itheta);
          iside = bitexact_cos(16384-itheta);
          /* This is the mid vs side allocation that minimizes squared error
             in that band. */
-         delta = (N-1)*(log2_frac(iside,BITRES+2)-log2_frac(imid,BITRES+2))>>2;
+         delta = FRAC_MUL16(N-1<<7,bitexact_log2tan(iside,imid));
       }
 
 #ifdef FIXED_POINT
@@ -728,9 +894,9 @@ static void quant_band(int encode, const CELTMode *m, int i, celt_norm *X, celt_
       if (N==2 && stereo)
       {
          int c;
-         int sign=1;
+         int sign=0;
          celt_norm *x2, *y2;
-         mbits = b-qalloc;
+         mbits = b;
          sbits = 0;
          /* Only need one bit for the side */
          if (itheta != 0 && itheta != 16384)
@@ -746,14 +912,16 @@ static void quant_band(int encode, const CELTMode *m, int i, celt_norm *X, celt_
             if (encode)
             {
                /* Here we only need to encode a sign for the side */
-               sign = x2[0]*y2[1] - x2[1]*y2[0] > 0;
+               sign = x2[0]*y2[1] - x2[1]*y2[0] < 0;
                ec_enc_bits((ec_enc*)ec, sign, 1);
             } else {
                sign = ec_dec_bits((ec_dec*)ec, 1);
             }
          }
-         sign = 2*sign - 1;
-         quant_band(encode, m, i, x2, NULL, N, mbits, spread, B, tf_change, lowband, resynth, ec, remaining_bits, LM, lowband_out, NULL, level, seed, gain, lowband_scratch);
+         sign = 1-2*sign;
+         cm = quant_band(encode, m, i, x2, NULL, N, mbits, spread, B, intensity, tf_change, lowband, resynth, ec, remaining_bits, LM, lowband_out, NULL, level, seed, gain, lowband_scratch, fill);
+         /* We don't split N=2 bands, so cm is either 1 or 0 (for a fold-collapse),
+             and there's no need to worry about mixing with the other channel. */
          y2[0] = -sign*x2[1];
          y2[1] = sign*x2[0];
          if (resynth)
@@ -777,15 +945,17 @@ static void quant_band(int encode, const CELTMode *m, int i, celt_norm *X, celt_
          int next_level=0;
 
          /* Give more bits to low-energy MDCTs than they would otherwise deserve */
-         if (B>1 && !stereo)
-            delta >>= 1;
-
-         mbits = (b-qalloc-delta)/2;
-         if (mbits > b-qalloc)
-            mbits = b-qalloc;
-         if (mbits<0)
-            mbits=0;
-         sbits = b-qalloc-mbits;
+         if (B0>1 && !stereo)
+         {
+            if (itheta > 8192)
+               /* Rough approximation for pre-echo masking */
+               delta -= delta>>(4-LM);
+            else
+               /* Corresponds to a forward-masking slope of 1.5 dB per 10 ms */
+               delta = IMIN(0, delta + (N<<BITRES>>(5-LM)));
+         }
+         mbits = IMAX(0, IMIN(b, (b-delta)/2));
+         sbits = b-mbits;
          *remaining_bits -= qalloc;
 
          if (lowband && !stereo)
@@ -798,12 +968,16 @@ static void quant_band(int encode, const CELTMode *m, int i, celt_norm *X, celt_
          else
             next_level = level+1;
 
-         quant_band(encode, m, i, X, NULL, N, mbits, spread, B, tf_change,
+         /* In stereo mode, we do not apply a scaling to the mid because we need the normalized
+            mid for folding later */
+         cm = quant_band(encode, m, i, X, NULL, N, mbits, spread, B, intensity, tf_change,
                lowband, resynth, ec, remaining_bits, LM, next_lowband_out1,
-               NULL, next_level, seed, MULT16_16_P15(gain,mid), lowband_scratch);
-         quant_band(encode, m, i, Y, NULL, N, sbits, spread, B, tf_change,
+               NULL, next_level, seed, stereo ? Q15ONE : MULT16_16_P15(gain,mid), lowband_scratch, fill);
+         /* For a stereo split, the high bits of fill are always zero, so no
+             folding will be done to the side. */
+         cm |= quant_band(encode, m, i, Y, NULL, N, sbits, spread, B, intensity, tf_change,
                next_lowband2, resynth, ec, remaining_bits, LM, NULL,
-               NULL, next_level, seed, MULT16_16_P15(gain,side), NULL);
+               NULL, next_level, seed, MULT16_16_P15(gain,side), NULL, fill>>B)<<B;
       }
 
    } else {
@@ -821,11 +995,44 @@ static void quant_band(int encode, const CELTMode *m, int i, celt_norm *X, celt_
          *remaining_bits -= curr_bits;
       }
 
-      /* Finally do the actual quantization */
-      if (encode)
-         alg_quant(X, N, q, spread, B, lowband, resynth, (ec_enc*)ec, seed, gain);
-      else
-         alg_unquant(X, N, q, spread, B, lowband, (ec_dec*)ec, seed, gain);
+      if (q!=0)
+      {
+         int K = get_pulses(q);
+
+         /* Finally do the actual quantization */
+         if (encode)
+            cm = alg_quant(X, N, K, spread, B, lowband, resynth, (ec_enc*)ec, gain);
+         else
+            cm = alg_unquant(X, N, K, spread, B, lowband, (ec_dec*)ec, gain);
+      } else {
+         /* If there's no pulse, fill the band anyway */
+         int j;
+         if (resynth)
+         {
+            if (!fill)
+            {
+               for (j=0;j<N;j++)
+                  X[j] = 0;
+            } else {
+               if (lowband == NULL || (spread==SPREAD_AGGRESSIVE && B<=1))
+               {
+                  /* Noise */
+                  for (j=0;j<N;j++)
+                  {
+                     *seed = lcg_rand(*seed);
+                     X[j] = (celt_int32)(*seed)>>20;
+                  }
+                  cm = (1<<B)-1;
+               } else {
+                  /* Folded spectrum */
+                  for (j=0;j<N;j++)
+                     X[j] = lowband[j];
+                  cm = fill;
+               }
+               renormalise_vector(X, N, gain);
+            }
+         }
+      }
    }
 
    /* This code is used by the decoder and by the resynthesis-enabled encoder */
@@ -834,14 +1041,23 @@ static void quant_band(int encode, const CELTMode *m, int i, celt_norm *X, celt_
       if (stereo)
       {
          if (N!=2)
-            stereo_merge(X, Y, mid, side, N);
+         {
+            cm |= cm>>B;
+            stereo_merge(X, Y, mid, N);
+         }
+         if (inv)
+         {
+            int j;
+            for (j=0;j<N;j++)
+               Y[j] = -Y[j];
+         }
       } else if (level == 0)
       {
          int k;
 
          /* Undo the sample reorganization going from time order to frequency order */
          if (B0>1)
-            interleave_vector(X, N_B, B0);
+            interleave_hadamard(X, N_B>>recombine, B0<<recombine, longBlocks);
 
          /* Undo time-freq changes that we did earlier */
          N_B = N_B0;
@@ -850,15 +1066,17 @@ static void quant_band(int encode, const CELTMode *m, int i, celt_norm *X, celt_
          {
             B >>= 1;
             N_B <<= 1;
+            cm |= cm>>B;
             haar1(X, N_B, B);
          }
 
          for (k=0;k<recombine;k++)
          {
-            haar1(X, N_B, B);
-            N_B>>=1;
-            B <<= 1;
+            cm |= cm<<(1<<k);
+            haar1(X, N0>>k, 1<<k);
          }
+         B<<=recombine;
+         N_B>>=recombine;
 
          /* Scale output for later folding */
          if (lowband_out)
@@ -871,46 +1089,49 @@ static void quant_band(int encode, const CELTMode *m, int i, celt_norm *X, celt_
          }
       }
    }
+   return cm;
 }
 
-void quant_all_bands(int encode, const CELTMode *m, int start, int end, celt_norm *_X, celt_norm *_Y, const celt_ener *bandE, int *pulses, int shortBlocks, int fold, int *tf_res, int resynth, int total_bits, void *ec, int LM, int codedBands)
+void quant_all_bands(int encode, const CELTMode *m, int start, int end,
+      celt_norm *_X, celt_norm *_Y, unsigned char *collapse_masks, const celt_ener *bandE, int *pulses,
+      int shortBlocks, int spread, int dual_stereo, int intensity, int *tf_res, int resynth,
+      int total_bits, void *ec, int LM, int codedBands, ec_uint32 *seed)
 {
-   int i, balance;
+   int i;
+   celt_int32 balance;
    celt_int32 remaining_bits;
    const celt_int16 * restrict eBands = m->eBands;
-   celt_norm * restrict norm;
+   celt_norm * restrict norm, * restrict norm2;
    VARDECL(celt_norm, _norm);
    VARDECL(celt_norm, lowband_scratch);
    int B;
    int M;
-   celt_int32 seed;
-   celt_norm *lowband;
+   int lowband_offset;
    int update_lowband = 1;
    int C = _Y != NULL ? 2 : 1;
    SAVE_STACK;
 
    M = 1<<LM;
    B = shortBlocks ? M : 1;
-   ALLOC(_norm, M*eBands[m->nbEBands], celt_norm);
+   ALLOC(_norm, C*M*eBands[m->nbEBands], celt_norm);
    ALLOC(lowband_scratch, M*(eBands[m->nbEBands]-eBands[m->nbEBands-1]), celt_norm);
    norm = _norm;
+   norm2 = norm + M*eBands[m->nbEBands];
 
-   if (encode)
-      seed = ((ec_enc*)ec)->rng;
-   else
-      seed = ((ec_dec*)ec)->rng;
    balance = 0;
-   lowband = NULL;
+   lowband_offset = 0;
    for (i=start;i<end;i++)
    {
-      int tell;
+      celt_int32 tell;
       int b;
       int N;
-      int curr_balance;
+      celt_int32 curr_balance;
+      int effective_lowband=-1;
       celt_norm * restrict X, * restrict Y;
       int tf_change=0;
-      celt_norm *effective_lowband;
-      
+      unsigned x_cm;
+      unsigned y_cm;
+
       X = _X+M*eBands[i];
       if (_Y!=NULL)
          Y = _Y+M*eBands[i];
@@ -925,25 +1146,17 @@ void quant_all_bands(int encode, const CELTMode *m, int start, int end, celt_nor
       /* Compute how many bits we want to allocate to this band */
       if (i != start)
          balance -= tell;
-      remaining_bits = (total_bits<<BITRES)-tell-1;
+      remaining_bits = ((celt_int32)total_bits<<BITRES)-tell-1- (shortBlocks&&LM>=2 ? (1<<BITRES) : 0);
       if (i <= codedBands-1)
       {
-         curr_balance = (codedBands-i);
-         if (curr_balance > 3)
-            curr_balance = 3;
-         curr_balance = balance / curr_balance;
-         b = IMIN(remaining_bits+1,pulses[i]+curr_balance);
-         if (b<0)
-            b = 0;
+         curr_balance = balance / IMIN(3, codedBands-i);
+         b = IMAX(0, IMIN(16384, IMIN(remaining_bits+1,pulses[i]+curr_balance)));
       } else {
          b = 0;
       }
-      /* Prevents ridiculous bit depths */
-      if (b > C*16*N<<BITRES)
-         b = C*16*N<<BITRES;
 
-      if (M*eBands[i]-N >= M*eBands[start] && (update_lowband || lowband==NULL))
-            lowband = norm+M*eBands[i]-N;
+      if (M*eBands[i]-N >= M*eBands[start] && (update_lowband || lowband_offset==0))
+            lowband_offset = i;
 
       tf_change = tf_res[i];
       if (i>=m->effEBands)
@@ -953,18 +1166,61 @@ void quant_all_bands(int encode, const CELTMode *m, int start, int end, celt_nor
             Y = norm;
       }
 
-      if (tf_change==0 && !shortBlocks && fold==2)
-         effective_lowband = NULL;
+      /* This ensures we never repeat spectral content within one band */
+      if (lowband_offset != 0)
+         effective_lowband = IMAX(M*eBands[start], M*eBands[lowband_offset]-N);
+
+      /* Get a conservative estimate of the collapse_mask's for the bands we're
+          going to be folding from. */
+      if (lowband_offset != 0 && (spread!=SPREAD_AGGRESSIVE || B>1))
+      {
+         int fold_start;
+         int fold_end;
+         int fold_i;
+         fold_start = lowband_offset;
+         while(M*eBands[--fold_start] > effective_lowband);
+         fold_end = lowband_offset-1;
+         while(M*eBands[++fold_end] < effective_lowband+N);
+         x_cm = y_cm = 0;
+         fold_i = fold_start; do {
+           x_cm |= collapse_masks[fold_i*C+0];
+           y_cm |= collapse_masks[fold_i*C+1];
+         } while (++fold_i<fold_end);
+      }
+      /* Otherwise, we'll be using the LCG to fold, so all blocks will (almost
+          always) be non-zero.*/
       else
-         effective_lowband = lowband;
-      quant_band(encode, m, i, X, Y, N, b, fold, B, tf_change,
-            effective_lowband, resynth, ec, &remaining_bits, LM,
-            norm+M*eBands[i], bandE, 0, &seed, Q15ONE, lowband_scratch);
+         x_cm = y_cm = (1<<B)-1;
+
+      if (dual_stereo && i==intensity)
+      {
+         int j;
 
+         /* Switch off dual stereo to do intensity */
+         dual_stereo = 0;
+         for (j=M*eBands[start];j<M*eBands[i];j++)
+            norm[j] = HALF32(norm[j]+norm2[j]);
+      }
+      if (dual_stereo)
+      {
+         x_cm = quant_band(encode, m, i, X, NULL, N, b/2, spread, B, intensity, tf_change,
+               effective_lowband != -1 ? norm+effective_lowband : NULL, resynth, ec, &remaining_bits, LM,
+               norm+M*eBands[i], bandE, 0, seed, Q15ONE, lowband_scratch, x_cm);
+         y_cm = quant_band(encode, m, i, Y, NULL, N, b/2, spread, B, intensity, tf_change,
+               effective_lowband != -1 ? norm2+effective_lowband : NULL, resynth, ec, &remaining_bits, LM,
+               norm2+M*eBands[i], bandE, 0, seed, Q15ONE, lowband_scratch, y_cm);
+         collapse_masks[i*2+0] = (unsigned char)(x_cm&(1<<B)-1);
+         collapse_masks[i*2+1] = (unsigned char)(y_cm&(1<<B)-1);
+      } else {
+         x_cm = quant_band(encode, m, i, X, Y, N, b, spread, B, intensity, tf_change,
+               effective_lowband != -1 ? norm+effective_lowband : NULL, resynth, ec, &remaining_bits, LM,
+               norm+M*eBands[i], bandE, 0, seed, Q15ONE, lowband_scratch, x_cm|y_cm);
+         collapse_masks[i*C+1] = collapse_masks[i*C+0] = (unsigned char)(x_cm&(1<<B)-1);
+      }
       balance += pulses[i] + tell;
 
-      /* Update the folding position only as long as we have 2 bit/sample depth */
-      update_lowband = (b>>BITRES)>2*N;
+      /* Update the folding position only as long as we have 1 bit/sample depth */
+      update_lowband = (b>>BITRES)>N;
    }
    RESTORE_STACK;
 }