Reorders some operations in anti-collapse to reuse values
[opus.git] / libcelt / bands.c
index 73a02cc..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 */
@@ -133,18 +148,17 @@ 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;
-         celt_word32 sum = 1e-10;
+         celt_word32 sum = 1e-10f;
          for (j=M*eBands[i];j<M*eBands[i+1];j++)
             sum += X[j+c*N]*X[j+c*N];
-         bank[i+c*m->nbEBands] = sqrt(sum);
+         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, Q15ONE, M*eBands[i+1]-M*eBands[i], 1);
-      } 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;
@@ -209,232 +208,319 @@ 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);
 }
 
-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)
+/* 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 j, c;
-   celt_word16 g;
-   celt_word16 delta;
-   const int C = CHANNELS(_C);
-   celt_word32 Sxy=0, Sxx=0, Syy=0;
-   int len = M*m->pitchEnd;
-   int N = M*m->shortMdctSize;
+   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 = 0;
-   celt_word32 maxabs=0;
+      int shift;
+#endif
 
-   for (c=0;c<C;c++)
-   {
-      for (j=0;j<len;j++)
+      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) ));
       {
-         maxabs = MAX32(maxabs, ABS32(X[j+c*N]));
-         maxabs = MAX32(maxabs, ABS32(P[j+c*N]));
+         celt_word32 t;
+         t = N0<<LM;
+         shift = celt_ilog2(t)>>1;
+         t = SHL32(t, (7-shift)<<1);
+         sqrt_1 = celt_rsqrt_norm(t);
       }
-   }
-   shift = celt_ilog2(maxabs)-12;
-   if (shift<0)
-      shift = 0;
+#else
+      thresh = .3f*celt_exp2(-depth);
+      sqrt_1 = celt_rsqrt(N0<<LM);
 #endif
-   delta = PDIV32_16(Q15ONE, len);
-   for (c=0;c<C;c++)
-   {
-      celt_word16 gg = Q15ONE;
-      for (j=0;j<len;j++)
+
+      c=0; do
       {
-         celt_word16 Xj, Pj;
-         Xj = EXTRACT16(SHR32(X[j+c*N], shift));
-         Pj = MULT16_16_P15(gg,EXTRACT16(SHR32(P[j+c*N], shift)));
-         Sxy = MAC16_16(Sxy, Xj, Pj);
-         Sxx = MAC16_16(Sxx, Pj, Pj);
-         Syy = MAC16_16(Syy, Xj, Xj);
-         gg = SUB16(gg, delta);
-      }
-   }
-#ifdef FIXED_POINT
-   {
-      celt_word32 num, den;
-      celt_word16 fact;
-      fact = MULT16_16(QCONST16(.04f, 14), norm_rate);
-      if (fact < QCONST16(1.f, 14))
-         fact = QCONST16(1.f, 14);
-      num = Sxy;
-      den = EPSILON+Sxx+MULT16_32_Q15(QCONST16(.03f,15),Syy);
-      shift = celt_zlog2(Sxy)-16;
-      if (shift < 0)
-         shift = 0;
-      if (Sxy < MULT16_32_Q15(fact, MULT16_16(celt_sqrt(EPSILON+Sxx),celt_sqrt(EPSILON+Syy))))
-         g = 0;
-      else
-         g = DIV32(SHL32(SHR32(num,shift),14),ADD32(EPSILON,SHR32(den,shift)));
+         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);
 
-      /* This MUST round down so that we don't over-estimate the gain */
-      *gain_id = EXTRACT16(SHR32(MULT16_16(20,(g-QCONST16(.5f,14))),14));
-   }
+#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
-   {
-      float fact = .04f*norm_rate;
-      if (fact < 1)
-         fact = 1;
-      g = Sxy/(.1f+Sxx+.03f*Syy);
-      if (Sxy < .5f*fact*celt_sqrt(1+Sxx*Syy))
-         g = 0;
-      /* This MUST round down so that we don't over-estimate the gain */
-      *gain_id = floor(20*(g-.5f));
-   }
+         r = 2.f*celt_exp2(-Ediff);
+         r = MIN16(thresh, r);
+         r = r*sqrt_1;
 #endif
-   /* This prevents the pitch gain from being above 1.0 for too long by bounding the 
-      maximum error amplification factor to 2.0 */
-   g = ADD16(QCONST16(.5f,14), MULT16_16_16(QCONST16(.05f,14),*gain_id));
-   *gain_prod = MAX16(QCONST32(1.f, 13), MULT16_16_Q14(*gain_prod,g));
-   if (*gain_prod>QCONST32(2.f, 13))
-   {
-      *gain_id=9;
-      *gain_prod = QCONST32(2.f, 13);
+         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);
    }
 
-   if (*gain_id < 0)
+}
+
+
+static void intensity_stereo(const CELTMode *m, celt_norm *X, celt_norm *Y, const celt_ener *bank, int bandID, int N)
+{
+   int i = bandID;
+   int j;
+   celt_word16 a1, a2;
+   celt_word16 left, right;
+   celt_word16 norm;
+#ifdef FIXED_POINT
+   int shift = celt_zlog2(MAX32(bank[i], bank[i+m->nbEBands]))-13;
+#endif
+   left = VSHR32(bank[i],shift);
+   right = VSHR32(bank[i+m->nbEBands],shift);
+   norm = EPSILON + celt_sqrt(EPSILON+MULT16_16(left,left)+MULT16_16(right,right));
+   a1 = DIV32_16(SHL32(EXTEND32(left),14),norm);
+   a2 = DIV32_16(SHL32(EXTEND32(right),14),norm);
+   for (j=0;j<N;j++)
    {
-      *gain_id = 0;
-      return 0;
-   } else {
-      if (*gain_id > 15)
-         *gain_id = 15;
-      return 1;
+      celt_norm r, l;
+      l = X[j];
+      r = Y[j];
+      X[j] = MULT16_16_Q14(a1,l) + MULT16_16_Q14(a2,r);
+      /* Side is not encoded, no need to calculate */
    }
 }
 
-void apply_pitch(const CELTMode *m, celt_sig *X, const celt_sig *P, int gain_id, int pred, int _C, int M)
+static void stereo_split(celt_norm *X, celt_norm *Y, int N)
 {
-   int j, c, N;
-   celt_word16 gain;
-   celt_word16 delta;
-   const int C = CHANNELS(_C);
-   int len = M*m->pitchEnd;
-
-   N = M*m->shortMdctSize;
-   gain = ADD16(QCONST16(.5f,14), MULT16_16_16(QCONST16(.05f,14),gain_id));
-   delta = PDIV32_16(gain, len);
-   if (pred)
-      gain = -gain;
-   else
-      delta = -delta;
-   for (c=0;c<C;c++)
+   int j;
+   for (j=0;j<N;j++)
    {
-      celt_word16 gg = gain;
-      for (j=0;j<len;j++)
-      {
-         X[j+c*N] += SHL32(MULT16_32_Q15(gg,P[j+c*N]),1);
-         gg = ADD16(gg, delta);
-      }
+      celt_norm r, l;
+      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_band_mix(const CELTMode *m, celt_norm *X, celt_norm *Y, const celt_ener *bank, int stereo_mode, int bandID, int dir, int N)
+static void stereo_merge(celt_norm *X, celt_norm *Y, celt_word16 mid, int N)
 {
-   int i = bandID;
    int j;
-   celt_word16 a1, a2;
-   if (stereo_mode==0)
-   {
-      /* Do mid-side when not doing intensity stereo */
-      a1 = QCONST16(.70711f,14);
-      a2 = dir*QCONST16(.70711f,14);
-   } else {
-      celt_word16 left, right;
-      celt_word16 norm;
+   celt_word32 xp=0, side=0;
+   celt_word32 El, Er;
+   celt_word16 mid2;
 #ifdef FIXED_POINT
-      int shift = celt_zlog2(MAX32(bank[i], bank[i+m->nbEBands]))-13;
+   int kl, kr;
 #endif
-      left = VSHR32(bank[i],shift);
-      right = VSHR32(bank[i+m->nbEBands],shift);
-      norm = EPSILON + celt_sqrt(EPSILON+MULT16_16(left,left)+MULT16_16(right,right));
-      a1 = DIV32_16(SHL32(EXTEND32(left),14),norm);
-      a2 = dir*DIV32_16(SHL32(EXTEND32(right),14),norm);
+   celt_word32 t, lgain, rgain;
+
+   /* 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 */
+   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)
+      El = EPSILON;
+
+#ifdef FIXED_POINT
+   kl = celt_ilog2(El)>>1;
+   kr = celt_ilog2(Er)>>1;
+#endif
+   t = VSHR32(El, (kl-7)<<1);
+   lgain = celt_rsqrt_norm(t);
+   t = VSHR32(Er, (kr-7)<<1);
+   rgain = celt_rsqrt_norm(t);
+
+#ifdef FIXED_POINT
+   if (kl < 7)
+      kl = 7;
+   if (kr < 7)
+      kr = 7;
+#endif
+
    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] = MULT16_16_Q14(a1,l) + MULT16_16_Q14(a2,r);
-      Y[j] = MULT16_16_Q14(a1,r) - MULT16_16_Q14(a2,l);
+      X[j] = EXTRACT16(PSHR32(MULT16_16(lgain, SUB16(l,r)), kl+1));
+      Y[j] = EXTRACT16(PSHR32(MULT16_16(rgain, ADD16(l,r)), kr+1));
    }
 }
 
-
-int folding_decision(const CELTMode *m, celt_norm *X, celt_word16 *average, int *last_decision, int end, int _C, int M)
+/* Decide whether we should spread the pulses in the current frame */
+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 NR=0;
-   celt_word32 ratio = EPSILON;
+   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;
 
-   for (c=0;c<C;c++)
-   {
-   for (i=0;i<end;i++)
-   {
-      int j, N;
-      int max_i=0;
-      celt_word16 max_val=EPSILON;
-      celt_word32 floor_ener=EPSILON;
-      celt_norm * restrict x = X+M*eBands[i]+c*N0;
-      N = M*eBands[i+1]-M*eBands[i];
-      for (j=0;j<N;j++)
+   if (M*(eBands[end]-eBands[end-1]) <= 8)
+      return SPREAD_NONE;
+   c=0; do {
+      for (i=0;i<end;i++)
       {
-         if (ABS16(x[j])>max_val)
+         int j, N, tmp=0;
+         int tcount[3] = {0};
+         celt_norm * restrict x = X+M*eBands[i]+c*N0;
+         N = M*(eBands[i+1]-eBands[i]);
+         if (N<=8)
+            continue;
+         /* Compute rough CDF of |x[j]| */
+         for (j=0;j<N;j++)
          {
-            max_val = ABS16(x[j]);
-            max_i = j;
+            celt_word32 x2N; /* Q13 */
+
+            x2N = MULT16_16(MULT16_16_Q15(x[j], x[j]), N);
+            if (x2N < QCONST16(0.25f,13))
+               tcount[0]++;
+            if (x2N < QCONST16(0.0625f,13))
+               tcount[1]++;
+            if (x2N < QCONST16(0.015625f,13))
+               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++;
       }
-#if 0
-      for (j=0;j<N;j++)
-      {
-         if (abs(j-max_i)>2)
-            floor_ener += x[j]*x[j];
-      }
-#else
-      floor_ener = QCONST32(1.,28)-MULT16_16(max_val,max_val);
-      if (max_i < N-1)
-         floor_ener -= MULT16_16(x[(max_i+1)], x[(max_i+1)]);
-      if (max_i < N-2)
-         floor_ener -= MULT16_16(x[(max_i+2)], x[(max_i+2)]);
-      if (max_i > 0)
-         floor_ener -= MULT16_16(x[(max_i-1)], x[(max_i-1)]);
-      if (max_i > 1)
-         floor_ener -= MULT16_16(x[(max_i-2)], x[(max_i-2)]);
-      floor_ener = MAX32(floor_ener, EPSILON);
-#endif
-      if (N>7)
-      {
-         celt_word16 r;
-         celt_word16 den = celt_sqrt(floor_ener);
-         den = MAX32(QCONST16(.02f, 15), den);
-         r = DIV32_16(SHL32(EXTEND32(max_val),8),den);
-         ratio = ADD32(ratio, EXTEND32(r));
-         NR++;
-      }
-   }
+   } 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;
    }
-   if (NR>0)
-      ratio = DIV32_16(ratio, NR);
-   ratio = ADD32(HALF32(ratio), HALF32(*average));
-   if (!*last_decision)
+   /*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 + (((3-last_decision)<<7) + 64) + 2)>>2;
+   if (sum < 80)
+   {
+      decision = SPREAD_AGGRESSIVE;
+   } else if (sum < 256)
    {
-      *last_decision = (ratio < QCONST16(1.8f,8));
+      decision = SPREAD_NORMAL;
+   } else if (sum < 384)
+   {
+      decision = SPREAD_LIGHT;
    } else {
-      *last_decision = (ratio < QCONST16(3.f,8));
+      decision = SPREAD_NONE;
+   }
+   return decision;
+}
+
+#ifdef MEASURE_NORM_MSE
+
+float MSE[30] = {0};
+int nbMSEBands = 0;
+int MSECount[30] = {0};
+
+void dump_norm_mse(void)
+{
+   int i;
+   for (i=0;i<nbMSEBands;i++)
+   {
+      printf ("%g ", MSE[i]/MSECount[i]);
    }
-   *average = EXTRACT16(ratio);
-   return *last_decision;
+   printf ("\n");
 }
 
-static void interleave_vector(celt_norm *X, int N0, int stride)
+void measure_norm_mse(const CELTMode *m, float *X, float *X0, float *bandE, float *bandE0, int M, int N, int C)
+{
+   static int init = 0;
+   int i;
+   if (!init)
+   {
+      atexit(dump_norm_mse);
+      init = 1;
+   }
+   for (i=0;i<m->nbEBands;i++)
+   {
+      int j;
+      int c;
+      float g;
+      if (bandE0[i]<10 || (C==2 && bandE0[i+m->nbEBands]<1))
+         continue;
+      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;
+}
+
+#endif
+
+/* 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);
@@ -442,15 +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);
@@ -458,34 +554,67 @@ 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;
 }
 
-static void haar1(celt_norm *X, int N0, int stride)
+void haar1(celt_norm *X, int N0, int stride)
 {
    int i, j;
    N0 >>= 1;
    for (i=0;i<stride;i++)
       for (j=0;j<N0;j++)
       {
-         celt_norm tmp = X[stride*2*j+i];
-         X[stride*2*j+i] = MULT16_16_Q15(QCONST16(.7070678f,15), X[stride*2*j+i] + X[stride*(2*j+1)+i]);
-         X[stride*(2*j+1)+i] = MULT16_16_Q15(QCONST16(.7070678f,15), tmp - X[stride*(2*j+1)+i]);
+         celt_norm tmp1, tmp2;
+         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;
       }
 }
 
+static int compute_qn(int N, int b, int offset, int stereo)
+{
+   static const celt_int16 exp2_table8[8] =
+      {16384, 17866, 19483, 21247, 23170, 25267, 27554, 30048};
+   int qn, qb;
+   int N2 = 2*N-1;
+   if (stereo && N==2)
+      N2--;
+   qb = IMIN((b>>1)-(1<<BITRES), (b+N2*offset)/N2);
+
+   qb = IMAX(0, IMIN(8<<BITRES, qb));
+
+   if (qb<(1<<BITRES>>1)) {
+      qn = 1;
+   } else {
+      qn = exp2_table8[qb&0x7]>>(14-(qb>>BITRES));
+      qn = (qn+1)>>1<<1;
+   }
+   celt_assert(qn <= 256);
+   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,
-      celt_int32 *remaining_bits, int LM, celt_norm *lowband_out, const celt_ener *bandE, int level, celt_int32 *seed)
+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_uint32 *seed, celt_word16 gain, celt_norm *lowband_scratch, int fill)
 {
    int q;
    int curr_bits;
@@ -497,6 +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;
@@ -508,10 +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)
             {
@@ -526,55 +660,62 @@ 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;
    }
 
-   /* Band recombining to increase frequency resolution */
-   if (!stereo && B > 1 && level == 0 && tf_change>0)
+   if (!stereo && level == 0)
    {
-      while (B>1 && tf_change>0)
+      int k;
+      if (tf_change>0)
+         recombine = tf_change;
+      /* Band recombining to increase frequency resolution */
+
+      if (lowband && (recombine || ((N_B&1) == 0 && tf_change<0) || B0>1))
+      {
+         int j;
+         for (j=0;j<N;j++)
+            lowband_scratch[j] = lowband[j];
+         lowband = lowband_scratch;
+      }
+
+      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);
-         recombine++;
-         tf_change--;
+            haar1(lowband, N>>k, 1<<k);
+         fill |= fill<<(1<<k);
       }
-      B0=B;
-      N_B0 = N_B;
-   }
+      B>>=recombine;
+      N_B<<=recombine;
 
-   /* Increasing the time resolution */
-   if (!stereo && level==0)
-   {
-      while ((N_B&1) == 0 && tf_change<0 && B <= (1<<LM))
+      /* Increasing the time resolution */
+      while ((N_B&1) == 0 && tf_change<0)
       {
          if (encode)
             haar1(X, N_B, B);
          if (lowband)
             haar1(lowband, N_B, B);
+         fill |= fill<<B;
          B <<= 1;
          N_B >>= 1;
          time_divide++;
          tf_change++;
       }
-      B0 = B;
+      B0=B;
       N_B0 = N_B;
-   }
 
-   /* Reorganize the samples in time order instead of frequency order */
-   if (!stereo && B0>1 && level==0)
-   {
-      if (encode)
-         deinterleave_vector(X, N_B, B0);
-      if (lowband)
-         deinterleave_vector(lowband, N_B, B0);
+      /* Reorganize the samples in time order instead of frequency order */
+      if (B0>1)
+      {
+         if (encode)
+            deinterleave_hadamard(X, N_B>>recombine, B0<<recombine, longBlocks);
+         if (lowband)
+            deinterleave_hadamard(lowband, N_B>>recombine, B0<<recombine, longBlocks);
+      }
    }
 
    /* If we need more than 32 bits, try splitting the band in two. */
@@ -586,236 +727,263 @@ 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;
       }
    }
 
    if (split)
    {
-      int qb;
+      int qn;
       int itheta=0;
       int mbits, sbits, delta;
       int qalloc;
-      celt_word16 mid, side;
-      int offset, N2;
-      offset = m->logN[i]+(LM<<BITRES)-QTHETA_OFFSET;
+      int offset;
+      celt_int32 tell;
 
       /* Decide on the resolution to give to the split parameter theta */
-      N2 = 2*N-1;
-      if (stereo && N>2)
-         N2--;
-      qb = (b+N2*offset)/(N2<<BITRES);
-      if (qb > (b>>(BITRES+1))-1)
-         qb = (b>>(BITRES+1))-1;
-
-      if (qb<0)
-         qb = 0;
-      if (qb>14)
-         qb = 14;
-
-      qalloc = 0;
-      if (qb!=0)
+      offset = ((m->logN[i]+(LM<<BITRES))>>1) - (stereo ? QTHETA_OFFSET_STEREO : QTHETA_OFFSET);
+      qn = compute_qn(N, b, offset, stereo);
+      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)
       {
-         int shift;
-         shift = 14-qb;
-
          if (encode)
-         {
-            if (stereo)
-               stereo_band_mix(m, X, Y, bandE, qb==0, i, 1, N);
-
-            mid = renormalise_vector(X, Q15ONE, N, 1);
-            side = renormalise_vector(Y, Q15ONE, N, 1);
-
-            /* theta is the atan() of the ration 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 = floor(.5f+16384*0.63662f*atan2(side,mid));
-   #endif
-
-            itheta = (itheta+(1<<shift>>1))>>shift;
-         }
+            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 || qb>9 || 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_enc_uint((ec_enc*)ec, itheta, (1<<qb)+1);
+            {
+               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, (1<<qb)+1);
-            qalloc = log2_frac((1<<qb)+1,BITRES);
+               itheta = ec_dec_uint((ec_dec*)ec, qn+1);
          } else {
             int fs=1, ft;
-            ft = ((1<<qb>>1)+1)*((1<<qb>>1)+1);
+            ft = ((qn>>1)+1)*((qn>>1)+1);
             if (encode)
             {
-               int j;
-               int fl=0;
-               j=0;
-               while(1)
-               {
-                  if (j==itheta)
-                     break;
-                  fl+=fs;
-                  if (j<(1<<qb>>1))
-                     fs++;
-                  else
-                     fs--;
-                  j++;
-               }
+               int fl;
+
+               fs = itheta <= (qn>>1) ? itheta + 1 : qn + 1 - itheta;
+               fl = itheta <= (qn>>1) ? itheta*(itheta + 1)>>1 :
+                ft - ((qn + 1 - itheta)*(qn + 2 - itheta)>>1);
+
                ec_encode((ec_enc*)ec, fl, fl+fs, ft);
             } else {
+               /* Triangular pdf */
                int fl=0;
-               int j, fm;
+               int fm;
                fm = ec_decode((ec_dec*)ec, ft);
-               j=0;
-               while (1)
+
+               if (fm < ((qn>>1)*((qn>>1) + 1)>>1))
+               {
+                  itheta = (isqrt32(8*(celt_uint32)fm + 1) - 1)>>1;
+                  fs = itheta + 1;
+                  fl = itheta*(itheta + 1)>>1;
+               }
+               else
                {
-                  if (fm < fl+fs)
-                     break;
-                  fl+=fs;
-                  if (j<(1<<qb>>1))
-                     fs++;
-                  else
-                     fs--;
-                  j++;
+                  itheta = (2*(qn + 1)
+                   - isqrt32(8*(celt_uint32)(ft - fm - 1) + 1))>>1;
+                  fs = qn + 1 - itheta;
+                  fl = ft - ((qn + 1 - itheta)*(qn + 2 - itheta)>>1);
                }
-               itheta = j;
+
                ec_dec_update((ec_dec*)ec, fl, fl+fs, ft);
             }
-            qalloc = log2_frac(ft,BITRES) - log2_frac(fs,BITRES) + 1;
          }
-         itheta <<= shift;
+         itheta = (celt_int32)itheta*16384/qn;
+         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
+      mid = imid;
+      side = iside;
+#else
+      mid = (1.f/32768)*imid;
+      side = (1.f/32768)*iside;
+#endif
+
       /* This is a special case for N=2 that only works for stereo and takes
          advantage of the fact that mid and side are orthogonal to encode
          the side with just one bit. */
       if (N==2 && stereo)
       {
-         int c, c2;
-         int sign=1;
-         celt_norm v[2], w[2];
+         int c;
+         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)
             sbits = 1<<BITRES;
          mbits -= sbits;
-         c = itheta > 8192 ? 1 : 0;
+         c = itheta > 8192;
          *remaining_bits -= qalloc+sbits;
 
-         x2 = X;
-         y2 = Y;
-         if (encode)
-         {
-            c2 = 1-c;
-
-            /* v is the largest vector between mid and side. w is the other */
-            if (c==0)
-            {
-               v[0] = x2[0];
-               v[1] = x2[1];
-               w[0] = y2[0];
-               w[1] = y2[1];
-            } else {
-               v[0] = y2[0];
-               v[1] = y2[1];
-               w[0] = x2[0];
-               w[1] = x2[1];
-            }
-            /* Here we only need to encode a sign for the side */
-            if (v[0]*w[1] - v[1]*w[0] > 0)
-               sign = 1;
-            else
-               sign = -1;
-         }
-         quant_band(encode, m, i, v, NULL, N, mbits, spread, B, tf_change, lowband, resynth, ec, remaining_bits, LM, lowband_out, NULL, level+1, seed);
+         x2 = c ? Y : X;
+         y2 = c ? X : Y;
          if (sbits)
          {
             if (encode)
             {
-               ec_enc_bits((ec_enc*)ec, sign==1, 1);
+               /* Here we only need to encode a sign for the side */
+               sign = x2[0]*y2[1] - x2[1]*y2[0] < 0;
+               ec_enc_bits((ec_enc*)ec, sign, 1);
             } else {
-               sign = 2*ec_dec_bits((ec_dec*)ec, 1)-1;
+               sign = ec_dec_bits((ec_dec*)ec, 1);
             }
-         } else {
-            sign = 1;
          }
-         w[0] = -sign*v[1];
-         w[1] = sign*v[0];
-         if (c==0)
+         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)
          {
-            x2[0] = v[0];
-            x2[1] = v[1];
-            y2[0] = w[0];
-            y2[1] = w[1];
-         } else {
-            x2[0] = w[0];
-            x2[1] = w[1];
-            y2[0] = v[0];
-            y2[1] = v[1];
+            celt_norm tmp;
+            X[0] = MULT16_16_Q15(mid, X[0]);
+            X[1] = MULT16_16_Q15(mid, X[1]);
+            Y[0] = MULT16_16_Q15(side, Y[0]);
+            Y[1] = MULT16_16_Q15(side, Y[1]);
+            tmp = X[0];
+            X[0] = SUB16(tmp,Y[0]);
+            Y[0] = ADD16(tmp,Y[0]);
+            tmp = X[1];
+            X[1] = SUB16(tmp,Y[1]);
+            Y[1] = ADD16(tmp,Y[1]);
          }
-      } else
-      {
+      } else {
          /* "Normal" split code */
          celt_norm *next_lowband2=NULL;
          celt_norm *next_lowband_out1=NULL;
          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/2-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)
             next_lowband2 = lowband+N; /* >32-bit split case */
 
+         /* Only stereo needs to pass on lowband_out. Otherwise, it's
+            handled at the end */
          if (stereo)
             next_lowband_out1 = lowband_out;
          else
             next_level = level+1;
 
-         quant_band(encode, m, i, X, NULL, N, mbits, spread, B, tf_change, lowband, resynth, ec, remaining_bits, LM, next_lowband_out1, NULL, next_level, seed);
-         quant_band(encode, m, i, Y, NULL, N, sbits, spread, B, tf_change, next_lowband2, resynth, ec, remaining_bits, LM, NULL, NULL, level, seed);
+         /* 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, 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, fill>>B)<<B;
       }
 
    } else {
       /* This is the basic no-split case */
-      q = bits2pulses(m, m->bits[LM][i], N, b);
-      curr_bits = pulses2bits(m->bits[LM][i], N, q);
+      q = bits2pulses(m, i, LM, b);
+      curr_bits = pulses2bits(m, i, LM, q);
       *remaining_bits -= curr_bits;
 
       /* Ensures we can never bust the budget */
@@ -823,125 +991,147 @@ static void quant_band(int encode, const CELTMode *m, int i, celt_norm *X, celt_
       {
          *remaining_bits += curr_bits;
          q--;
-         curr_bits = pulses2bits(m->bits[LM][i], N, q);
+         curr_bits = pulses2bits(m, i, LM, q);
          *remaining_bits -= curr_bits;
       }
 
-      /* Finally do the actual quantization */
-      if (encode)
-         alg_quant(X, N, q, spread ? B : 0, lowband, resynth, (ec_enc*)ec, seed);
-      else
-         alg_unquant(X, N, q, spread ? B : 0, lowband, (ec_dec*)ec, seed);
+      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 */
    if (resynth)
    {
-      int k;
-
-      if (split)
+      if (stereo)
       {
-         int j;
-         celt_word16 mid, side;
-#ifdef FIXED_POINT
-         mid = imid;
-         side = iside;
-#else
-         mid = (1.f/32768)*imid;
-         side = (1.f/32768)*iside;
-#endif
-         for (j=0;j<N;j++)
-            X[j] = MULT16_16_Q15(X[j], mid);
-         for (j=0;j<N;j++)
-            Y[j] = MULT16_16_Q15(Y[j], side);
-      }
-
-      /* Undo the sample reorganization going from time order to frequency order */
-      if (!stereo && B0>1 && level==0)
+         if (N!=2)
+         {
+            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)
       {
-         interleave_vector(X, N_B, B0);
-         if (lowband)
-            interleave_vector(lowband, N_B, B0);
-      }
+         int k;
 
-      /* Undo time-freq changes that we did earlier */
-      N_B = N_B0;
-      B = B0;
-      for (k=0;k<time_divide;k++)
-      {
-         B >>= 1;
-         N_B <<= 1;
-         haar1(X, N_B, B);
-         if (lowband)
-            haar1(lowband, N_B, B);
-      }
+         /* Undo the sample reorganization going from time order to frequency order */
+         if (B0>1)
+            interleave_hadamard(X, N_B>>recombine, B0<<recombine, longBlocks);
 
-      for (k=0;k<recombine;k++)
-      {
-         haar1(X, N_B, B);
-         if (lowband)
-            haar1(lowband, N_B, B);
-         N_B>>=1;
-         B <<= 1;
-      }
+         /* Undo time-freq changes that we did earlier */
+         N_B = N_B0;
+         B = B0;
+         for (k=0;k<time_divide;k++)
+         {
+            B >>= 1;
+            N_B <<= 1;
+            cm |= cm>>B;
+            haar1(X, N_B, B);
+         }
 
-      /* Scale output for later folding */
-      if (lowband_out && !stereo)
-      {
-         int j;
-         celt_word16 n;
-         n = celt_sqrt(SHL32(EXTEND32(N0),22));
-         for (j=0;j<N0;j++)
-            lowband_out[j] = MULT16_16_Q15(n,X[j]);
-      }
+         for (k=0;k<recombine;k++)
+         {
+            cm |= cm<<(1<<k);
+            haar1(X, N0>>k, 1<<k);
+         }
+         B<<=recombine;
+         N_B>>=recombine;
 
-      if (stereo)
-      {
-         stereo_band_mix(m, X, Y, bandE, 0, i, -1, N);
-         renormalise_vector(X, Q15ONE, N, 1);
-         renormalise_vector(Y, Q15ONE, N, 1);
+         /* Scale output for later folding */
+         if (lowband_out)
+         {
+            int j;
+            celt_word16 n;
+            n = celt_sqrt(SHL32(EXTEND32(N0),22));
+            for (j=0;j<N0;j++)
+               lowband_out[j] = MULT16_16_Q15(n,X[j]);
+         }
       }
    }
+   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)
+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;
-   int spread;
-   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;
-   spread = fold ? B : 0;
-   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];
@@ -953,22 +1143,20 @@ void quant_all_bands(int encode, const CELTMode *m, int start, int end, celt_nor
       else
          tell = ec_dec_tell((ec_dec*)ec, BITRES);
 
+      /* Compute how many bits we want to allocate to this band */
       if (i != start)
          balance -= tell;
-      remaining_bits = (total_bits<<BITRES)-tell-1;
-      curr_balance = (end-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)
+      remaining_bits = ((celt_int32)total_bits<<BITRES)-tell-1- (shortBlocks&&LM>=2 ? (1<<BITRES) : 0);
+      if (i <= codedBands-1)
+      {
+         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)
@@ -978,16 +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)
-         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);
+         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;
 }