32-bit fixes
[opus.git] / libcelt / bands.c
index f0c008c..70b126b 100644 (file)
@@ -70,8 +70,7 @@ 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 +97,7 @@ 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 +108,7 @@ 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 +120,7 @@ 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 +131,17 @@ 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 +152,7 @@ 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 +160,11 @@ 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 +173,7 @@ 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;
@@ -209,110 +191,159 @@ 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);
 }
 
-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 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;
-   if (stereo_mode==0)
+   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++)
    {
-      /* 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_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 */
+   }
+}
+
+static void stereo_split(celt_norm *X, celt_norm *Y, int N)
+{
+   int j;
+   for (j=0;j<N;j++)
+   {
+      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_merge(celt_norm *X, celt_norm *Y, celt_word16 mid, int N)
+{
+   int j;
+   celt_word32 xp=0, side=0;
+   celt_word32 El, Er;
 #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]);
    }
+   /* 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) + side - 2*xp;
+   Er = MULT16_16(mid, mid) + 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];
       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));
    }
 }
 
 /* Decide whether we should spread the pulses in the current frame */
-int folding_decision(const CELTMode *m, celt_norm *X, celt_word16 *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 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;
    
    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]++;
          }
+
+         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++;
-      }
-   }
-   }
-   if (NR>0)
-      ratio = DIV32_16(ratio, NR);
-   ratio = ADD32(HALF32(ratio), HALF32(*average));
-   if (!*last_decision)
+   } while (++c<C);
+   sum /= nbBands;
+   /* Recursive averaging */
+   sum = (sum+*average)>>1;
+   *average = sum;
+   /* Hysteresis */
+   sum = (3*sum + (((3-last_decision)<<7) + 64) + 2)>>2;
+   if (sum < 80)
    {
-      *last_decision = (ratio < QCONST16(1.8f,8));
+      decision = SPREAD_AGGRESSIVE;
+   } else if (sum < 256)
+   {
+      decision = SPREAD_NORMAL;
+   } else if (sum < 384)
+   {
+      decision = SPREAD_LIGHT;
    } else {
-      *last_decision = (ratio < QCONST16(3.f,8));
+      decision = SPREAD_NONE;
    }
-   *average = EXTRACT16(ratio);
-   return *last_decision;
+   return decision;
 }
 
 #ifdef MEASURE_NORM_MSE
@@ -347,12 +378,11 @@ 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;
@@ -360,7 +390,18 @@ 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);
@@ -368,15 +409,25 @@ 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);
@@ -384,24 +435,34 @@ 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;
       }
 }
 
@@ -419,28 +480,32 @@ static int compute_qn(int N, int b, int offset, int stereo)
 
    if (qb<0)
        qb = 0;
-   if (qb>14<<BITRES)
-     qb = 14<<BITRES;
+   if (qb>8<<BITRES)
+     qb = 8<<BITRES;
 
    if (qb<(1<<BITRES>>1)) {
       qn = 1;
    } else {
       qn = exp2_table8[qb&0x7]>>(14-(qb>>BITRES));
       qn = (qn+1)>>1<<1;
-      if (qn>1024)
-         qn = 1024;
    }
+   celt_assert(qn <= 256);
    return qn;
 }
 
+static celt_uint32 lcg_rand(celt_uint32 seed)
+{
+   return 1664525 * seed + 1013904223;
+}
 
 /* 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)
+      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, int fill)
 {
    int q;
    int curr_bits;
@@ -452,6 +517,11 @@ 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;
+
+   longBlocks = B0==1;
 
    N_B /= B;
    N_B0 = N_B;
@@ -463,10 +533,9 @@ 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)
             {
@@ -481,16 +550,28 @@ 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];
+         lowband_out[0] = SHR16(X[0],4);
       return;
    }
 
-   /* 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;
@@ -498,17 +579,10 @@ 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);
-         recombine++;
-         tf_change--;
       }
-      B0=B;
-      N_B0 = N_B;
-   }
 
-   /* 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);
@@ -519,17 +593,17 @@ static void quant_band(int encode, const CELTMode *m, int i, celt_norm *X, celt_
          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, B0, longBlocks);
+         if (lowband)
+            deinterleave_hadamard(lowband, N_B, B0, longBlocks);
+      }
    }
 
    /* If we need more than 32 bits, try splitting the band in two. */
@@ -551,41 +625,30 @@ static void quant_band(int encode, const CELTMode *m, int i, celt_norm *X, celt_
       int itheta=0;
       int mbits, sbits, delta;
       int qalloc;
-      celt_word16 mid, side;
       int offset;
 
       /* 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);
+      }
       if (qn!=1)
       {
          if (encode)
-         {
-            if (stereo)
-               stereo_band_mix(m, X, Y, bandE, 0, i, 1, N);
-
-            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 = 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 || qn>256 || B>1)
+         if (stereo || B0>1)
          {
             if (encode)
                ec_enc_uint((ec_enc*)ec, itheta, qn+1);
@@ -627,10 +690,33 @@ static void quant_band(int encode, const CELTMode *m, int i, celt_norm *X, celt_
             }
             qalloc = log2_frac(ft,BITRES) - log2_frac(fs,BITRES) + 1;
          }
-         itheta = itheta*16384/qn;
-      } else {
-         if (stereo && encode)
-            stereo_band_mix(m, X, Y, bandE, 1, i, 1, N);
+         itheta = (celt_int32)itheta*16384/qn;
+         if (encode && stereo)
+            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);
+            qalloc = inv ? 16 : 4;
+         } else
+            inv = 0;
+         itheta = 0;
       }
 
       if (itheta == 0)
@@ -651,6 +737,14 @@ static void quant_band(int encode, const CELTMode *m, int i, celt_norm *X, celt_
          delta = (N-1)*(log2_frac(iside,BITRES+2)-log2_frac(imid,BITRES+2))>>2;
       }
 
+#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. */
@@ -682,9 +776,23 @@ static void quant_band(int encode, const CELTMode *m, int i, celt_norm *X, celt_
             }
          }
          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+1, seed);
+         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);
          y2[0] = -sign*x2[1];
          y2[1] = sign*x2[0];
+         if (resynth)
+         {
+            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 {
          /* "Normal" split code */
          celt_norm *next_lowband2=NULL;
@@ -692,9 +800,15 @@ 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;
-
+         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 = (b-qalloc-delta)/2;
          if (mbits > b-qalloc)
             mbits = b-qalloc;
@@ -706,20 +820,25 @@ static void quant_band(int encode, const CELTMode *m, int i, celt_norm *X, celt_
          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 */
+         /* 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);
+         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, fill);
+         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 && !stereo);
       }
 
    } 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 */
@@ -727,124 +846,166 @@ 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, lowband, resynth, (ec_enc*)ec, seed);
-      else
-         alg_unquant(X, N, q, spread, B, lowband, (ec_dec*)ec, seed);
+      if (q!=0)
+      {
+         int K = get_pulses(q);
+
+         /* Finally do the actual quantization */
+         if (encode)
+            alg_quant(X, N, K, spread, B, lowband, resynth, (ec_enc*)ec, seed, gain);
+         else
+            alg_unquant(X, N, K, spread, B, lowband, (ec_dec*)ec, seed, 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;
+                  }
+               } else {
+                  /* Folded spectrum */
+                  for (j=0;j<N;j++)
+                     X[j] = lowband[j];
+               }
+               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)
+            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, B0, 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;
+            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++)
+         {
+            haar1(X, N_B, B);
+            N_B>>=1;
+            B <<= 1;
+         }
 
-      if (stereo)
-      {
-         stereo_band_mix(m, X, Y, bandE, 0, i, -1, N);
-         /* We only need to renormalize because quantization may not
-            have preserved orthogonality of mid and side */
-         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]);
+         }
       }
    }
 }
 
-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, 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)
 {
-   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 0
+   if (C==2)
+   {
+      int j;
+      int left = 0;
+      for (j=intensity;j<codedBands;j++)
+      {
+         int tmp = pulses[j]/2;
+         left += tmp;
+         pulses[j] -= tmp;
+      }
+      if (codedBands) {
+         int perband;
+         perband = left/(m->eBands[codedBands]-m->eBands[start]);
+         for (j=start;j<codedBands;j++)
+            pulses[j] += perband*(m->eBands[j+1]-m->eBands[j]);
+         left = left-(m->eBands[codedBands]-m->eBands[start])*perband;
+         for (j=start;j<codedBands;j++)
+         {
+            int tmp = IMIN(left, m->eBands[j+1]-m->eBands[j]);
+            pulses[j] += tmp;
+            left -= tmp;
+         }
+      }
+   }
+#endif
    if (encode)
       seed = ((ec_enc*)ec)->rng;
    else
       seed = ((ec_dec*)ec)->rng;
    balance = 0;
-   lowband = NULL;
+   lowband_offset = -1;
    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;
       
       X = _X+M*eBands[i];
       if (_Y!=NULL)
@@ -860,20 +1021,22 @@ 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;
-      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;
+      if (i <= codedBands-1)
+      {
+         curr_balance = (codedBands-i);
+         if (curr_balance > 3)
+            curr_balance = 3;
+         curr_balance = balance / curr_balance;
+         b = IMIN(16384, IMIN(remaining_bits+1,pulses[i]+curr_balance));
+         if (b<0)
+            b = 0;
+      } 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==-1))
+            lowband_offset = M*eBands[i];
 
       tf_change = tf_res[i];
       if (i>=m->effEBands)
@@ -883,16 +1046,39 @@ 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;
-      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);
+      /* This ensures we never repeat spectral content within one band */
+      if (lowband_offset != -1)
+      {
+         effective_lowband = lowband_offset-N;
+         if (effective_lowband < M*eBands[start])
+            effective_lowband = M*eBands[start];
+      }
+      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)
+      {
+         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, 1);
+         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, 1);
+      } else {
+         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, 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;
 }