initial revision
[swftools.git] / lib / lame / vbrquantize.c
diff --git a/lib/lame/vbrquantize.c b/lib/lame/vbrquantize.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..8d96ab8
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,1769 @@
+/*
+ *     MP3 quantization
+ *
+ *     Copyright (c) 1999 Mark Taylor
+ *
+ * This library is free software; you can redistribute it and/or
+ * modify it under the terms of the GNU Library General Public
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+ *
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+ * Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
+ * Boston, MA 02111-1307, USA.
+ */
+
+/* $Id: vbrquantize.c,v 1.1 2002/04/28 17:30:30 kramm Exp $ */
+
+#include "config_static.h"
+
+#include <assert.h>
+#include "util.h"
+#include "l3side.h"
+#include "reservoir.h"
+#include "quantize_pvt.h"
+#include "vbrquantize.h"
+
+#ifdef WITH_DMALLOC
+#include <dmalloc.h>
+#endif
+
+
+
+typedef union {
+    float f;
+    int   i;
+} fi_union;
+
+#define MAGIC_FLOAT (65536*(128))
+#define MAGIC_INT    0x4b000000
+
+#ifdef TAKEHIRO_IEEE754_HACK
+
+#define DUFFBLOCKMQ() do { \
+        xp = xr34[0] * sfpow34_p1; \
+        xe = xr34[0] * sfpow34_eq; \
+        xm = xr34[0] * sfpow34_m1; \
+        if (xm > IXMAX_VAL)  \
+            return -1; \
+        xp += MAGIC_FLOAT; \
+        xe += MAGIC_FLOAT; \
+        xm += MAGIC_FLOAT; \
+        fi[0].f = xp; \
+        fi[1].f = xe; \
+        fi[2].f = xm; \
+        fi[0].f = xp + (adj43asm - MAGIC_INT)[fi[0].i]; \
+        fi[1].f = xe + (adj43asm - MAGIC_INT)[fi[1].i]; \
+        fi[2].f = xm + (adj43asm - MAGIC_INT)[fi[2].i]; \
+        fi[0].i -= MAGIC_INT; \
+        fi[1].i -= MAGIC_INT; \
+        fi[2].i -= MAGIC_INT; \
+        x0 = fabs(xr[0]); \
+        xp = x0 - pow43[fi[0].i] * sfpow_p1; \
+        xe = x0 - pow43[fi[1].i] * sfpow_eq; \
+        xm = x0 - pow43[fi[2].i] * sfpow_m1; \
+        xp *= xp; \
+        xe *= xe; \
+        xm *= xm; \
+        xfsf_eq = Max(xfsf_eq, xe); \
+        xfsf_p1 = Max(xfsf_p1, xp); \
+        xfsf_m1 = Max(xfsf_m1, xm); \
+        ++xr; \
+        ++xr34; \
+    } while(0)  
+
+#define DUFFBLOCK() do { \
+        xp = xr34[0] * sfpow34_p1; \
+        xe = xr34[0] * sfpow34_eq; \
+        xm = xr34[0] * sfpow34_m1; \
+        if (xm > IXMAX_VAL)  \
+            return -1; \
+        xp += MAGIC_FLOAT; \
+        xe += MAGIC_FLOAT; \
+        xm += MAGIC_FLOAT; \
+        fi[0].f = xp; \
+        fi[1].f = xe; \
+        fi[2].f = xm; \
+        fi[0].f = xp + (adj43asm - MAGIC_INT)[fi[0].i]; \
+        fi[1].f = xe + (adj43asm - MAGIC_INT)[fi[1].i]; \
+        fi[2].f = xm + (adj43asm - MAGIC_INT)[fi[2].i]; \
+        fi[0].i -= MAGIC_INT; \
+        fi[1].i -= MAGIC_INT; \
+        fi[2].i -= MAGIC_INT; \
+        x0 = fabs(xr[0]); \
+        xp = x0 - pow43[fi[0].i] * sfpow_p1; \
+        xe = x0 - pow43[fi[1].i] * sfpow_eq; \
+        xm = x0 - pow43[fi[2].i] * sfpow_m1; \
+        xfsf_p1 += xp * xp; \
+        xfsf_eq += xe * xe; \
+        xfsf_m1 += xm * xm; \
+        ++xr; \
+        ++xr34; \
+    } while(0)  
+
+#else
+
+/*********************************************************************
+ * XRPOW_FTOI is a macro to convert floats to ints.  
+ * if XRPOW_FTOI(x) = nearest_int(x), then QUANTFAC(x)=adj43asm[x]
+ *                                         ROUNDFAC= -0.0946
+ *
+ * if XRPOW_FTOI(x) = floor(x), then QUANTFAC(x)=asj43[x]   
+ *                                   ROUNDFAC=0.4054
+ *********************************************************************/
+#  define QUANTFAC(rx)  adj43[rx]
+#  define ROUNDFAC 0.4054
+#  define XRPOW_FTOI(src,dest) ((dest) = (int)(src))
+
+
+#endif
+
+/*  caution: a[] will be resorted!!
+ */
+FLOAT8 select_kth(FLOAT8 a[], int N, int k)
+{
+    int i, j, l, r;
+    FLOAT8 v, w;
+    
+    l = 0;
+    r = N-1;
+    while (r > l) {
+        v = a[r];
+        i = l-1;
+        j = r;
+        for (;;) {
+            while (a[++i] < v) /*empty*/;
+            while (a[--j] > v) /*empty*/;
+            if (i >= j) 
+                break;
+            /* swap i and j */
+            w = a[i];
+            a[i] = a[j];
+            a[j] = w;
+        }
+        /* swap i and r */
+        w = a[i];
+        a[i] = a[r];
+        a[r] = w;
+        if (i >= k) 
+            r = i-1;
+        if (i <= k) 
+            l = i+1;
+    }
+    return a[k];
+}
+
+
+
+
+static FLOAT8
+calc_sfb_noise(const FLOAT8 *xr, const FLOAT8 *xr34, int bw, int sf)
+{
+    int j;
+    fi_union fi; 
+    FLOAT8 temp;
+    FLOAT8 xfsf = 0;
+    FLOAT8 sfpow, sfpow34;
+
+    sfpow   =  POW20(sf+210); /*pow(2.0,sf/4.0); */
+    sfpow34 = IPOW20(sf+210); /*pow(sfpow,-3.0/4.0);*/
+
+    for ( j = 0; j < bw ; ++j ) {
+        if ( xr34[j]*sfpow34 > IXMAX_VAL ) return -1;
+
+#ifdef TAKEHIRO_IEEE754_HACK
+        temp   = sfpow34*xr34[j];
+        temp  += MAGIC_FLOAT; 
+        fi.f  = temp;
+        fi.f  = temp + (adj43asm - MAGIC_INT)[fi.i];
+        fi.i -= MAGIC_INT;
+#else
+        temp = xr34[j]*sfpow34;
+        XRPOW_FTOI(temp, fi.i);
+        XRPOW_FTOI(temp + QUANTFAC(fi.i), fi.i);
+#endif
+
+        temp = fabs(xr[j])- pow43[fi.i]*sfpow;
+        xfsf += temp*temp;
+    }
+    return xfsf;
+}
+
+
+
+
+static FLOAT8
+calc_sfb_noise_mq( const FLOAT8 *xr, const FLOAT8 *xr34, int bw, int sf, 
+                   int mq, FLOAT8 *scratch )
+{
+    int j, k;
+    fi_union fi; 
+    FLOAT8 temp;
+    FLOAT8 sfpow, sfpow34, xfsfm = 0, xfsf = 0;
+
+    sfpow   =  POW20(sf+210); /*pow(2.0,sf/4.0); */
+    sfpow34 = IPOW20(sf+210); /*pow(sfpow,-3.0/4.0);*/
+
+    for ( j = 0; j < bw; ++j ) {
+        if ( xr34[j]*sfpow34 > IXMAX_VAL ) return -1;
+
+#ifdef TAKEHIRO_IEEE754_HACK
+        temp  = sfpow34*xr34[j];
+        temp += MAGIC_FLOAT; 
+        fi.f  = temp;
+        fi.f  = temp + (adj43asm - MAGIC_INT)[fi.i];
+        fi.i -= MAGIC_INT;
+#else
+        temp = xr34[j]*sfpow34;
+        XRPOW_FTOI(temp, fi.i);
+        XRPOW_FTOI(temp + QUANTFAC(fi.i), fi.i);
+#endif
+
+        temp = fabs(xr[j])- pow43[fi.i]*sfpow;
+        temp *= temp;
+  
+        scratch[j] = temp;  
+        if ( xfsfm < temp ) xfsfm = temp;
+        xfsf += temp;
+    }
+    if ( mq == 1 ) return bw*select_kth(scratch,bw,bw*13/16);
+    
+    xfsf /= bw;
+    for ( k = 1, j = 0; j < bw; ++j ) {
+        if ( scratch[j] > xfsf ) { 
+            xfsfm += scratch[j];
+            ++k; 
+        }
+    }
+    return xfsfm/k * bw;
+}
+
+
+
+
+static FLOAT8
+calc_sfb_noise_ave(const FLOAT8 *xr, const FLOAT8 *xr34, int bw, int sf)
+{
+    double xp;
+    double xe;
+    double xm;
+#ifdef TAKEHIRO_IEEE754_HACK
+    double x0;
+#endif
+    int xx[3], j;
+    fi_union *fi = (fi_union *)xx; 
+    FLOAT8 sfpow34_eq, sfpow34_p1, sfpow34_m1;
+    FLOAT8 sfpow_eq, sfpow_p1, sfpow_m1;
+    FLOAT8 xfsf_eq = 0, xfsf_p1 = 0, xfsf_m1 = 0;
+
+    sfpow_eq = POW20(sf + 210); /*pow(2.0,sf/4.0); */
+    sfpow_m1 = sfpow_eq * .8408964153;  /* pow(2,(sf-1)/4.0) */
+    sfpow_p1 = sfpow_eq * 1.189207115;  
+    
+    sfpow34_eq = IPOW20(sf + 210); /*pow(sfpow,-3.0/4.0);*/
+    sfpow34_m1 = sfpow34_eq * 1.13878863476;       /* .84089 ^ -3/4 */
+    sfpow34_p1 = sfpow34_eq * 0.878126080187;
+
+#ifdef TAKEHIRO_IEEE754_HACK
+    /*
+     *  loop unrolled into "Duff's Device".   Robert Hegemann
+     */    
+    j = (bw+3) / 4;
+    switch (bw % 4) {
+        default:
+        case 0: do{ DUFFBLOCK();
+        case 3:     DUFFBLOCK();
+        case 2:     DUFFBLOCK();
+        case 1:     DUFFBLOCK(); } while (--j);
+    }
+#else
+    for (j = 0; j < bw; ++j) {
+
+        if (xr34[j]*sfpow34_m1 > IXMAX_VAL) return -1;
+
+        xe = xr34[j]*sfpow34_eq;
+        XRPOW_FTOI(xe, fi[0].i);
+        XRPOW_FTOI(xe + QUANTFAC(fi[0].i), fi[0].i);
+        xe = fabs(xr[j])- pow43[fi[0].i]*sfpow_eq;
+        xe *= xe;
+
+        xp = xr34[j]*sfpow34_p1;
+        XRPOW_FTOI(xp, fi[0].i);
+        XRPOW_FTOI(xp + QUANTFAC(fi[0].i), fi[0].i);
+        xp = fabs(xr[j])- pow43[fi[0].i]*sfpow_p1;
+        xp *= xp;
+
+        xm = xr34[j]*sfpow34_m1;
+        XRPOW_FTOI(xm, fi[0].i);
+        XRPOW_FTOI(xm + QUANTFAC(fi[0].i), fi[0].i);
+        xm = fabs(xr[j])- pow43[fi[0].i]*sfpow_m1;
+        xm *= xm;
+
+        xfsf_eq += xe;
+        xfsf_p1 += xp;
+        xfsf_m1 += xm;
+    }
+#endif
+
+    if ( xfsf_eq < xfsf_p1 ) xfsf_eq = xfsf_p1;
+    if ( xfsf_eq < xfsf_m1 ) xfsf_eq = xfsf_m1;
+    return xfsf_eq;
+}
+
+
+
+INLINE int
+find_scalefac( const FLOAT8 *xr, const FLOAT8 *xr34, FLOAT8 l3_xmin, int bw )
+{
+    FLOAT8 xfsf;
+    int i, sf, sf_ok, delsf;
+
+    /* search will range from sf:  -209 -> 45  */
+    sf = -82;
+    delsf = 128;
+
+    sf_ok = 10000;
+    for (i = 0; i < 7; ++i) {
+        delsf /= 2;
+        xfsf = calc_sfb_noise( xr, xr34, bw, sf );
+
+        if (xfsf < 0) {
+            /* scalefactors too small */
+            sf += delsf;
+        }
+        else {
+            if (xfsf > l3_xmin) {
+                /* distortion.  try a smaller scalefactor */
+                sf -= delsf;
+            }
+            else {
+                sf_ok = sf;
+                sf += delsf;
+            }
+        }
+    } 
+
+    /*  returning a scalefac without distortion, if possible
+     */
+    return sf_ok > 45 ? sf : sf_ok;
+}
+
+INLINE int
+find_scalefac_mq( const FLOAT8 *xr, const FLOAT8 *xr34, FLOAT8 l3_xmin, 
+                  int bw, int mq, FLOAT8 *scratch )
+{
+    FLOAT8 xfsf;
+    int i, sf, sf_ok, delsf;
+
+    /* search will range from sf:  -209 -> 45  */
+    sf = -82;
+    delsf = 128;
+
+    sf_ok = 10000;
+    for (i = 0; i < 7; ++i) {
+        delsf /= 2;
+        xfsf = calc_sfb_noise_mq( xr, xr34, bw, sf, mq, scratch );
+
+        if (xfsf < 0) {
+            /* scalefactors too small */
+            sf += delsf;
+        }
+        else {
+            if (xfsf > l3_xmin) {
+                /* distortion.  try a smaller scalefactor */
+                sf -= delsf;
+            }
+            else {
+                sf_ok = sf;
+                sf += delsf;
+            }
+        }
+    } 
+
+    /*  returning a scalefac without distortion, if possible
+     */
+    return sf_ok > 45 ? sf : sf_ok;
+}
+
+INLINE int
+find_scalefac_ave( const FLOAT8 *xr, const FLOAT8 *xr34, FLOAT8 l3_xmin, int bw )
+{
+    FLOAT8 xfsf; 
+    int i, sf, sf_ok, delsf;
+
+    /* search will range from sf:  -209 -> 45  */
+    sf = -82;
+    delsf = 128;
+
+    sf_ok = 10000;
+    for (i = 0; i < 7; ++i) {
+        delsf /= 2;
+        xfsf = calc_sfb_noise_ave( xr, xr34, bw, sf );
+
+        if (xfsf < 0) {
+            /* scalefactors too small */
+            sf += delsf;
+        }
+        else{
+            if (xfsf > l3_xmin) {
+                /* distortion.  try a smaller scalefactor */
+                sf -= delsf;
+            }
+            else {
+                sf_ok = sf;
+                sf += delsf;
+            }
+        }
+    } 
+
+    /*  returning a scalefac without distortion, if possible
+     */
+    return sf_ok > 45 ? sf : sf_ok;
+}
+
+
+/**
+ *  Robert Hegemann 2001-05-01
+ *  calculates quantization step size determined by allowed masking
+ */
+INLINE int 
+calc_scalefac( FLOAT8 l3_xmin, int bw, FLOAT8 preset_tune )
+{
+    FLOAT8 const c = (preset_tune > 0 ? preset_tune
+                                             : 5.799142446);   // 10 * 10^(2/3) * log10(4/3)
+    return (int)(c*log10(l3_xmin/bw)-.5);
+}
+
+
+
+static const int max_range_short[SBMAX_s] =
+{15, 15, 15, 15, 15, 15, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 0 };
+
+static const int max_range_long[SBMAX_l] =
+{15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 15, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 0};
+
+static const int max_range_long_lsf_pretab[SBMAX_l] =
+{ 7,7,7,7,7,7, 3,3,3,3,3, 0,0,0,0, 0,0,0, 0,0,0, 0 };
+    
+
+
+/*
+    sfb=0..5  scalefac < 16 
+    sfb>5     scalefac < 8
+
+    ifqstep = ( cod_info->scalefac_scale == 0 ) ? 2 : 4;
+    ol_sf =  (cod_info->global_gain-210.0);
+    ol_sf -= 8*cod_info->subblock_gain[i];
+    ol_sf -= ifqstep*scalefac[gr][ch].s[sfb][i];
+
+*/
+INLINE int 
+compute_scalefacs_short(
+    int sf[][3], const gr_info *cod_info, int scalefac[][3], int *sbg )
+{
+    const int maxrange1 = 15, maxrange2 = 7;
+    int maxrange, maxover = 0;
+    int sfb, i;
+    int ifqstep = ( cod_info->scalefac_scale == 0 ) ? 2 : 4;
+
+    for (i = 0; i < 3; ++i) {
+        int maxsf1 = 0, maxsf2 = 0, minsf = 1000;
+        /* see if we should use subblock gain */
+        for (sfb = 0; sfb < 6; ++sfb) {         /* part 1 */
+            if (maxsf1 < -sf[sfb][i]) maxsf1 = -sf[sfb][i];
+            if (minsf  > -sf[sfb][i]) minsf  = -sf[sfb][i];
+        }
+        for (; sfb < SBPSY_s; ++sfb) {          /* part 2 */
+            if (maxsf2 < -sf[sfb][i]) maxsf2 = -sf[sfb][i];
+            if (minsf  > -sf[sfb][i]) minsf  = -sf[sfb][i];
+        }
+
+        /* boost subblock gain as little as possible so we can
+         * reach maxsf1 with scalefactors 
+         * 8*sbg >= maxsf1   
+         */
+        maxsf1 = Max (maxsf1-maxrange1*ifqstep, maxsf2-maxrange2*ifqstep);
+        sbg[i] = 0;
+        if (minsf  > 0) sbg[i] = floor (.125*minsf + .001);
+        if (maxsf1 > 0) sbg[i] = Max (sbg[i], (maxsf1/8 + (maxsf1 % 8 != 0)));
+        if (sbg[i] > 7) sbg[i] = 7;
+
+        for (sfb = 0; sfb < SBPSY_s; ++sfb) {
+            sf[sfb][i] += 8*sbg[i];
+
+            if (sf[sfb][i] < 0) {
+                maxrange = sfb < 6 ? maxrange1 : maxrange2;
+                
+                scalefac[sfb][i]
+                     = -sf[sfb][i]/ifqstep + (-sf[sfb][i]%ifqstep != 0);
+                
+                if (scalefac[sfb][i] > maxrange)
+                    scalefac[sfb][i] = maxrange;
+
+                if (maxover < -(sf[sfb][i] + scalefac[sfb][i]*ifqstep)) 
+                    maxover = -(sf[sfb][i] + scalefac[sfb][i]*ifqstep);
+            }
+        }
+        scalefac[sfb][i] = 0;
+    }
+
+    return maxover;
+}
+
+
+
+/*
+         ifqstep = ( cod_info->scalefac_scale == 0 ) ? 2 : 4;
+         ol_sf =  (cod_info->global_gain-210.0);
+         ol_sf -= ifqstep*scalefac[gr][ch].l[sfb];
+         if (cod_info->preflag && sfb>=11) 
+         ol_sf -= ifqstep*pretab[sfb];
+*/
+INLINE int
+compute_scalefacs_long_lsf( int *sf, const gr_info * cod_info, int *scalefac )
+{
+    const int * max_range = max_range_long;
+    int ifqstep = ( cod_info->scalefac_scale == 0 ) ? 2 : 4;
+    int sfb;
+    int maxover;
+
+    if (cod_info->preflag) {
+        max_range = max_range_long_lsf_pretab;
+        for (sfb = 11; sfb < SBPSY_l; ++sfb) 
+            sf[sfb] += pretab[sfb] * ifqstep;
+    }
+
+    maxover = 0;
+    for (sfb = 0; sfb < SBPSY_l; ++sfb) {
+
+        if (sf[sfb] < 0) {
+            /* ifqstep*scalefac >= -sf[sfb], so round UP */
+            scalefac[sfb] = -sf[sfb]/ifqstep  + (-sf[sfb] % ifqstep != 0);
+            if (scalefac[sfb] > max_range[sfb]) 
+                scalefac[sfb] = max_range[sfb];
+      
+            /* sf[sfb] should now be positive: */
+            if (-(sf[sfb] + scalefac[sfb]*ifqstep) > maxover) {
+                maxover = -(sf[sfb] + scalefac[sfb]*ifqstep);
+            }
+        }
+    }
+    scalefac[sfb] = 0;  /* sfb21 */
+
+    return maxover;
+}
+
+
+
+
+
+/*
+         ifqstep = ( cod_info->scalefac_scale == 0 ) ? 2 : 4;
+         ol_sf =  (cod_info->global_gain-210.0);
+         ol_sf -= ifqstep*scalefac[gr][ch].l[sfb];
+         if (cod_info->preflag && sfb>=11) 
+         ol_sf -= ifqstep*pretab[sfb];
+*/
+INLINE int
+compute_scalefacs_long( int *sf, const gr_info * cod_info, int *scalefac )
+{
+    int ifqstep = ( cod_info->scalefac_scale == 0 ) ? 2 : 4;
+    int sfb;
+    int maxover;  
+
+    if (cod_info->preflag) {
+        for (sfb = 11; sfb < SBPSY_l; ++sfb) 
+            sf[sfb] += pretab[sfb] * ifqstep;
+    }
+
+    maxover = 0;
+    for (sfb = 0; sfb < SBPSY_l; ++sfb) {
+
+        if (sf[sfb] < 0) {
+            /* ifqstep*scalefac >= -sf[sfb], so round UP */
+            scalefac[sfb] = -sf[sfb]/ifqstep  + (-sf[sfb] % ifqstep != 0);
+            if (scalefac[sfb] > max_range_long[sfb]) 
+                scalefac[sfb] = max_range_long[sfb];
+      
+            /* sf[sfb] should now be positive: */
+            if (-(sf[sfb] + scalefac[sfb]*ifqstep) > maxover) {
+                maxover = -(sf[sfb] + scalefac[sfb]*ifqstep);
+            }
+        }
+    }
+    scalefac[sfb] = 0;  /* sfb21 */
+
+    return maxover;
+}
+  
+  
+
+
+
+
+
+
+/************************************************************************
+ *
+ * quantize and encode with the given scalefacs and global gain
+ *
+ * compute scalefactors, l3_enc, and return number of bits needed to encode
+ *
+ *
+ ************************************************************************/
+
+static int
+VBR_quantize_granule( 
+          lame_internal_flags * gfc,
+          FLOAT8              * xr34, 
+          int                 * l3_enc,
+          III_scalefac_t      * scalefac, 
+          int gr, int ch )
+{
+    int status;
+    III_side_info_t * l3_side  = & gfc->l3_side;
+    gr_info         * cod_info = & l3_side->gr[gr].ch[ch].tt;  
+
+    /* encode scalefacs */
+    if ( gfc->is_mpeg1 ) 
+        status = scale_bitcount( scalefac, cod_info );
+    else
+        status = scale_bitcount_lsf( gfc, scalefac, cod_info );
+
+    if (status != 0) {
+        return -1;
+    }
+  
+    /* quantize xr34 */
+    cod_info->part2_3_length = count_bits(gfc,l3_enc,xr34,cod_info);
+    if (cod_info->part2_3_length >= LARGE_BITS) return -2;
+    cod_info->part2_3_length += cod_info->part2_length;
+
+
+    if (gfc->use_best_huffman == 1) {
+        best_huffman_divide(gfc, cod_info, l3_enc);
+    }
+    return 0;
+}
+
+
+  
+/***********************************************************************
+ *
+ *      calc_short_block_vbr_sf()
+ *      calc_long_block_vbr_sf()
+ *
+ *  Mark Taylor 2000-??-??
+ *  Robert Hegemann 2000-10-25 made functions of it
+ *
+ ***********************************************************************/
+static const int MAX_SF_DELTA = 4;    
+
+static void
+short_block_sf (
+    const lame_internal_flags * gfc,
+    const III_psy_xmin   * l3_xmin,
+    const FLOAT8         * xr34_orig,
+    const FLOAT8         * xr34,
+          III_scalefac_t * vbrsf,
+          int            * vbrmin,
+          int            * vbrmax )
+{
+    int j, sfb, b;
+    int vbrmean, vbrmn;
+    int sf_cache[SBMAX_s];
+    int scalefac_criteria;
+
+    if (gfc->presetTune.use) {
+           /* map experimentalX settings to internal selections */
+        static char const map[] = {2,1,0,3,6};
+        scalefac_criteria = map[gfc->presetTune.quantcomp_current];
+    }
+       else {
+        scalefac_criteria = gfc->VBR->quality;
+    }
+  
+    for (j = 0, sfb = 0; sfb < SBMAX_s; ++sfb) {
+        for (b = 0; b < 3; ++b) {
+            const  int start = gfc->scalefac_band.s[ sfb ];
+            const  int end   = gfc->scalefac_band.s[ sfb+1 ];
+            const  int width = end - start;
+           
+            switch( scalefac_criteria ) {
+            default:
+                /*  the fastest
+                 */
+                vbrsf->s[sfb][b] = calc_scalefac( l3_xmin->s[sfb][b], width,
+                                                                     gfc->presetTune.quantcomp_adjust_mtrh );
+                break;
+            case 5:
+            case 4:
+            case 3:
+                /*  the faster and sloppier mode to use at lower quality
+                 */
+                vbrsf->s[sfb][b] = find_scalefac (&xr34[j], &xr34_orig[j], 
+                                              l3_xmin->s[sfb][b], width);
+                break;
+            case 2:
+                /*  the slower and better mode to use at higher quality
+                 */
+                vbrsf->s[sfb][b] = find_scalefac_ave (&xr34[j], &xr34_orig[j],
+                                                    l3_xmin->s[sfb][b], width);
+                break;
+            case 1:
+                /*  maxnoise mode to use at higher quality
+                 */
+                vbrsf->s[sfb][b] = find_scalefac_mq (&xr34[j], &xr34_orig[j], 
+                                              l3_xmin->s[sfb][b], width,
+                                              1, gfc->VBR->scratch);
+                break;
+            case 0:
+                /*  maxnoise mode to use at higher quality
+                 */
+                vbrsf->s[sfb][b] = find_scalefac_mq (&xr34[j], &xr34_orig[j], 
+                                              l3_xmin->s[sfb][b], width,
+                                              0, gfc->VBR->scratch);
+                break;
+            }
+            j += width;
+        }
+    }
+    
+    *vbrmax = -10000;
+    *vbrmin = +10000;
+    
+    for (b = 0; b < 3; ++b) { 
+
+        /*  smoothing
+         */
+        switch( gfc->VBR->smooth ) {
+        default:
+        case  0: 
+            break;
+            
+        case  1:
+            /*  make working copy, get min value, select_kth_int will reorder!
+             */
+            for (vbrmn = +10000, sfb = 0; sfb < SBMAX_s; ++sfb) {
+                sf_cache[sfb] = vbrsf->s[sfb][b];
+                if (vbrmn > vbrsf->s[sfb][b])
+                    vbrmn = vbrsf->s[sfb][b];
+            }
+
+            /*  find median value, take it as mean 
+             */
+            vbrmean = select_kth_int (sf_cache, SBMAX_s, (SBMAX_s+1)/2);
+
+            /*  cut peaks
+             */
+            for (sfb = 0; sfb < SBMAX_s; ++sfb) {
+                if (vbrsf->s[sfb][b] > vbrmean+(vbrmean-vbrmn))
+                    vbrsf->s[sfb][b] = vbrmean+(vbrmean-vbrmn);
+            }
+            break;
+            
+        case  2:
+            for (sfb = 0; sfb < SBMAX_s; ++sfb) {
+               if (sfb > 0) 
+                   if (vbrsf->s[sfb][b] > vbrsf->s[sfb-1][b]+MAX_SF_DELTA)
+                        vbrsf->s[sfb][b] = vbrsf->s[sfb-1][b]+MAX_SF_DELTA;
+               if (sfb < SBMAX_s-1) 
+                   if (vbrsf->s[sfb][b] > vbrsf->s[sfb+1][b]+MAX_SF_DELTA)
+                        vbrsf->s[sfb][b] = vbrsf->s[sfb+1][b]+MAX_SF_DELTA;
+            }
+            break;
+        }
+        
+        /*  get max value
+         */
+        for (sfb = 0; sfb < SBMAX_s; ++sfb) { 
+            if (*vbrmax < vbrsf->s[sfb][b])
+                *vbrmax = vbrsf->s[sfb][b];
+            if (*vbrmin > vbrsf->s[sfb][b])
+                *vbrmin = vbrsf->s[sfb][b];
+        }
+    }
+}
+
+
+    /* a variation for vbr-mtrh */
+static void
+long_block_sf (
+    const lame_internal_flags * gfc,
+    const III_psy_xmin   * l3_xmin,
+    const FLOAT8         * xr34_orig,
+    const FLOAT8         * xr34,
+          III_scalefac_t * vbrsf,
+          int            * vbrmin,
+          int            * vbrmax )
+{
+    int sfb;
+    int vbrmean, vbrmn;
+    int sf_cache[SBMAX_l];
+    int scalefac_criteria;
+
+    if (gfc->presetTune.use) {
+           /* map experimentalX settings to internal selections */
+        static char const map[] = {2,1,0,3,6};
+        scalefac_criteria = map[gfc->presetTune.quantcomp_current];
+    }
+       else {
+        scalefac_criteria = gfc->VBR->quality;
+    }
+    
+    for (sfb = 0; sfb < SBMAX_l; ++sfb) {
+        const  int start = gfc->scalefac_band.l[ sfb ];
+        const  int end   = gfc->scalefac_band.l[ sfb+1 ];
+        const  int width = end - start;
+        
+        switch( scalefac_criteria ) {
+        default:
+            /*  the fastest
+             */
+            vbrsf->l[sfb] = calc_scalefac( l3_xmin->l[sfb], width,
+                                                          gfc->presetTune.quantcomp_adjust_mtrh );
+            break;
+        case 5:
+        case 4:
+        case 3:
+            /*  the faster and sloppier mode to use at lower quality
+             */
+            vbrsf->l[sfb] = find_scalefac (&xr34[start], &xr34_orig[start], 
+                                           l3_xmin->l[sfb], width);
+            break;
+        case 2:
+            /*  the slower and better mode to use at higher quality
+             */
+            vbrsf->l[sfb] = find_scalefac_ave (&xr34[start], &xr34_orig[start],
+                                               l3_xmin->l[sfb], width);
+            break;
+        case 1:
+            /*  maxnoise mode to use at higher quality
+             */
+            vbrsf->l[sfb] = find_scalefac_mq (&xr34[start], &xr34_orig[start], 
+                                           l3_xmin->l[sfb], width, 
+                                           1, gfc->VBR->scratch);
+            break;
+        case 0:
+            /*  maxnoise mode to use at higher quality
+             */
+            vbrsf->l[sfb] = find_scalefac_mq (&xr34[start], &xr34_orig[start], 
+                                           l3_xmin->l[sfb], width, 
+                                           0, gfc->VBR->scratch);
+            break;
+        }
+    }
+
+    switch( gfc->VBR->smooth ) {
+    default:
+    case  0:
+        break;
+        
+    case  1:
+        /*  make working copy, get min value, select_kth_int will reorder!
+         */
+        for (vbrmn = +10000, sfb = 0; sfb < SBMAX_l; ++sfb) {
+            sf_cache[sfb] = vbrsf->l[sfb];
+            if (vbrmn > vbrsf->l[sfb])
+                vbrmn = vbrsf->l[sfb];
+        }    
+        /*  find median value, take it as mean 
+         */
+        vbrmean = select_kth_int (sf_cache, SBMAX_l, (SBMAX_l+1)/2);
+
+        /*  cut peaks
+         */
+        for (sfb = 0; sfb < SBMAX_l; ++sfb) {
+            if (vbrsf->l[sfb] > vbrmean+(vbrmean-vbrmn))
+                vbrsf->l[sfb] = vbrmean+(vbrmean-vbrmn);
+        }
+        break;
+        
+    case  2:
+        for (sfb = 0; sfb < SBMAX_l; ++sfb) {
+            if (sfb > 0) 
+               if (vbrsf->l[sfb] > vbrsf->l[sfb-1]+MAX_SF_DELTA)
+                    vbrsf->l[sfb] = vbrsf->l[sfb-1]+MAX_SF_DELTA;
+            if (sfb < SBMAX_l-1) 
+               if (vbrsf->l[sfb] > vbrsf->l[sfb+1]+MAX_SF_DELTA)
+                    vbrsf->l[sfb] = vbrsf->l[sfb+1]+MAX_SF_DELTA;
+        }
+        break;
+    }
+    
+    /*  get max value
+     */
+    for (*vbrmin = +10000, *vbrmax = -10000, sfb = 0; sfb < SBMAX_l; ++sfb) {
+        if (*vbrmax < vbrsf->l[sfb]) 
+            *vbrmax = vbrsf->l[sfb];
+        if (*vbrmin > vbrsf->l[sfb])
+            *vbrmin = vbrsf->l[sfb];
+    }
+}
+
+
+
+/******************************************************************
+ *
+ *  short block scalefacs
+ *
+ ******************************************************************/
+
+static void 
+short_block_scalefacs (
+    const lame_internal_flags * gfc,
+          gr_info             * cod_info,
+          III_scalefac_t      * scalefac,
+          III_scalefac_t      * vbrsf,
+          int                 * VBRmax )
+{
+    int sfb, maxsfb, b;
+    int maxover, maxover0, maxover1, mover;
+    int v0, v1;
+    int minsfb;
+    int vbrmax = *VBRmax;
+    
+    maxover0 = 0;
+    maxover1 = 0;
+    maxsfb = gfc->sfb21_extra ? SBMAX_s : SBPSY_s;
+    for (sfb = 0; sfb < maxsfb; ++sfb) {
+        for (b = 0; b < 3; ++b) {
+            v0 = (vbrmax - vbrsf->s[sfb][b]) - (4*14 + 2*max_range_short[sfb]);
+            v1 = (vbrmax - vbrsf->s[sfb][b]) - (4*14 + 4*max_range_short[sfb]);
+            if (maxover0 < v0)
+                maxover0 = v0;
+            if (maxover1 < v1)
+                maxover1 = v1;
+        }
+    }
+
+    if ((gfc->noise_shaping == 2) && (gfc->presetTune.use && !(gfc->presetTune.athadjust_safe_noiseshaping || gfc->ATH->adjust < 1.0)))
+        /* allow scalefac_scale=1 */
+        mover = Min (maxover0, maxover1);
+    else
+        mover = maxover0; 
+
+    vbrmax   -= mover;
+    maxover0 -= mover;
+    maxover1 -= mover;
+
+    if (maxover0 == 0) 
+        cod_info->scalefac_scale = 0;
+    else if (maxover1 == 0)
+        cod_info->scalefac_scale = 1;
+
+    /* sf =  (cod_info->global_gain-210.0) */
+    cod_info->global_gain = vbrmax + 210;
+    assert(cod_info->global_gain < 256);
+    
+    if (cod_info->global_gain < 0) {
+        cod_info->global_gain = 0; 
+    }
+    else
+    if (cod_info->global_gain > 255) {
+        cod_info->global_gain = 255;
+    }
+    for (sfb = 0; sfb < SBMAX_s; ++sfb) {
+        for (b = 0; b < 3; ++b) {
+            vbrsf->s[sfb][b] -= vbrmax;
+        }
+    }
+    maxover = compute_scalefacs_short (vbrsf->s, cod_info, scalefac->s,
+                                           cod_info->subblock_gain);
+                                           
+    assert (maxover <= 0);
+
+    /* adjust global_gain so at least 1 subblock gain = 0 */
+    minsfb = 999; /* prepare for minimum search */
+    for (b = 0; b < 3; ++b) 
+        if (minsfb > cod_info->subblock_gain[b])
+            minsfb = cod_info->subblock_gain[b];
+    
+    if (minsfb > cod_info->global_gain/8)
+        minsfb = cod_info->global_gain/8;
+    
+    vbrmax                -= 8*minsfb; 
+    cod_info->global_gain -= 8*minsfb;
+    
+    for (b = 0; b < 3; ++b)
+        cod_info->subblock_gain[b] -= minsfb;
+        
+    *VBRmax = vbrmax;
+}
+
+
+
+/******************************************************************
+ *
+ *  long block scalefacs
+ *
+ ******************************************************************/
+
+static void 
+long_block_scalefacs (
+    const lame_internal_flags * gfc,
+          gr_info             * cod_info,
+          III_scalefac_t      * scalefac,
+          III_scalefac_t      * vbrsf,
+          int                 * VBRmax )
+{
+    const int * max_rangep;
+    int sfb, maxsfb;
+    int maxover, maxover0, maxover1, maxover0p, maxover1p, mover;
+    int v0, v1, v0p, v1p;
+    int vbrmax = *VBRmax;
+
+    max_rangep = gfc->is_mpeg1 ? max_range_long : max_range_long_lsf_pretab;
+    
+    maxover0  = 0;
+    maxover1  = 0;
+    maxover0p = 0; /* pretab */
+    maxover1p = 0; /* pretab */
+       
+    maxsfb = gfc->sfb21_extra ? SBMAX_l : SBPSY_l;
+    for ( sfb = 0; sfb < maxsfb; ++sfb ) {
+        v0  = (vbrmax - vbrsf->l[sfb]) - 2*max_range_long[sfb];
+        v1  = (vbrmax - vbrsf->l[sfb]) - 4*max_range_long[sfb];
+        v0p = (vbrmax - vbrsf->l[sfb]) - 2*(max_rangep[sfb]+pretab[sfb]);
+        v1p = (vbrmax - vbrsf->l[sfb]) - 4*(max_rangep[sfb]+pretab[sfb]);
+        if (maxover0 < v0)
+            maxover0 = v0;
+        if (maxover1 < v1)
+            maxover1 = v1;
+        if (maxover0p < v0p)
+            maxover0p = v0p;
+        if (maxover1p < v1p)
+            maxover1p = v1p;
+    }
+
+    mover = Min (maxover0, maxover0p);
+    if ((gfc->noise_shaping == 2) && (gfc->presetTune.use && !(gfc->presetTune.athadjust_safe_noiseshaping || gfc->ATH->adjust < 1.0))) {
+        /* allow scalefac_scale=1 */
+        mover = Min (mover, maxover1);
+        mover = Min (mover, maxover1p);
+    }
+
+    vbrmax    -= mover;
+    maxover0  -= mover;
+    maxover0p -= mover;
+    maxover1  -= mover;
+    maxover1p -= mover;
+
+    if (maxover0 <= 0) {
+        cod_info->scalefac_scale = 0;
+        cod_info->preflag = 0;
+        vbrmax -= maxover0;
+    } else if (maxover0p <= 0) {
+        cod_info->scalefac_scale = 0;
+        cod_info->preflag = 1;
+        vbrmax -= maxover0p;
+    } else if (maxover1 == 0) {
+        cod_info->scalefac_scale = 1;
+        cod_info->preflag = 0;
+    } else if (maxover1p == 0) {
+        cod_info->scalefac_scale = 1;
+        cod_info->preflag = 1;
+    } else {
+        assert(0); /* this should not happen */
+    }
+
+    /* sf =  (cod_info->global_gain-210.0) */
+    cod_info->global_gain = vbrmax + 210;
+    assert (cod_info->global_gain < 256);
+
+    if (cod_info->global_gain < 0) {
+        cod_info->global_gain = 0; 
+    }
+    else
+    if (cod_info->global_gain > 255) 
+        cod_info->global_gain = 255;
+    
+    for (sfb = 0; sfb < SBMAX_l; ++sfb)   
+        vbrsf->l[sfb] -= vbrmax;
+
+    if ( gfc->is_mpeg1 == 1 ) 
+        maxover = compute_scalefacs_long (vbrsf->l, cod_info, scalefac->l);
+    else
+        maxover = compute_scalefacs_long_lsf (vbrsf->l, cod_info, scalefac->l);
+
+    assert (maxover <= 0);
+    
+    *VBRmax = vbrmax;
+}
+
+
+
+/***********************************************************************
+ *
+ *  quantize xr34 based on scalefactors
+ *
+ *  calc_short_block_xr34      
+ *  calc_long_block_xr34
+ *
+ *  Mark Taylor 2000-??-??
+ *  Robert Hegemann 2000-10-20 made functions of them
+ *
+ ***********************************************************************/
+
+static void
+short_block_xr34 ( 
+    const lame_internal_flags * gfc,
+    const gr_info             * cod_info,
+    const III_scalefac_t      * scalefac, 
+    const FLOAT8              * xr34_orig,
+          FLOAT8              * xr34 )
+{
+    int    sfb, l, j, b;
+    int    ifac, ifqstep, start, end;
+    FLOAT8 fac;
+
+    /* even though there is no scalefactor for sfb12
+     * subblock gain affects upper frequencies too, that's why
+     * we have to go up to SBMAX_s
+     */
+    ifqstep = ( cod_info->scalefac_scale == 0 ) ? 2 : 4;
+    for ( j = 0, sfb = 0; sfb < SBMAX_s; ++sfb ) {
+        start = gfc->scalefac_band.s[ sfb ];
+        end   = gfc->scalefac_band.s[ sfb+1 ];
+        for (b = 0; b < 3; ++b) {
+            ifac = 8*cod_info->subblock_gain[b]+ifqstep*scalefac->s[sfb][b];
+            
+            if ( ifac == 0 ) {  /* just copy */
+                l = (end-start+7) / 8;
+                switch ((end-start) % 8) {
+                    default:
+                    case 0: do{ xr34[j] = xr34_orig[j]; ++j;
+                    case 7:     xr34[j] = xr34_orig[j]; ++j;
+                    case 6:     xr34[j] = xr34_orig[j]; ++j;
+                    case 5:     xr34[j] = xr34_orig[j]; ++j;
+                    case 4:     xr34[j] = xr34_orig[j]; ++j;
+                    case 3:     xr34[j] = xr34_orig[j]; ++j;
+                    case 2:     xr34[j] = xr34_orig[j]; ++j;
+                    case 1:     xr34[j] = xr34_orig[j]; ++j; } while (--l);
+                }
+                continue;
+            }
+            if (ifac < Q_MAX-210)
+                fac = IIPOW20_(ifac);    
+            else
+                fac = pow (2.0, 0.1875*ifac);
+            
+            /*
+             *  loop unrolled into "Duff's Device".  Robert Hegemann
+             */
+            l = (end-start+7) / 8;
+            switch ((end-start) % 8) {
+                default:
+                case 0: do{ xr34[j] = xr34_orig[j]*fac; ++j;
+                case 7:     xr34[j] = xr34_orig[j]*fac; ++j;
+                case 6:     xr34[j] = xr34_orig[j]*fac; ++j;
+                case 5:     xr34[j] = xr34_orig[j]*fac; ++j;
+                case 4:     xr34[j] = xr34_orig[j]*fac; ++j;
+                case 3:     xr34[j] = xr34_orig[j]*fac; ++j;
+                case 2:     xr34[j] = xr34_orig[j]*fac; ++j;
+                case 1:     xr34[j] = xr34_orig[j]*fac; ++j; } while (--l);
+            }
+        }
+    }
+}
+
+
+
+static void 
+long_block_xr34 ( 
+    const lame_internal_flags * gfc,
+    const gr_info             * cod_info,
+    const III_scalefac_t      * scalefac, 
+    const FLOAT8              * xr34_orig,
+          FLOAT8              * xr34 )
+{ 
+    int    sfb, l, j;
+    int    ifac, ifqstep, start, end;
+    FLOAT8 fac;
+        
+    ifqstep = ( cod_info->scalefac_scale == 0 ) ? 2 : 4;
+    for ( sfb = 0; sfb < SBMAX_l; ++sfb ) {
+
+        ifac = ifqstep*scalefac->l[sfb];
+        if (cod_info->preflag)
+            ifac += ifqstep*pretab[sfb];
+
+        start = gfc->scalefac_band.l[ sfb ];
+        end   = gfc->scalefac_band.l[ sfb+1 ];
+        
+        if ( ifac == 0 ) {  /* just copy */
+            j = start;
+            l = (end-start+7) / 8;
+            switch ((end-start) % 8) {
+                default:
+                case 0: do{ xr34[j] = xr34_orig[j]; ++j;
+                case 7:     xr34[j] = xr34_orig[j]; ++j;
+                case 6:     xr34[j] = xr34_orig[j]; ++j;
+                case 5:     xr34[j] = xr34_orig[j]; ++j;
+                case 4:     xr34[j] = xr34_orig[j]; ++j;
+                case 3:     xr34[j] = xr34_orig[j]; ++j;
+                case 2:     xr34[j] = xr34_orig[j]; ++j;
+                case 1:     xr34[j] = xr34_orig[j]; ++j; } while (--l);
+            }
+            continue;
+        }
+        if (ifac < Q_MAX-210)
+            fac = IIPOW20_(ifac);    
+        else
+            fac = pow (2.0, 0.1875*ifac);
+        
+        /*
+         *  loop unrolled into "Duff's Device".  Robert Hegemann
+         */
+        j = start;
+        l = (end-start+7) / 8;
+        switch ((end-start) % 8) {
+            default:
+            case 0: do{ xr34[j] = xr34_orig[j]*fac; ++j;
+            case 7:     xr34[j] = xr34_orig[j]*fac; ++j;
+            case 6:     xr34[j] = xr34_orig[j]*fac; ++j;
+            case 5:     xr34[j] = xr34_orig[j]*fac; ++j;
+            case 4:     xr34[j] = xr34_orig[j]*fac; ++j;
+            case 3:     xr34[j] = xr34_orig[j]*fac; ++j;
+            case 2:     xr34[j] = xr34_orig[j]*fac; ++j;
+            case 1:     xr34[j] = xr34_orig[j]*fac; ++j; } while (--l);
+        }
+    }
+}
+
+
+
+
+
+
+
+/************************************************************************
+ *
+ *  VBR_noise_shaping2()
+ *
+ *  may result in a need of too many bits, then do it CBR like
+ *
+ *  Robert Hegemann 2000-10-25
+ *
+ ***********************************************************************/
+int
+VBR_noise_shaping2 (
+    lame_global_flags * gfp,
+    FLOAT8            * xr, 
+    FLOAT8            * xr34orig,
+    int               * l3_enc, 
+    int                 minbits,
+    int                 maxbits,
+    III_scalefac_t    * scalefac,
+    III_psy_xmin      * l3_xmin,
+    int                 gr,
+    int                 ch )
+{
+    lame_internal_flags *gfc = gfp->internal_flags;
+    III_scalefac_t vbrsf;
+    III_scalefac_t vbrsf2;
+    gr_info *cod_info;  
+    FLOAT8 xr34[576];
+    int shortblock, ret, bits, huffbits;
+    int vbrmin, vbrmax, vbrmin2, vbrmax2;
+    int best_huffman = gfc->use_best_huffman;
+    int count=6;
+    
+    gfc->use_best_huffman = 0; /* we will do it later */
+    cod_info   = &gfc->l3_side.gr[gr].ch[ch].tt;
+    shortblock = (cod_info->block_type == SHORT_TYPE);
+      
+    if (shortblock) {
+        short_block_sf (gfc, l3_xmin, xr34orig, xr, &vbrsf2, &vbrmin2, &vbrmax2);
+    } else {
+        long_block_sf (gfc, l3_xmin, xr34orig, xr, &vbrsf2, &vbrmin2, &vbrmax2);  
+    } 
+    vbrsf = vbrsf2;  
+    vbrmin = vbrmin2;
+    vbrmax = vbrmax2;
+
+do {
+--count;    
+
+    if (shortblock) {
+        short_block_scalefacs (gfc, cod_info, scalefac, &vbrsf, &vbrmax);
+        short_block_xr34      (gfc, cod_info, scalefac, xr34orig, xr34);
+    } else {
+        long_block_scalefacs (gfc, cod_info, scalefac, &vbrsf, &vbrmax);
+        long_block_xr34      (gfc, cod_info, scalefac, xr34orig, xr34);
+    } 
+    
+    ret = VBR_quantize_granule (gfc, xr34, l3_enc, scalefac, gr, ch);
+    
+    if (vbrmin == vbrmax) break;
+    else if (cod_info->part2_3_length < minbits) {
+        int i;
+        vbrmax = vbrmin2 + (vbrmax2-vbrmin2) * count/6;
+        vbrmin = vbrmin2;
+        if (shortblock) {
+            for (i = 0; i < SBMAX_s; ++i) {
+                //vbrsf.s[i][0] = vbrmin2 + (vbrsf2.s[i][0]-vbrmin2) * count/6;
+                //vbrsf.s[i][1] = vbrmin2 + (vbrsf2.s[i][1]-vbrmin2) * count/6;
+                //vbrsf.s[i][2] = vbrmin2 + (vbrsf2.s[i][2]-vbrmin2) * count/6;
+                vbrsf.s[i][0] = Min(vbrsf2.s[i][0], vbrmax);
+                vbrsf.s[i][1] = Min(vbrsf2.s[i][1], vbrmax);
+                vbrsf.s[i][2] = Min(vbrsf2.s[i][2], vbrmax);
+            }
+        }
+        else {
+            for (i = 0; i < SBMAX_l; ++i) {
+                //vbrsf.l[i] = vbrmin2 + (vbrsf2.l[i]-vbrmin2) * count/6;
+                vbrsf.l[i] = Min(vbrsf2.l[i], vbrmax);
+            }
+        }
+    }
+    else if (cod_info->part2_3_length > maxbits) {
+        int i;
+        vbrmax = vbrmax2;
+        vbrmin = vbrmax2 + (vbrmin2-vbrmax2) * count/6;
+        if (shortblock) {
+            for (i = 0; i < SBMAX_s; ++i) {
+                //vbrsf.s[i][0] = vbrmax2 + (vbrsf2.s[i][0]-vbrmax2) * count/6;
+                //vbrsf.s[i][1] = vbrmax2 + (vbrsf2.s[i][1]-vbrmax2) * count/6;
+                //vbrsf.s[i][2] = vbrmax2 + (vbrsf2.s[i][2]-vbrmax2) * count/6;
+                vbrsf.s[i][0] = Max(vbrsf2.s[i][0], vbrmin);
+                vbrsf.s[i][1] = Max(vbrsf2.s[i][1], vbrmin);
+                vbrsf.s[i][2] = Max(vbrsf2.s[i][2], vbrmin);
+            }
+        }
+        else {
+            for (i = 0; i < SBMAX_l; ++i) {
+                //vbrsf.l[i] = vbrmax2 + (vbrsf2.l[i]-vbrmax2) * count/6;
+                vbrsf.l[i] = Max(vbrsf2.l[i], vbrmin);
+            }
+        }
+    }
+    else break;
+} while(1 && ret != -1);
+
+
+    gfc->use_best_huffman = best_huffman;
+
+    if (ret == -1) /* Houston, we have a problem */
+        return -1;
+
+    if (cod_info->part2_3_length < minbits) {
+        huffbits = minbits - cod_info->part2_length;
+        bits = bin_search_StepSize (gfc, cod_info, huffbits, 
+                                    gfc->OldValue[ch], xr34, l3_enc);
+        gfc->OldValue[ch] = cod_info->global_gain;
+        cod_info->part2_3_length  = bits + cod_info->part2_length;
+    }
+    if (cod_info->part2_3_length > maxbits) {
+        huffbits = maxbits - cod_info->part2_length;
+        if (huffbits < 0) huffbits = 0;
+        bits = bin_search_StepSize (gfc, cod_info, huffbits, 
+                                    gfc->OldValue[ch], xr34, l3_enc);
+        gfc->OldValue[ch] = cod_info->global_gain;
+        cod_info->part2_3_length = bits;
+        if (bits > huffbits) {
+            bits = inner_loop (gfc, cod_info, huffbits, xr34, l3_enc);
+            cod_info->part2_3_length  = bits;
+        }
+        if (bits >= LARGE_BITS) /* Houston, we have a problem */
+            return -2;
+        cod_info->part2_3_length += cod_info->part2_length;
+    }
+
+    if (cod_info->part2_length >= LARGE_BITS) /* Houston, we have a problem */
+        return -2;
+        
+    assert (cod_info->global_gain < 256);
+    
+    return 0;
+}
+
+
+
+
+
+
+/************************************************************************
+ *
+ * VBR_noise_shaping()
+ *
+ * compute scalefactors, l3_enc, and return number of bits needed to encode
+ *
+ * return code:    0   scalefactors were found with all noise < masking
+ *
+ *               n>0   scalefactors required too many bits.  global gain
+ *                     was decreased by n
+ *                     If n is large, we should probably recompute scalefacs
+ *                     with a lower quality.
+ *
+ *               n<0   scalefactors used less than minbits.
+ *                     global gain was increased by n.  
+ *                     If n is large, might want to recompute scalefacs
+ *                     with a higher quality setting?
+ *
+ ************************************************************************/
+static int
+VBR_noise_shaping (
+    lame_global_flags *gfp,
+    FLOAT8             xr       [576], 
+    FLOAT8             xr34orig [576],
+    int                l3_enc   [576], 
+    int                digital_silence, 
+    int                minbits,
+    int                maxbits,
+    III_scalefac_t    *scalefac,
+    III_psy_xmin      *l3_xmin,
+    int                gr,
+    int                ch )
+{
+    lame_internal_flags *gfc=gfp->internal_flags;
+    III_scalefac_t save_sf;
+    III_scalefac_t vbrsf;
+    gr_info *cod_info;  
+    FLOAT8 xr34[576];
+    int shortblock;
+    int vbrmax, vbrmin;
+    int global_gain_adjust = 0;
+
+    cod_info   = &gfc->l3_side.gr[gr].ch[ch].tt;
+    shortblock = (cod_info->block_type == SHORT_TYPE);
+  
+    if (shortblock)
+        short_block_sf (gfc, l3_xmin, xr34orig, xr, &vbrsf, &vbrmin, &vbrmax);  
+    else
+        long_block_sf (gfc, l3_xmin, xr34orig, xr, &vbrsf, &vbrmin, &vbrmax);  
+
+    /* save a copy of vbrsf, incase we have to recomptue scalefacs */
+    memcpy (&save_sf, &vbrsf, sizeof(III_scalefac_t));
+
+    do { 
+        memset (scalefac, 0, sizeof(III_scalefac_t));
+        
+        if (shortblock) {
+            short_block_scalefacs (gfc, cod_info, scalefac, &vbrsf, &vbrmax);
+            short_block_xr34      (gfc, cod_info, scalefac, xr34orig, xr34);
+        } else {
+            long_block_scalefacs (gfc, cod_info, scalefac, &vbrsf, &vbrmax);
+            long_block_xr34      (gfc, cod_info, scalefac, xr34orig, xr34);
+        } 
+        VBR_quantize_granule (gfc, xr34, l3_enc, scalefac, gr, ch);
+
+        
+        /* decrease noise until we use at least minbits
+         */
+        if (cod_info->part2_3_length < minbits) {
+            if (digital_silence) break;  
+            //if (cod_info->part2_3_length == cod_info->part2_length) break;
+            if (vbrmax+210 == 0) break;
+            
+            /* decrease global gain, recompute scale factors */
+            --vbrmax;
+            --global_gain_adjust;
+            memcpy (&vbrsf, &save_sf, sizeof(III_scalefac_t));
+        }
+
+    } while (cod_info->part2_3_length < minbits);
+
+    /* inject noise until we meet our bit limit
+     */
+    while (cod_info->part2_3_length > Min (maxbits, MAX_BITS)) {
+        /* increase global gain, keep existing scale factors */
+        ++cod_info->global_gain;
+        if (cod_info->global_gain > 255) 
+            ERRORF (gfc,"%ld impossible to encode ??? frame! bits=%d\n",
+                    //  gfp->frameNum, cod_info->part2_3_length);
+                             -1,       cod_info->part2_3_length);
+        VBR_quantize_granule (gfc, xr34, l3_enc, scalefac, gr, ch);
+
+        ++global_gain_adjust;
+    }
+
+    return global_gain_adjust;
+}
+
+
+
+void
+VBR_quantize(lame_global_flags *gfp,
+                FLOAT8 pe[2][2], FLOAT8 ms_ener_ratio[2],
+                FLOAT8 xr[2][2][576], III_psy_ratio ratio[2][2],
+                int l3_enc[2][2][576],
+                III_scalefac_t scalefac[2][2])
+{
+  lame_internal_flags *gfc=gfp->internal_flags;
+  III_psy_xmin l3_xmin[2][2];
+  int minbits,maxbits,max_frame_bits,totbits,gr,ch,i,bits_ok;
+  int bitsPerFrame,mean_bits;
+  int analog_silence;
+  FLOAT8 qadjust;
+  III_side_info_t * l3_side;
+  gr_info *cod_info;  
+  int digital_silence[2][2];
+  FLOAT8 masking_lower_db=0;
+  FLOAT8 xr34[2][2][576];
+  
+  qadjust=0;   /* start with -1 db quality improvement over quantize.c VBR */
+
+  l3_side = &gfc->l3_side;
+
+  /* now find out: if the frame can be considered analog silent
+   *               if each granule can be considered digital silent
+   * and calculate l3_xmin and the fresh xr34 array
+   */
+
+  assert( gfp->VBR_q <= 9 );
+  assert( gfp->VBR_q >= 0 );
+  analog_silence=1;
+  for (gr = 0; gr < gfc->mode_gr; ++gr) {
+    /* copy data to be quantized into xr */
+    if (gfc->mode_ext==MPG_MD_MS_LR) {
+      ms_convert(xr[gr],xr[gr]);
+    }
+    for (ch = 0; ch < gfc->channels_out; ++ch) {
+      /* if in the following sections the quality would not be adjusted
+       * then we would only have to call calc_xmin once here and
+       * could drop subsequently calls (rh 2000/07/17)
+       */
+      int over_ath;
+      cod_info = &l3_side->gr[gr].ch[ch].tt;
+      cod_info->part2_3_length=LARGE_BITS;
+      
+      if (cod_info->block_type == SHORT_TYPE) {
+          cod_info->sfb_lmax = 0; /* No sb*/
+          cod_info->sfb_smin = 0;
+      } else {
+          /* MPEG 1 doesnt use last scalefactor band */
+          cod_info->sfb_lmax = SBPSY_l;
+          cod_info->sfb_smin = SBPSY_s;    /* No sb */
+         if (cod_info->mixed_block_flag) {
+           cod_info->sfb_lmax        = gfc->is_mpeg1 ? 8 : 6;
+           cod_info->sfb_smin        = 3;
+         }
+      }
+      
+      /* quality setting */
+      masking_lower_db = gfc->VBR->mask_adjust;
+      if (pe[gr][ch]>750) {
+        masking_lower_db -= Min(10,4*(pe[gr][ch]-750.)/750.);
+      }
+      gfc->masking_lower = pow(10.0,masking_lower_db/10);
+      
+      /* masking thresholds */
+      over_ath = calc_xmin(gfp,xr[gr][ch],&ratio[gr][ch],cod_info,&l3_xmin[gr][ch]);
+      
+      /* if there are bands with more energy than the ATH 
+       * then we say the frame is not analog silent */
+      if (over_ath) {
+        analog_silence = 0;
+      }
+      
+      /* if there is no line with more energy than 1e-20
+       * then this granule is considered to be digital silent
+       * plus calculation of xr34 */
+      digital_silence[gr][ch] = 1;
+      for(i=0;i<576;++i) {
+        FLOAT8 temp=fabs(xr[gr][ch][i]);
+        xr34[gr][ch][i]=sqrt(sqrt(temp)*temp);
+        digital_silence[gr][ch] &= temp < 1E-20;
+      }
+    } /* ch */
+  }  /* gr */
+
+  
+  /* compute minimum allowed bits from minimum allowed bitrate */
+  if (analog_silence) {
+    gfc->bitrate_index=1;
+  } else {
+    gfc->bitrate_index=gfc->VBR_min_bitrate;
+  }
+  getframebits(gfp, &bitsPerFrame, &mean_bits);
+  minbits = (mean_bits/gfc->channels_out);
+
+  /* compute maximum allowed bits from max allowed bitrate */
+  gfc->bitrate_index=gfc->VBR_max_bitrate;
+  getframebits(gfp, &bitsPerFrame, &mean_bits);
+  max_frame_bits = ResvFrameBegin(gfp, l3_side, mean_bits, bitsPerFrame);
+  maxbits=2.5*(mean_bits/gfc->channels_out);
+
+  {
+  /* compute a target  mean_bits based on compression ratio 
+   * which was set based on VBR_q  
+   */
+  int bit_rate = gfp->out_samplerate*16*gfc->channels_out/(1000.0*gfp->compression_ratio);
+  bitsPerFrame = (bit_rate*gfp->framesize*1000)/gfp->out_samplerate;
+  mean_bits = (bitsPerFrame - 8*gfc->sideinfo_len) / gfc->mode_gr;
+  }
+
+
+  minbits = Max(minbits,125);
+  minbits=Max(minbits,.40*(mean_bits/gfc->channels_out));
+  maxbits=Min(maxbits,2.5*(mean_bits/gfc->channels_out));
+
+
+
+
+
+
+
+  /* 
+   * loop over all ch,gr, encoding anything with bits > .5*(max_frame_bits/4)
+   *
+   * If a particular granule uses way too many bits, it will be re-encoded
+   * on the next iteration of the loop (with a lower quality setting).  
+   * But granules which dont use
+   * use too many bits will not be re-encoded.
+   *
+   * minbits:  minimum allowed bits for 1 granule 1 channel
+   * maxbits:  maximum allowwed bits for 1 granule 1 channel
+   * max_frame_bits:  maximum allowed bits for entire frame
+   * (max_frame_bits/4)   estimate of average bits per granule per channel
+   * 
+   */
+
+  do {
+  
+    totbits=0;
+    for (gr = 0; gr < gfc->mode_gr; ++gr) {
+      int minbits_lr[2];
+      minbits_lr[0]=minbits;
+      minbits_lr[1]=minbits;
+
+#if 0
+      if (gfc->mode_ext==MPG_MD_MS_LR) {
+        FLOAT8 fac;
+        fac = .33*(.5-ms_ener_ratio[gr])/.5;
+        if (fac<0) fac=0;
+        if (fac>.5) fac=.5;
+        minbits_lr[0] = (1+fac)*minbits;
+        minbits_lr[1] = Max(125,(1-fac)*minbits);
+      }
+#endif
+
+
+      for (ch = 0; ch < gfc->channels_out; ++ch) { 
+        int adjusted,shortblock;
+        cod_info = &l3_side->gr[gr].ch[ch].tt;
+        
+        /* ENCODE this data first pass, and on future passes unless it uses
+         * a very small percentage of the max_frame_bits  */
+        if (cod_info->part2_3_length > (max_frame_bits/(2*gfc->channels_out*gfc->mode_gr))) {
+  
+          shortblock = (cod_info->block_type == SHORT_TYPE);
+  
+          /* Adjust allowed masking based on quality setting */
+          if (qadjust!=0 /*|| shortblock*/) {
+            masking_lower_db = gfc->VBR->mask_adjust + qadjust;
+
+            /*
+            if (shortblock) masking_lower_db -= 4;
+            */
+     
+            if (pe[gr][ch]>750)
+              masking_lower_db -= Min(10,4*(pe[gr][ch]-750.)/750.);
+            gfc->masking_lower = pow(10.0,masking_lower_db/10);
+            calc_xmin( gfp, xr[gr][ch], ratio[gr]+ch, cod_info, l3_xmin[gr]+ch);
+          }
+          
+          /* digital silent granules do not need the full round trip,
+           * but this can be optimized later on
+           */
+          adjusted = VBR_noise_shaping (gfp,xr[gr][ch],xr34[gr][ch],
+                                        l3_enc[gr][ch],
+                                        digital_silence[gr][ch],
+                                        minbits_lr[ch],
+                                        maxbits,scalefac[gr]+ch,
+                                        l3_xmin[gr]+ch,gr,ch);
+          if (adjusted>10) {
+            /* global_gain was changed by a large amount to get bits < maxbits */
+            /* quality is set to high.  we could set bits = LARGE_BITS
+             * to force re-encoding.  But most likely the other channels/granules
+             * will also use too many bits, and the entire frame will
+             * be > max_frame_bits, forcing re-encoding below.
+             */
+            // cod_info->part2_3_bits = LARGE_BITS;
+          }
+        }
+        totbits += cod_info->part2_3_length;
+      }
+    }
+    bits_ok=1;
+    if (totbits>max_frame_bits) {
+      /* lower quality */
+      qadjust += Max(.125,Min(1,(totbits-max_frame_bits)/300.0));
+      /* adjusting minbits and maxbits is necessary too
+       * cos lowering quality is not enough in rare cases
+       * when each granule still needs almost maxbits, it wont fit */ 
+      minbits = Max(125,minbits*0.975);
+      maxbits = Max(minbits,maxbits*0.975);
+      //      DEBUGF("%i totbits>max_frame_bits   totbits=%i  maxbits=%i \n",gfp->frameNum,totbits,max_frame_bits);
+      //      DEBUGF("next masking_lower_db = %f \n",masking_lower_db + qadjust);
+      bits_ok=0;
+    }
+    
+  } while (!bits_ok);
+  
+
+
+  /* find optimal scalefac storage.  Cant be done above because
+   * might enable scfsi which breaks the interation loops */
+  totbits=0;
+  for (gr = 0; gr < gfc->mode_gr; ++gr) {
+    for (ch = 0; ch < gfc->channels_out; ++ch) {
+      best_scalefac_store(gfc, gr, ch, l3_enc, l3_side, scalefac);
+      totbits += l3_side->gr[gr].ch[ch].tt.part2_3_length;
+    }
+  }
+
+
+  
+
+  if (analog_silence && !gfp->VBR_hard_min) {
+    gfc->bitrate_index = 1;
+  } else {
+    gfc->bitrate_index = gfc->VBR_min_bitrate;
+  }
+  for( ; gfc->bitrate_index < gfc->VBR_max_bitrate; ++gfc->bitrate_index ) {
+
+    getframebits (gfp, &bitsPerFrame, &mean_bits);
+    maxbits = ResvFrameBegin(gfp, l3_side, mean_bits, bitsPerFrame);
+    if (totbits <= maxbits) break;
+  }
+  if (gfc->bitrate_index == gfc->VBR_max_bitrate) {
+    getframebits (gfp, &bitsPerFrame, &mean_bits);
+    maxbits = ResvFrameBegin(gfp, l3_side, mean_bits, bitsPerFrame);
+  }
+
+  //  DEBUGF("%i total_bits=%i max_frame_bits=%i index=%i  \n",gfp->frameNum,totbits,max_frame_bits,gfc->bitrate_index);
+
+  for (gr = 0; gr < gfc->mode_gr; ++gr) {
+    for (ch = 0; ch < gfc->channels_out; ++ch) {
+      cod_info = &l3_side->gr[gr].ch[ch].tt;
+
+
+      ResvAdjust (gfc, cod_info, l3_side, mean_bits);
+      
+      /*******************************************************************
+       * set the sign of l3_enc from the sign of xr
+       *******************************************************************/
+      for ( i = 0; i < 576; ++i) {
+        if (xr[gr][ch][i] < 0) l3_enc[gr][ch][i] *= -1;
+      }
+    }
+  }
+  ResvFrameEnd (gfc, l3_side, mean_bits);
+
+
+
+}
+
+
+
+