soothe2-re/BITEXACT_PLAN.md

BIT-EXACT PLAN — путь от dB-приближения к побайтовой парности

Статус: НЕ bit-exact. Мы на уровне честной dB-параллели (полный корпус mean 1.594 dB, comb 10 dB). Bit-exact ДОСТИЖИМ (F0 gate: плагин байт-детерминирован), но модель ещё не воспроизводит реальный DSP-путь. Этот документ — план, как туда дойти, и точка отсчёта для любой будущей сессии. Читать вместе с AGENTS.md и handoff/NOTES_LEVEL.md.

Цель фазы C (bit-exact): воспроизвести FramedDetector (= fn FUN_180529fe0 mono-path) настолько точно, что verify_bit_exact.py даёт побайтовое совпадение на рендерах (t1kq_*, dual_*, comb_*). Ниже — конкретный порядок, что и зачем.

---

0. Текущее состояние (честная метрика, 24-bit, trimmed, 62 случая)

| Группа | bridge mean|err| | bridge max | struct 48k mean|err| | struct max | |--------|----------|-----|----------|---------| | t1kq (fc-scan) | 0.226 | 0.500 | 0.768 | 1.013 | | t1k (loud 0 dBFS) | 1.801 | 2.227 | 2.114 | 2.753 | | al (level sweep) | 0.638 | 1.596 | 0.986 | 1.822 | | res | 0.628 | 1.535 | 0.437 ✓ | 1.252 | | dual (q-sweep) | 0.726 | 2.252 | 3.264 ✗ | 6.455 | | comb (4-band) | 10.149 ✗ | 14.752 | 6.116 ✓ | 9.148 | | TOTAL | 1.594 | 14.752 | 2.286 | 9.148 |

(struct = структурная цепь на внутренней сетке 48000/4096 через dsp/build/render48k, прогон scripts/corpus_structural.py, NOTES_LEVEL:21c. Bridge = framed_test 44.1k.)

21d: найден закон редукции — эффективное ослабление АФФИННО в dB(lvl): x_exp2 = −0.6646 − 0.05877·dB (маска ≈ 0.8·lvl^−0.354, γ≈decomp 0.344). На тонах al-свеепа линейность ±0.13 dB (42 dB диапазона!). Прекалибровка pre-IIR (X0=1.8/S=0.11) даёт TOTAL 2.633: t1kq/t1k/al/comb лучше, res/dual хуже. Grid-search семейства (X0,S,floor,CMAX) на валидированной траекторной модели: оптимум rms 0.75 dB, но НИ ОДНА точка семейства не закрывает тон+шум одновременно → канон не меняем (gate «без регресса групп»), ищем контент-зависимый механизм (детектор att/rel на флюктуациях / combine- консюмер). Инструментарий RT_DUMP_BIN/RT_DUMP_ALL оставлен opt-in.

Корень проблемы: активный канон — ЭМПИРИЧЕСКАЯ bridge-модель C = G·LUT(xv) + W·warp(f)^A; gain = (1−C)·res^rp (xv=log10(am/res)). Это ПОГОНА, не транскрипция. Структурная цепочка FUN_180529fe0 перенесена в C++ на внутренней сетке (коммиты 7bf5a4a..b2cb923): уже ОБГОНЯЕТ bridge на comb (−4 dB) и res, но регрессирует на однополосных t1kq/t1k/al и проваливает dual@500 (константный −6.7 dB при всех q — отсутствие НАСЫЩЕНИЯ редукции: реальная кривая упирается в C_max≈0.70, exp2(−lvl) не ограничен). Свип γ×MULT подтвердил: текущий оптимум (0.344/4.2) лучший, слепая подкрутка исчерпана — проблема в ФОРМЕ кривой, см. Шаг 7 / bigkernel-вход.

---

1. Порядок работ (обязательный порядок; каждый шаг валидируется отдельно)

ВАЛИДАЦИЯ (обязательно, НЕ пропускать). Чтобы не повторить регресс Phase B, есть защитный харнесс scripts/corpus.py + зафиксированный bridge-базлайн scripts/baseline_bridge.json (62 случая, правильная 24-bit метрика):

cmake --build dsp/build --target framed_test
python3 scripts/corpus.py                       # полный корпус, текущая сборка
python3 scripts/corpus.py --compare scripts/baseline_bridge.json --tol 0.25

--compare фейлит (exit≠0), если любая группа регрессирует по mean|err| больше tol. Правило: структурная цепь (Шаг 1-2) должна НЕ регрессировать ниже bridge на однополосных (t1kq/t1k/al/res/dual) и ЖЕЛАТЕЛЬНО улучшать comb. Каждый под-шаг (IIR1 → blend → combine → warp → IIR3) коммитить отдельно и прогонять --compare — если конкретный под-шаг регрессирует, откатить именно его, а не всё сразу. Существующие dsp/*_check.cpp (twin/tables/leveltrack/levelpath/exp2/fftconv) — модульные чёрные проверки на бит-парность под-функций; тоже гонять: cmake --build dsp/build после правок.

Шаг 1 — Реализовать полную структурную mono-цепочку FUN_180529fe0 (КОРЕНЬ)

Заменить bridge (эмпирическую погону) на точную транскрипцию. Реализовать в dsp/framed_model.cpp (или отдельном dsp/fn529fe0.cpp) по NOTES_LEVEL:820-840:

1. scale:   band_mask *= (fVar30/0x1a0)·0x540870·0x54088c    (fVar30=1 из PRNG, locked)
2. IIR1:    y[i]=A1[i]·acc+B1[i]·x[i]  (kIIR_A1/B1, fast attack) -> f6f8
3. copy     f6f8 <- band
4. IIR2:    inline, kIIR_A2/B2 (slow release)
5. mirror   upper half = reversed lower (Hermitian)
6. blend:   f6f8 = 0x540698·(1−mix)+mix·0.8;  mask = exp2(−level)·f6f8
7. combine: acc[band] = 0x540678 − 0x5406f8; mirror;
            += 0x5406c8·upper; += 0x5406e8·lower; += 0x540678
8. warp:    mask *= kBand768[band];  mask *= kWarp        (TWO warps)
9. IIR3:    inline TWICE, kIIR_A3/B3
10. dry/wet: mask = mask·(fVar30·0x540888)+(1−fVar30)     (=identity сейчас)
11. FFT-conv (Шаг 4)

Критерий: на однополосных t1kq/t1k/al/res структурная цепочка должна НЕ регрессировать ниже bridge (т.е. mean ≤ 0.6-0.8). ВАЖНО: прошлый регресс (F2) был из-за неверного домена (пробовали combine в bridge-финале). Здесь combine/exp2 — в ЕГО собственном домене (reduction/exp2), как в декомпе.

Шаг 2 — combine/аккумулятор 0x5407c8 (ПЕРЕ-СКОУП 2026-08-21)

Семантика декодирована на уровне thunk'ов (NOTES_LEVEL:21b, consumers_out.txt:833-885):

f6f8 = mask − acc        (0x8d60, dst=3-й аргумент; acc НЕ перезаписывается)
mirror f6f8
f6f8_upper += kRTAtt·acc_upper ; f6f8_lower += kRTRel·acc_lower   (0x3c40)
acc += mask              (0x5a20, персистентный per-band аккумулятор)

КРИТИЧЕСКОЕ: в online однополосном пути обновлённые f6f8/acc НЕ имеют консюмера до warp/IIR3/dry-wet (проверено исчерпывающим grep). Combine НЕ может влиять на single-band вывод сам по себе. Ожидалось, что combine закроет comb — частично закрыл уже сам структурный каркас (comb 6.1 vs bridge 10.1 без wiring). ДАЛЬНЕЙШИЙ ШАГ: найти точку потребления acc/f6f8 (межполосный уровень или FFT-conv каскад) и только потом wire. НЕ изобретать track→mask feedback (эмпирика, запрещено золотым правилом). ВНИМАНИЕ: FUN_1805316e0 — это WRITER КОЭФФИЦИЕНТОВ полос (17 case), НЕ масковый комбинер (ошибка в старой редакции этого плана и в Шаге 8).

Шаг 3 — Bit-exact exp2 (F5b)

Заменить std::exp2/exp2d::exp2_dsp на точную табличную реализацию 0x26b820: таблицы уже извлечены (dsp/exp2_tables.{hpp,cpp}, 8×16 irr + серия kExp2_big). Нужно транскрибировать body 1:1 (Cody-Waite hi/lo, vfmadd213sd-полином, спец-ветви subnormal/ overflow). Пока не bit-exact — оставить exp2d::exp2_dsp (численно = std::exp2). Критерий: exp2_check сравнивает протв захваченных пар точка-в-точку.

Шаг 4 — FFT-conv 0x535a70 + FIR (ПРИОРИТЕТ ПОНИЖЕН 2026-08-21)

FFT-conv сглаживает маску перед FIR (0x540658 window / freqaxis). Это последний этап mono-цепи. dsp/fftconv.cpp есть, но нужна точная блоковая обработка (overlap-save как в декомпе 0x52b550-0x52b8b5), не текущий stand-in. Критерий: маска-гейн после conv совпадает по форме с реальным ref (сглаживание нотча, двусторонний хвост). ПОНИЖЕНО до P3: NOTES_LEVEL:18c — окно 0x540658 near-flat (0.8→1.0 plateau при N/2≥2048), эффект построения FIR на форму маски минимален при N=4096. Последовательность уже размечена (fwd → kill mirror → fill xmm13/xmm9 → inv → complex op → fwd → window copy → inv → FIR[0]=1.0); остались неизвестные скаляры xmm13/xmm9 и complex-op шага 4.

Шаг 5 — Bit-exact DSP-FFT 0x140a70 (multi-week, P3)

Заменить dsp/fft.cpp (std::cos radix-2) на точный split-radix 2/4/8 по плану из NOTES_LEVEL:1107-1116:

• twiddle: DAT_182616800 sin-таблица, sin(k·2π/1024), loader FUN_180039b00 (stride 2^(10-m))
• butterfly: FUN_18000bfc0/18000c5e0 + 0x8440 elementwise mul + FUN_1800437c0 acc
• plan-gen: FUN_18002f980 (рекурсия + per-log2 фактор-таблицы) Это НЕ блокирует Шаги 1-4 (bridge/структурная цепь рендерят и с численным FFT), нужен только для побайтовой парности FFT-conv-пути.

Шаг 6 — Внутренняя геометрия 48000/4096 vs 44100/2048 — ✅ ПАЙПЛАЙН СДЕЛАН (2026-08-21)

Внутренний DSP SR=48000/N=4096 (freqaxis spacing 11.713 Hz). Хост рендера 44100/2048. F4-тест показал, что простая resample_poly НЕ закрывает (даже хуже). Нужно: детектор гнать на 48000/4096 (IIR-таблицы индексированы 0..2048 = N/2+1 при N=4096), затем свести к 44100. Ожидается закрытие хвостов t1k_b1f/al (+2.2/−1.6) — именно уровневой зависимости. Критерий: корректное выравнивание бина и окна между двумя сетками. Статус: пайплайн dsp/render48k.cpp (resample 44.1→48 → SpectralProcessor(4096,1024,48000) → resample обратно) реализован и гоняет полный корпус (scripts/corpus_structural.py, коммиты 7659eb0/6924e53). Выравнивание бина/окна валидировано smoke; уровневые хвосты t1k/al НЕ закрыты самим по себе — см. §0 и Шаг 7. Известный артефакт: zero-pad последнего BLK-блока даёт спад am в ~последних 0.06s (косметика, на метрику почти не влияет).

Шаг 7 — BandConfig A/B/γ (level-path ctx+0x188) live-захват под конкретные конфиги

Структурная LUT-кривая FUN_180563a60 (A/B/γ). Снято для render_long (A=−24/B=28/γ=1) и t1kq (то же), но для остальных тестов не захвачено. Метод автоматизирован (NOTES_CAPTURE.md). Захватить для t1k_b1f / al / dual-конфигов → реальные A/B/γ → это закрывает уровневую зависимость, которую bridge-LUT не может (F1 closure). Критерий: mean кап-нагрузки al/t1k ≤ 0.3 dB.

Шаг 8 — Стерео M8 + полный pipeline (P4/P5)

Финальный рендер stereo (link/balance/LR-vs-MS) по M8 и межполосное суммирование. Все текущие рендеры mono. Для bit-exact графа нужны стерео-рендеры как мишени. ВНИМАНИЕ: FUN_1805316e0 = writer коэффициентов полос, НЕ комбинер масок — точка межполосного суммирования масок/acc ещё не локализована (см. пере-скоуп Шага 2). Критерий: verify_bit_exact.py — побайтовое совпадение данных-чанка WAV.

---

2. Что НЕ делать (подводные камни из дока)

• НЕ вводить эмпирию там, где есть декомп. Каждый параметр — из декомп-адреса или live-таблицы, иначе пометить EMPIRICAL и в «осталось» (золотое правило AGENTS).
• НЕ делать combine в bridge-final-gain домене — F2 показал регресс 4.68/5.22. Combine/exp2 живут в reduction/exp2-домене реальной цепочки.
• НЕ менять Pchip-LUT в bridge — регрессирует весь корпус (F1, параметрич. хуже). Bridge — только запасной вариант, пока структурная цепочка не пройдёт Шаг 1-2.
• НЕ использовать битые 24-bit загрузчики — метрика render_parity.py:43 правильная (x>=0x800000 => x−0x1000000). В тестовых скриптах использовать тот же код.

3. Риски и время

• Доминирующий риск: дорогой структурный перенос (Шаг 1-2) может снова регрессировать ниже bridge, как Phase B. Митигация: валидировать каждый под-шаг (IIR1 отдельно, blend отдельно) на t1kq, не коммитить пока не ≥ bridge.
• DSP-FFT (Шаг 5) — multi-week само по себе. Но НЕ блокирует Шаги 1-4.
• Стерео (Шаг 8) — новая мишень-корпус, больше рендеров.
• Оценка: Шаги 1-4 (монопуть) — 1-2 недели. Шаг 5 — до 3 недель. Шаги 6-8 — 1-2 недели. До полной байтовой парности — ориентировочно 1-2 месяца с аккуратным монофокусом.

4. Точка входа для следующей сессии

1. Прочитать AGENTS.md, этот BITEXACT_PLAN.md, handoff/NOTES_LEVEL.md:820-840 (точная цепочка) + апдейты 20j/21a/21b/21c (IIR3 bidi, combine-семантика, структурный корпус) и dsp/rt_mask_tables.hpp / dsp/rt_weights.hpp (live-таблицы).
2. Собрать: cmake --build dsp/build --target render48k framed_test.
3. Бейзлайны: python3 scripts/corpus.py (bridge, 62 случая, §0) и python3 scripts/corpus_structural.py --vs-bridge scripts/baseline_bridge.json (структурная цепь на внутренней сетке).
4. ПРИОРИТЕТ (закрытие разрыва формы кривой редукции): a. СТАТИКА: hunt clamp/насыщения в level-пути — vminpd/vmaxpd/minsd/maxsd в FUN_18052d650 (IIR1), инлайн IIR2, scale-шаг; семантика FUN_180323f20 и depth-скаляра 0x540888. Если clamp найден — транскрибировать, smoke + корпус. b. Если статика исчерпана — Шаг 7: live-захват BandConfig ctx+0x188 по NOTES_CAPTURE.md; сначала разрешить противоречие A/B/γ между сессиями (render_long/t1kq: −24/28/1 vs fit по точкам рефов: −13.78/68.29/0.344).