VP8: unroll MB mode decoding tree
[ffmpeg.git] / libavcodec / dirac.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2007 Marco Gerards <marco@gnu.org>
3  * Copyright (C) 2009 David Conrad
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 /**
23  * @file
24  * Dirac Decoder
25  * @author Marco Gerards <marco@gnu.org>
26  */
27
28 #include "dirac.h"
29 #include "avcodec.h"
30 #include "golomb.h"
31 #include "mpeg12data.h"
32
33 // defaults for source parameters
34 static const dirac_source_params dirac_source_parameters_defaults[] = {
35     { 640,  480,  2, 0, 0, 1,  1, 640,  480,  0, 0, 1, 0 },
36     { 176,  120,  2, 0, 0, 9,  2, 176,  120,  0, 0, 1, 1 },
37     { 176,  144,  2, 0, 1, 10, 3, 176,  144,  0, 0, 1, 2 },
38     { 352,  240,  2, 0, 0, 9,  2, 352,  240,  0, 0, 1, 1 },
39     { 352,  288,  2, 0, 1, 10, 3, 352,  288,  0, 0, 1, 2 },
40     { 704,  480,  2, 0, 0, 9,  2, 704,  480,  0, 0, 1, 1 },
41     { 704,  576,  2, 0, 1, 10, 3, 704,  576,  0, 0, 1, 2 },
42     { 720,  480,  1, 1, 0, 4,  2, 704,  480,  8, 0, 3, 1 },
43     { 720,  576,  1, 1, 1, 3,  3, 704,  576,  8, 0, 3, 2 },
44
45     { 1280, 720,  1, 0, 1, 7,  1, 1280, 720,  0, 0, 3, 3 },
46     { 1280, 720,  1, 0, 1, 6,  1, 1280, 720,  0, 0, 3, 3 },
47     { 1920, 1080, 1, 1, 1, 4,  1, 1920, 1080, 0, 0, 3, 3 },
48     { 1920, 1080, 1, 1, 1, 3,  1, 1920, 1080, 0, 0, 3, 3 },
49     { 1920, 1080, 1, 0, 1, 7,  1, 1920, 1080, 0, 0, 3, 3 },
50     { 1920, 1080, 1, 0, 1, 6,  1, 1920, 1080, 0, 0, 3, 3 },
51     { 2048, 1080, 0, 0, 1, 2,  1, 2048, 1080, 0, 0, 4, 4 },
52     { 4096, 2160, 0, 0, 1, 2,  1, 4096, 2160, 0, 0, 4, 4 },
53
54     { 3840, 2160, 1, 0, 1, 7,  1, 3840, 2160, 0, 0, 3, 3 },
55     { 3840, 2160, 1, 0, 1, 6,  1, 3840, 2160, 0, 0, 3, 3 },
56     { 7680, 4320, 1, 0, 1, 7,  1, 3840, 2160, 0, 0, 3, 3 },
57     { 7680, 4320, 1, 0, 1, 6,  1, 3840, 2160, 0, 0, 3, 3 },
58 };
59
60 static const AVRational dirac_preset_aspect_ratios[] = {
61     {1, 1},
62     {10, 11},
63     {12, 11},
64     {40, 33},
65     {16, 11},
66     {4, 3},
67 };
68
69 static const AVRational dirac_frame_rate[] = {
70     {15000, 1001},
71     {25, 2},
72 };
73
74 static const struct {
75     uint8_t             bitdepth;
76     enum AVColorRange   color_range;
77 } pixel_range_presets[] = {
78     {8,  AVCOL_RANGE_JPEG},
79     {8,  AVCOL_RANGE_MPEG},
80     {10, AVCOL_RANGE_MPEG},
81     {12, AVCOL_RANGE_MPEG},
82 };
83
84 static const enum AVColorPrimaries dirac_primaries[] = {
85     AVCOL_PRI_BT709,
86     AVCOL_PRI_SMPTE170M,
87     AVCOL_PRI_BT470BG,
88 };
89
90 static const struct {
91     enum AVColorPrimaries color_primaries;
92     enum AVColorSpace colorspace;
93     enum AVColorTransferCharacteristic color_trc;
94 } dirac_color_presets[] = {
95     { AVCOL_PRI_BT709,     AVCOL_SPC_BT709,   AVCOL_TRC_BT709 },
96     { AVCOL_PRI_SMPTE170M, AVCOL_SPC_BT470BG, AVCOL_TRC_BT709 },
97     { AVCOL_PRI_BT470BG,   AVCOL_SPC_BT470BG, AVCOL_TRC_BT709 },
98     { AVCOL_PRI_BT709,     AVCOL_SPC_BT709,   AVCOL_TRC_BT709 },
99     { AVCOL_PRI_BT709,     AVCOL_SPC_BT709,   AVCOL_TRC_UNSPECIFIED /* DCinema */ },
100 };
101
102 static const enum PixelFormat dirac_pix_fmt[2][3] = {
103     { PIX_FMT_YUV444P,  PIX_FMT_YUV422P,  PIX_FMT_YUV420P  },
104     { PIX_FMT_YUVJ444P, PIX_FMT_YUVJ422P, PIX_FMT_YUVJ420P },
105 };
106
107 static int parse_source_parameters(AVCodecContext *avctx, GetBitContext *gb,
108                                    dirac_source_params *source)
109 {
110     AVRational frame_rate = (AVRational){0,0};
111     unsigned luma_depth = 8, luma_offset = 16;
112     int idx;
113
114     if (get_bits1(gb)) {
115         source->width  = svq3_get_ue_golomb(gb);
116         source->height = svq3_get_ue_golomb(gb);
117     }
118
119     // chroma subsampling
120     if (get_bits1(gb))
121         source->chroma_format = svq3_get_ue_golomb(gb);
122     if (source->chroma_format > 2) {
123         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown chroma format %d\n",
124                source->chroma_format);
125         return -1;
126     }
127
128     if (get_bits1(gb))
129         source->interlaced = svq3_get_ue_golomb(gb);
130     if (source->interlaced > 1)
131         return -1;
132
133     // frame rate
134     if (get_bits1(gb)) {
135         source->frame_rate_index = svq3_get_ue_golomb(gb);
136
137         if (source->frame_rate_index > 10)
138             return -1;
139
140         if (!source->frame_rate_index) {
141             frame_rate.num = svq3_get_ue_golomb(gb);
142             frame_rate.den = svq3_get_ue_golomb(gb);
143         }
144     }
145     if (source->frame_rate_index > 0) {
146         if (source->frame_rate_index <= 8)
147             frame_rate = ff_frame_rate_tab[source->frame_rate_index];
148         else
149             frame_rate = dirac_frame_rate[source->frame_rate_index-9];
150     }
151     av_reduce(&avctx->time_base.num, &avctx->time_base.den,
152               frame_rate.den, frame_rate.num, 1<<30);
153
154     // aspect ratio
155     if (get_bits1(gb)) {
156         source->aspect_ratio_index = svq3_get_ue_golomb(gb);
157
158         if (source->aspect_ratio_index > 6)
159             return -1;
160
161         if (!source->aspect_ratio_index) {
162             avctx->sample_aspect_ratio.num = svq3_get_ue_golomb(gb);
163             avctx->sample_aspect_ratio.den = svq3_get_ue_golomb(gb);
164         }
165     }
166     if (source->aspect_ratio_index > 0)
167         avctx->sample_aspect_ratio =
168                 dirac_preset_aspect_ratios[source->aspect_ratio_index-1];
169
170     if (get_bits1(gb)) {
171         source->clean_width        = svq3_get_ue_golomb(gb);
172         source->clean_height       = svq3_get_ue_golomb(gb);
173         source->clean_left_offset  = svq3_get_ue_golomb(gb);
174         source->clean_right_offset = svq3_get_ue_golomb(gb);
175     }
176
177     // Override signal range.
178     if (get_bits1(gb)) {
179         source->pixel_range_index = svq3_get_ue_golomb(gb);
180
181         if (source->pixel_range_index > 4)
182             return -1;
183
184         // This assumes either fullrange or MPEG levels only
185         if (!source->pixel_range_index) {
186             luma_offset = svq3_get_ue_golomb(gb);
187             luma_depth  = av_log2(svq3_get_ue_golomb(gb))+1;
188             svq3_get_ue_golomb(gb); // chroma offset
189             svq3_get_ue_golomb(gb); // chroma excursion
190
191             avctx->color_range = luma_offset ? AVCOL_RANGE_MPEG : AVCOL_RANGE_JPEG;
192         }
193     }
194     if (source->pixel_range_index > 0) {
195         idx                = source->pixel_range_index-1;
196         luma_depth         = pixel_range_presets[idx].bitdepth;
197         avctx->color_range = pixel_range_presets[idx].color_range;
198     }
199
200     if (luma_depth > 8)
201         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Bitdepth greater than 8");
202
203     avctx->pix_fmt = dirac_pix_fmt[!luma_offset][source->chroma_format];
204
205     // color spec
206     if (get_bits1(gb)) {
207         idx = source->color_spec_index = svq3_get_ue_golomb(gb);
208
209         if (source->color_spec_index > 4)
210             return -1;
211
212         avctx->color_primaries = dirac_color_presets[idx].color_primaries;
213         avctx->colorspace      = dirac_color_presets[idx].colorspace;
214         avctx->color_trc       = dirac_color_presets[idx].color_trc;
215
216         if (!source->color_spec_index) {
217             if (get_bits1(gb)) {
218                 idx = svq3_get_ue_golomb(gb);
219                 if (idx < 3)
220                     avctx->color_primaries = dirac_primaries[idx];
221             }
222
223             if (get_bits1(gb)) {
224                 idx = svq3_get_ue_golomb(gb);
225                 if (!idx)
226                     avctx->colorspace = AVCOL_SPC_BT709;
227                 else if (idx == 1)
228                     avctx->colorspace = AVCOL_SPC_BT470BG;
229             }
230
231             if (get_bits1(gb) && !svq3_get_ue_golomb(gb))
232                 avctx->color_trc = AVCOL_TRC_BT709;
233         }
234     } else {
235         idx = source->color_spec_index;
236         avctx->color_primaries = dirac_color_presets[idx].color_primaries;
237         avctx->colorspace      = dirac_color_presets[idx].colorspace;
238         avctx->color_trc       = dirac_color_presets[idx].color_trc;
239     }
240
241     return 0;
242 }
243
244 int ff_dirac_parse_sequence_header(AVCodecContext *avctx, GetBitContext *gb,
245                                    dirac_source_params *source)
246 {
247     unsigned version_major, version_minor;
248     unsigned video_format, picture_coding_mode;
249
250     version_major  = svq3_get_ue_golomb(gb);
251     version_minor  = svq3_get_ue_golomb(gb);
252     avctx->profile = svq3_get_ue_golomb(gb);
253     avctx->level   = svq3_get_ue_golomb(gb);
254     video_format   = svq3_get_ue_golomb(gb);
255
256     if (version_major < 2)
257         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Stream is old and may not work\n");
258     else if (version_major > 2)
259         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Stream may have unhandled features\n");
260
261     if (video_format > 20)
262         return -1;
263
264     // Fill in defaults for the source parameters.
265     *source = dirac_source_parameters_defaults[video_format];
266
267     // Override the defaults.
268     if (parse_source_parameters(avctx, gb, source))
269         return -1;
270
271     if (avcodec_check_dimensions(avctx, source->width, source->height))
272         return -1;
273
274     avcodec_set_dimensions(avctx, source->width, source->height);
275
276     // currently only used to signal field coding
277     picture_coding_mode = svq3_get_ue_golomb(gb);
278     if (picture_coding_mode != 0) {
279         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported picture coding mode %d",
280                picture_coding_mode);
281         return -1;
282     }
283     return 0;
284 }