c3c32864c5a90d4c3e5b767fe229c765d7ba7361
[ffmpeg.git] / libavcodec / dv.c
1 /*
2  * DV decoder
3  * Copyright (c) 2002 Fabrice Bellard
4  * Copyright (c) 2004 Roman Shaposhnik
5  *
6  * DV encoder
7  * Copyright (c) 2003 Roman Shaposhnik
8  *
9  * 50 Mbps (DVCPRO50) support
10  * Copyright (c) 2006 Daniel Maas <dmaas@maasdigital.com>
11  *
12  * 100 Mbps (DVCPRO HD) support
13  * Initial code by Daniel Maas <dmaas@maasdigital.com> (funded by BBC R&D)
14  * Final code by Roman Shaposhnik
15  *
16  * Many thanks to Dan Dennedy <dan@dennedy.org> for providing wealth
17  * of DV technical info.
18  *
19  * This file is part of FFmpeg.
20  *
21  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
22  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
23  * License as published by the Free Software Foundation; either
24  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
25  *
26  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
27  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
28  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
29  * Lesser General Public License for more details.
30  *
31  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
32  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
33  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
34  */
35
36 /**
37  * @file
38  * DV codec.
39  */
40
41 #include "libavutil/internal.h"
42 #include "libavutil/pixdesc.h"
43 #include "avcodec.h"
44 #include "get_bits.h"
45 #include "internal.h"
46 #include "put_bits.h"
47 #include "simple_idct.h"
48 #include "dvdata.h"
49 #include "dv.h"
50
51 /* XXX: also include quantization */
52 RL_VLC_ELEM ff_dv_rl_vlc[1184];
53
54 static inline void dv_calc_mb_coordinates(const DVprofile *d, int chan, int seq, int slot,
55                                           uint16_t *tbl)
56 {
57     static const uint8_t off[] = { 2, 6, 8, 0, 4 };
58     static const uint8_t shuf1[] = { 36, 18, 54, 0, 72 };
59     static const uint8_t shuf2[] = { 24, 12, 36, 0, 48 };
60     static const uint8_t shuf3[] = { 18, 9, 27, 0, 36 };
61
62     static const uint8_t l_start[] = {0, 4, 9, 13, 18, 22, 27, 31, 36, 40};
63     static const uint8_t l_start_shuffled[] = { 9, 4, 13, 0, 18 };
64
65     static const uint8_t serpent1[] = {0, 1, 2, 2, 1, 0,
66                                        0, 1, 2, 2, 1, 0,
67                                        0, 1, 2, 2, 1, 0,
68                                        0, 1, 2, 2, 1, 0,
69                                        0, 1, 2};
70     static const uint8_t serpent2[] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 5, 4, 3, 2, 1, 0,
71                                        0, 1, 2, 3, 4, 5, 5, 4, 3, 2, 1, 0,
72                                        0, 1, 2, 3, 4, 5};
73
74     static const uint8_t remap[][2] = {{ 0, 0}, { 0, 0}, { 0, 0}, { 0, 0}, /* dummy */
75                                        { 0, 0}, { 0, 1}, { 0, 2}, { 0, 3}, {10, 0},
76                                        {10, 1}, {10, 2}, {10, 3}, {20, 0}, {20, 1},
77                                        {20, 2}, {20, 3}, {30, 0}, {30, 1}, {30, 2},
78                                        {30, 3}, {40, 0}, {40, 1}, {40, 2}, {40, 3},
79                                        {50, 0}, {50, 1}, {50, 2}, {50, 3}, {60, 0},
80                                        {60, 1}, {60, 2}, {60, 3}, {70, 0}, {70, 1},
81                                        {70, 2}, {70, 3}, { 0,64}, { 0,65}, { 0,66},
82                                        {10,64}, {10,65}, {10,66}, {20,64}, {20,65},
83                                        {20,66}, {30,64}, {30,65}, {30,66}, {40,64},
84                                        {40,65}, {40,66}, {50,64}, {50,65}, {50,66},
85                                        {60,64}, {60,65}, {60,66}, {70,64}, {70,65},
86                                        {70,66}, { 0,67}, {20,67}, {40,67}, {60,67}};
87
88     int i, k, m;
89     int x, y, blk;
90
91     for (m=0; m<5; m++) {
92          switch (d->width) {
93          case 1440:
94               blk = (chan*11+seq)*27+slot;
95
96               if (chan == 0 && seq == 11) {
97                   x = m*27+slot;
98                   if (x<90) {
99                       y = 0;
100                   } else {
101                       x = (x - 90)*2;
102                       y = 67;
103                   }
104               } else {
105                   i = (4*chan + blk + off[m])%11;
106                   k = (blk/11)%27;
107
108                   x = shuf1[m] + (chan&1)*9 + k%9;
109                   y = (i*3+k/9)*2 + (chan>>1) + 1;
110               }
111               tbl[m] = (x<<1)|(y<<9);
112               break;
113          case 1280:
114               blk = (chan*10+seq)*27+slot;
115
116               i = (4*chan + (seq/5) + 2*blk + off[m])%10;
117               k = (blk/5)%27;
118
119               x = shuf1[m]+(chan&1)*9 + k%9;
120               y = (i*3+k/9)*2 + (chan>>1) + 4;
121
122               if (x >= 80) {
123                   x = remap[y][0]+((x-80)<<(y>59));
124                   y = remap[y][1];
125               }
126               tbl[m] = (x<<1)|(y<<9);
127               break;
128        case 960:
129               blk = (chan*10+seq)*27+slot;
130
131               i = (4*chan + (seq/5) + 2*blk + off[m])%10;
132               k = (blk/5)%27 + (i&1)*3;
133
134               x = shuf2[m] + k%6 + 6*(chan&1);
135               y = l_start[i] + k/6 + 45*(chan>>1);
136               tbl[m] = (x<<1)|(y<<9);
137               break;
138         case 720:
139               switch (d->pix_fmt) {
140               case AV_PIX_FMT_YUV422P:
141                    x = shuf3[m] + slot/3;
142                    y = serpent1[slot] +
143                        ((((seq + off[m]) % d->difseg_size)<<1) + chan)*3;
144                    tbl[m] = (x<<1)|(y<<8);
145                    break;
146               case AV_PIX_FMT_YUV420P:
147                    x = shuf3[m] + slot/3;
148                    y = serpent1[slot] +
149                        ((seq + off[m]) % d->difseg_size)*3;
150                    tbl[m] = (x<<1)|(y<<9);
151                    break;
152               case AV_PIX_FMT_YUV411P:
153                    i = (seq + off[m]) % d->difseg_size;
154                    k = slot + ((m==1||m==2)?3:0);
155
156                    x = l_start_shuffled[m] + k/6;
157                    y = serpent2[k] + i*6;
158                    if (x>21)
159                        y = y*2 - i*6;
160                    tbl[m] = (x<<2)|(y<<8);
161                    break;
162               }
163         default:
164               break;
165         }
166     }
167 }
168
169 /* quantization quanta by QNO for DV100 */
170 static const uint8_t dv100_qstep[16] = {
171     1, /* QNO = 0 and 1 both have no quantization */
172     1,
173     2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 16, 18, 20, 22, 24, 28, 52
174 };
175
176 static const uint8_t dv_quant_areas[4]  = { 6, 21, 43, 64 };
177
178 int ff_dv_init_dynamic_tables(DVVideoContext *ctx, const DVprofile *d)
179 {
180     int j,i,c,s,p;
181     uint32_t *factor1, *factor2;
182     const int *iweight1, *iweight2;
183
184     p = i = 0;
185     for (c = 0; c < d->n_difchan; c++) {
186         for (s = 0; s < d->difseg_size; s++) {
187             p += 6;
188             for (j = 0; j < 27; j++) {
189                 p += !(j % 3);
190                 if (!(DV_PROFILE_IS_1080i50(d) && c != 0 && s == 11) &&
191                     !(DV_PROFILE_IS_720p50(d) && s > 9)) {
192                       dv_calc_mb_coordinates(d, c, s, j, &ctx->work_chunks[i].mb_coordinates[0]);
193                       ctx->work_chunks[i++].buf_offset = p;
194                 }
195                 p += 5;
196             }
197         }
198     }
199
200     factor1 = &ctx->idct_factor[0];
201     factor2 = &ctx->idct_factor[DV_PROFILE_IS_HD(d) ? 4096 : 2816];
202     if (d->height == 720) {
203         iweight1 = &ff_dv_iweight_720_y[0];
204         iweight2 = &ff_dv_iweight_720_c[0];
205     } else {
206         iweight1 = &ff_dv_iweight_1080_y[0];
207         iweight2 = &ff_dv_iweight_1080_c[0];
208     }
209     if (DV_PROFILE_IS_HD(d)) {
210         for (c = 0; c < 4; c++) {
211             for (s = 0; s < 16; s++) {
212                 for (i = 0; i < 64; i++) {
213                     *factor1++ = (dv100_qstep[s] << (c + 9)) * iweight1[i];
214                     *factor2++ = (dv100_qstep[s] << (c + 9)) * iweight2[i];
215                 }
216             }
217         }
218     } else {
219         iweight1 = &ff_dv_iweight_88[0];
220         for (j = 0; j < 2; j++, iweight1 = &ff_dv_iweight_248[0]) {
221             for (s = 0; s < 22; s++) {
222                 for (i = c = 0; c < 4; c++) {
223                     for (; i < dv_quant_areas[c]; i++) {
224                         *factor1   = iweight1[i] << (ff_dv_quant_shifts[s][c] + 1);
225                         *factor2++ = (*factor1++) << 1;
226                     }
227                 }
228             }
229         }
230     }
231
232     return 0;
233 }
234
235 av_cold int ff_dvvideo_init(AVCodecContext *avctx)
236 {
237     DVVideoContext *s = avctx->priv_data;
238     DSPContext dsp;
239     static int done = 0;
240     int i, j;
241
242     if (!done) {
243         VLC dv_vlc;
244         uint16_t new_dv_vlc_bits[NB_DV_VLC*2];
245         uint8_t  new_dv_vlc_len[NB_DV_VLC*2];
246         uint8_t  new_dv_vlc_run[NB_DV_VLC*2];
247         int16_t  new_dv_vlc_level[NB_DV_VLC*2];
248
249         done = 1;
250
251         /* it's faster to include sign bit in a generic VLC parsing scheme */
252         for (i = 0, j = 0; i < NB_DV_VLC; i++, j++) {
253             new_dv_vlc_bits[j]  = ff_dv_vlc_bits[i];
254             new_dv_vlc_len[j]   = ff_dv_vlc_len[i];
255             new_dv_vlc_run[j]   = ff_dv_vlc_run[i];
256             new_dv_vlc_level[j] = ff_dv_vlc_level[i];
257
258             if (ff_dv_vlc_level[i]) {
259                 new_dv_vlc_bits[j] <<= 1;
260                 new_dv_vlc_len[j]++;
261
262                 j++;
263                 new_dv_vlc_bits[j]  = (ff_dv_vlc_bits[i] << 1) | 1;
264                 new_dv_vlc_len[j]   =  ff_dv_vlc_len[i] + 1;
265                 new_dv_vlc_run[j]   =  ff_dv_vlc_run[i];
266                 new_dv_vlc_level[j] = -ff_dv_vlc_level[i];
267             }
268         }
269
270         /* NOTE: as a trick, we use the fact the no codes are unused
271            to accelerate the parsing of partial codes */
272         init_vlc(&dv_vlc, TEX_VLC_BITS, j,
273                  new_dv_vlc_len, 1, 1, new_dv_vlc_bits, 2, 2, 0);
274         av_assert1(dv_vlc.table_size == 1184);
275
276         for (i = 0; i < dv_vlc.table_size; i++){
277             int code = dv_vlc.table[i][0];
278             int len  = dv_vlc.table[i][1];
279             int level, run;
280
281             if (len < 0){ //more bits needed
282                 run   = 0;
283                 level = code;
284             } else {
285                 run   = new_dv_vlc_run  [code] + 1;
286                 level = new_dv_vlc_level[code];
287             }
288             ff_dv_rl_vlc[i].len   = len;
289             ff_dv_rl_vlc[i].level = level;
290             ff_dv_rl_vlc[i].run   = run;
291         }
292         ff_free_vlc(&dv_vlc);
293     }
294
295     /* Generic DSP setup */
296     memset(&dsp,0, sizeof(dsp));
297     ff_dsputil_init(&dsp, avctx);
298     ff_set_cmp(&dsp, dsp.ildct_cmp, avctx->ildct_cmp);
299     s->get_pixels = dsp.get_pixels;
300     s->ildct_cmp = dsp.ildct_cmp[5];
301
302     /* 88DCT setup */
303     s->fdct[0]     = dsp.fdct;
304     s->idct_put[0] = dsp.idct_put;
305     for (i = 0; i < 64; i++)
306        s->dv_zigzag[0][i] = dsp.idct_permutation[ff_zigzag_direct[i]];
307
308     /* 248DCT setup */
309     s->fdct[1]     = dsp.fdct248;
310     s->idct_put[1] = ff_simple_idct248_put;  // FIXME: need to add it to DSP
311     if (avctx->lowres){
312         for (i = 0; i < 64; i++){
313             int j = ff_dv_zigzag248_direct[i];
314             s->dv_zigzag[1][i] = dsp.idct_permutation[(j & 7) + (j & 8) * 4 + (j & 48) / 2];
315         }
316     }else
317         memcpy(s->dv_zigzag[1], ff_dv_zigzag248_direct, sizeof(s->dv_zigzag[1]));
318
319     s->avctx = avctx;
320     avctx->chroma_sample_location = AVCHROMA_LOC_TOPLEFT;
321
322     return 0;
323 }
324