Merge commit 'ee0ebd3c1412fdd9d80aa97c98d1a20b893f1f47'
[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
44 #include "avcodec.h"
45 #include "dv.h"
46 #include "dvdata.h"
47 #include "get_bits.h"
48 #include "internal.h"
49 #include "put_bits.h"
50 #include "simple_idct.h"
51
52 /* XXX: also include quantization */
53 RL_VLC_ELEM ff_dv_rl_vlc[1184];
54
55 static inline void dv_calc_mb_coordinates(const AVDVProfile *d, int chan,
56                                           int seq, int slot, uint16_t *tbl)
57 {
58     static const uint8_t off[]   = {  2,  6,  8, 0,  4 };
59     static const uint8_t shuf1[] = { 36, 18, 54, 0, 72 };
60     static const uint8_t shuf2[] = { 24, 12, 36, 0, 48 };
61     static const uint8_t shuf3[] = { 18,  9, 27, 0, 36 };
62
63     static const uint8_t l_start[]          = { 0, 4, 9, 13, 18, 22, 27, 31, 36, 40 };
64     static const uint8_t l_start_shuffled[] = { 9, 4, 13, 0, 18 };
65
66     static const uint8_t serpent1[] = {
67         0, 1, 2, 2, 1, 0,
68         0, 1, 2, 2, 1, 0,
69         0, 1, 2, 2, 1, 0,
70         0, 1, 2, 2, 1, 0,
71         0, 1, 2
72     };
73     static const uint8_t serpent2[] = {
74         0, 1, 2, 3, 4, 5, 5, 4, 3, 2, 1, 0,
75         0, 1, 2, 3, 4, 5, 5, 4, 3, 2, 1, 0,
76         0, 1, 2, 3, 4, 5
77     };
78
79     static const uint8_t remap[][2] = {
80         {  0,  0 }, {  0,  0 }, {  0,  0 }, {  0,  0 }, /* dummy */
81         {  0,  0 }, {  0,  1 }, {  0,  2 }, {  0,  3 }, { 10,  0 },
82         { 10,  1 }, { 10,  2 }, { 10,  3 }, { 20,  0 }, { 20,  1 },
83         { 20,  2 }, { 20,  3 }, { 30,  0 }, { 30,  1 }, { 30,  2 },
84         { 30,  3 }, { 40,  0 }, { 40,  1 }, { 40,  2 }, { 40,  3 },
85         { 50,  0 }, { 50,  1 }, { 50,  2 }, { 50,  3 }, { 60,  0 },
86         { 60,  1 }, { 60,  2 }, { 60,  3 }, { 70,  0 }, { 70,  1 },
87         { 70,  2 }, { 70,  3 }, {  0, 64 }, {  0, 65 }, {  0, 66 },
88         { 10, 64 }, { 10, 65 }, { 10, 66 }, { 20, 64 }, { 20, 65 },
89         { 20, 66 }, { 30, 64 }, { 30, 65 }, { 30, 66 }, { 40, 64 },
90         { 40, 65 }, { 40, 66 }, { 50, 64 }, { 50, 65 }, { 50, 66 },
91         { 60, 64 }, { 60, 65 }, { 60, 66 }, { 70, 64 }, { 70, 65 },
92         { 70, 66 }, {  0, 67 }, { 20, 67 }, { 40, 67 }, { 60, 67 }
93     };
94
95     int i, k, m;
96     int x, y, blk;
97
98     for (m = 0; m < 5; m++) {
99         switch (d->width) {
100         case 1440:
101             blk = (chan * 11 + seq) * 27 + slot;
102
103             if (chan == 0 && seq == 11) {
104                 x = m * 27 + slot;
105                 if (x < 90) {
106                     y = 0;
107                 } else {
108                     x = (x - 90) * 2;
109                     y = 67;
110                 }
111             } else {
112                 i = (4 * chan + blk + off[m]) % 11;
113                 k = (blk / 11) % 27;
114
115                 x = shuf1[m] + (chan & 1) * 9 + k % 9;
116                 y = (i * 3 + k / 9) * 2 + (chan >> 1) + 1;
117             }
118             tbl[m] = (x << 1) | (y << 9);
119             break;
120         case 1280:
121             blk = (chan * 10 + seq) * 27 + slot;
122
123             i = (4 * chan + (seq / 5) + 2 * blk + off[m]) % 10;
124             k = (blk / 5) % 27;
125
126             x = shuf1[m] + (chan & 1) * 9 + k % 9;
127             y = (i * 3 + k / 9) * 2 + (chan >> 1) + 4;
128
129             if (x >= 80) {
130                 x = remap[y][0] + ((x - 80) << (y > 59));
131                 y = remap[y][1];
132             }
133             tbl[m] = (x << 1) | (y << 9);
134             break;
135         case 960:
136             blk = (chan * 10 + seq) * 27 + slot;
137
138             i = (4 * chan + (seq / 5) + 2 * blk + off[m]) % 10;
139             k = (blk / 5) % 27 + (i & 1) * 3;
140
141             x      = shuf2[m]   + k % 6 +  6 * (chan  & 1);
142             y      = l_start[i] + k / 6 + 45 * (chan >> 1);
143             tbl[m] = (x << 1) | (y << 9);
144             break;
145         case 720:
146             switch (d->pix_fmt) {
147             case AV_PIX_FMT_YUV422P:
148                 x = shuf3[m] + slot / 3;
149                 y = serpent1[slot] +
150                     ((((seq + off[m]) % d->difseg_size) << 1) + chan) * 3;
151                 tbl[m] = (x << 1) | (y << 8);
152                 break;
153             case AV_PIX_FMT_YUV420P:
154                 x = shuf3[m] + slot / 3;
155                 y = serpent1[slot] +
156                     ((seq + off[m]) % d->difseg_size) * 3;
157                 tbl[m] = (x << 1) | (y << 9);
158                 break;
159             case AV_PIX_FMT_YUV411P:
160                 i = (seq + off[m]) % d->difseg_size;
161                 k = slot + ((m == 1 || m == 2) ? 3 : 0);
162
163                 x = l_start_shuffled[m] + k / 6;
164                 y = serpent2[k] + i * 6;
165                 if (x > 21)
166                     y = y * 2 - i * 6;
167                 tbl[m] = (x << 2) | (y << 8);
168                 break;
169             }
170         default:
171             break;
172         }
173     }
174 }
175
176 /* quantization quanta by QNO for DV100 */
177 static const uint8_t dv100_qstep[16] = {
178     1, /* QNO = 0 and 1 both have no quantization */
179     1,
180     2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 16, 18, 20, 22, 24, 28, 52
181 };
182
183 static const uint8_t dv_quant_areas[4] = { 6, 21, 43, 64 };
184
185 int ff_dv_init_dynamic_tables(DVVideoContext *ctx, const AVDVProfile *d)
186 {
187     int j, i, c, s, p;
188     uint32_t *factor1, *factor2;
189     const int *iweight1, *iweight2;
190
191     p = i = 0;
192     for (c = 0; c < d->n_difchan; c++) {
193         for (s = 0; s < d->difseg_size; s++) {
194             p += 6;
195             for (j = 0; j < 27; j++) {
196                 p += !(j % 3);
197                 if (!(DV_PROFILE_IS_1080i50(d) && c != 0 && s == 11) &&
198                     !(DV_PROFILE_IS_720p50(d) && s > 9)) {
199                     dv_calc_mb_coordinates(d, c, s, j, &ctx->work_chunks[i].mb_coordinates[0]);
200                     ctx->work_chunks[i++].buf_offset = p;
201                 }
202                 p += 5;
203             }
204         }
205     }
206
207     factor1 = &ctx->idct_factor[0];
208     factor2 = &ctx->idct_factor[DV_PROFILE_IS_HD(d) ? 4096 : 2816];
209     if (d->height == 720) {
210         iweight1 = &ff_dv_iweight_720_y[0];
211         iweight2 = &ff_dv_iweight_720_c[0];
212     } else {
213         iweight1 = &ff_dv_iweight_1080_y[0];
214         iweight2 = &ff_dv_iweight_1080_c[0];
215     }
216     if (DV_PROFILE_IS_HD(d)) {
217         for (c = 0; c < 4; c++) {
218             for (s = 0; s < 16; s++) {
219                 for (i = 0; i < 64; i++) {
220                     *factor1++ = (dv100_qstep[s] << (c + 9)) * iweight1[i];
221                     *factor2++ = (dv100_qstep[s] << (c + 9)) * iweight2[i];
222                 }
223             }
224         }
225     } else {
226         iweight1 = &ff_dv_iweight_88[0];
227         for (j = 0; j < 2; j++, iweight1 = &ff_dv_iweight_248[0]) {
228             for (s = 0; s < 22; s++) {
229                 for (i = c = 0; c < 4; c++) {
230                     for (; i < dv_quant_areas[c]; i++) {
231                         *factor1   = iweight1[i] << (ff_dv_quant_shifts[s][c] + 1);
232                         *factor2++ = (*factor1++) << 1;
233                     }
234                 }
235             }
236         }
237     }
238
239     return 0;
240 }
241
242 av_cold int ff_dvvideo_init(AVCodecContext *avctx)
243 {
244     DVVideoContext *s = avctx->priv_data;
245     static int done = 0;
246     int i, j;
247
248     if (!done) {
249         VLC dv_vlc;
250         uint16_t  new_dv_vlc_bits[NB_DV_VLC * 2];
251         uint8_t    new_dv_vlc_len[NB_DV_VLC * 2];
252         uint8_t    new_dv_vlc_run[NB_DV_VLC * 2];
253         int16_t  new_dv_vlc_level[NB_DV_VLC * 2];
254
255         done = 1;
256
257         /* it's faster to include sign bit in a generic VLC parsing scheme */
258         for (i = 0, j = 0; i < NB_DV_VLC; i++, j++) {
259             new_dv_vlc_bits[j]  = ff_dv_vlc_bits[i];
260             new_dv_vlc_len[j]   = ff_dv_vlc_len[i];
261             new_dv_vlc_run[j]   = ff_dv_vlc_run[i];
262             new_dv_vlc_level[j] = ff_dv_vlc_level[i];
263
264             if (ff_dv_vlc_level[i]) {
265                 new_dv_vlc_bits[j] <<= 1;
266                 new_dv_vlc_len[j]++;
267
268                 j++;
269                 new_dv_vlc_bits[j]  = (ff_dv_vlc_bits[i] << 1) | 1;
270                 new_dv_vlc_len[j]   =  ff_dv_vlc_len[i] + 1;
271                 new_dv_vlc_run[j]   =  ff_dv_vlc_run[i];
272                 new_dv_vlc_level[j] = -ff_dv_vlc_level[i];
273             }
274         }
275
276         /* NOTE: as a trick, we use the fact the no codes are unused
277          * to accelerate the parsing of partial codes */
278         init_vlc(&dv_vlc, TEX_VLC_BITS, j, new_dv_vlc_len,
279                  1, 1, new_dv_vlc_bits, 2, 2, 0);
280         av_assert1(dv_vlc.table_size == 1184);
281
282         for (i = 0; i < dv_vlc.table_size; i++) {
283             int code = dv_vlc.table[i][0];
284             int len  = dv_vlc.table[i][1];
285             int level, run;
286
287             if (len < 0) { // more bits needed
288                 run   = 0;
289                 level = code;
290             } else {
291                 run   = new_dv_vlc_run[code] + 1;
292                 level = new_dv_vlc_level[code];
293             }
294             ff_dv_rl_vlc[i].len   = len;
295             ff_dv_rl_vlc[i].level = level;
296             ff_dv_rl_vlc[i].run   = run;
297         }
298         ff_free_vlc(&dv_vlc);
299     }
300
301     s->avctx = avctx;
302     avctx->chroma_sample_location = AVCHROMA_LOC_TOPLEFT;
303
304     return 0;
305 }
306