Merge remote-tracking branch 'qatar/master'
[ffmpeg.git] / libavcodec / h263.c
1 /*
2  * H263/MPEG4 backend for encoder and decoder
3  * Copyright (c) 2000,2001 Fabrice Bellard
4  * H263+ support.
5  * Copyright (c) 2001 Juan J. Sierralta P
6  * Copyright (c) 2002-2004 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
7  *
8  * This file is part of FFmpeg.
9  *
10  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
11  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
12  * License as published by the Free Software Foundation; either
13  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
14  *
15  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
16  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
18  * Lesser General Public License for more details.
19  *
20  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
21  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
22  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
23  */
24
25 /**
26  * @file
27  * h263/mpeg4 codec.
28  */
29
30 //#define DEBUG
31 #include <limits.h>
32
33 #include "dsputil.h"
34 #include "avcodec.h"
35 #include "mpegvideo.h"
36 #include "h263.h"
37 #include "h263data.h"
38 #include "mathops.h"
39 #include "unary.h"
40 #include "flv.h"
41 #include "mpeg4video.h"
42
43 //#undef NDEBUG
44 //#include <assert.h>
45
46 uint8_t ff_h263_static_rl_table_store[2][2][2*MAX_RUN + MAX_LEVEL + 3];
47
48
49 void ff_h263_update_motion_val(MpegEncContext * s){
50     const int mb_xy = s->mb_y * s->mb_stride + s->mb_x;
51                //FIXME a lot of that is only needed for !low_delay
52     const int wrap = s->b8_stride;
53     const int xy = s->block_index[0];
54
55     s->current_picture.f.mbskip_table[mb_xy] = s->mb_skipped;
56
57     if(s->mv_type != MV_TYPE_8X8){
58         int motion_x, motion_y;
59         if (s->mb_intra) {
60             motion_x = 0;
61             motion_y = 0;
62         } else if (s->mv_type == MV_TYPE_16X16) {
63             motion_x = s->mv[0][0][0];
64             motion_y = s->mv[0][0][1];
65         } else /*if (s->mv_type == MV_TYPE_FIELD)*/ {
66             int i;
67             motion_x = s->mv[0][0][0] + s->mv[0][1][0];
68             motion_y = s->mv[0][0][1] + s->mv[0][1][1];
69             motion_x = (motion_x>>1) | (motion_x&1);
70             for(i=0; i<2; i++){
71                 s->p_field_mv_table[i][0][mb_xy][0]= s->mv[0][i][0];
72                 s->p_field_mv_table[i][0][mb_xy][1]= s->mv[0][i][1];
73             }
74             s->current_picture.f.ref_index[0][4*mb_xy    ] =
75             s->current_picture.f.ref_index[0][4*mb_xy + 1] = s->field_select[0][0];
76             s->current_picture.f.ref_index[0][4*mb_xy + 2] =
77             s->current_picture.f.ref_index[0][4*mb_xy + 3] = s->field_select[0][1];
78         }
79
80         /* no update if 8X8 because it has been done during parsing */
81         s->current_picture.f.motion_val[0][xy][0]            = motion_x;
82         s->current_picture.f.motion_val[0][xy][1]            = motion_y;
83         s->current_picture.f.motion_val[0][xy + 1][0]        = motion_x;
84         s->current_picture.f.motion_val[0][xy + 1][1]        = motion_y;
85         s->current_picture.f.motion_val[0][xy + wrap][0]     = motion_x;
86         s->current_picture.f.motion_val[0][xy + wrap][1]     = motion_y;
87         s->current_picture.f.motion_val[0][xy + 1 + wrap][0] = motion_x;
88         s->current_picture.f.motion_val[0][xy + 1 + wrap][1] = motion_y;
89     }
90
91     if(s->encoding){ //FIXME encoding MUST be cleaned up
92         if (s->mv_type == MV_TYPE_8X8)
93             s->current_picture.f.mb_type[mb_xy] = MB_TYPE_L0 | MB_TYPE_8x8;
94         else if(s->mb_intra)
95             s->current_picture.f.mb_type[mb_xy] = MB_TYPE_INTRA;
96         else
97             s->current_picture.f.mb_type[mb_xy] = MB_TYPE_L0 | MB_TYPE_16x16;
98     }
99 }
100
101 int ff_h263_pred_dc(MpegEncContext * s, int n, int16_t **dc_val_ptr)
102 {
103     int x, y, wrap, a, c, pred_dc;
104     int16_t *dc_val;
105
106     /* find prediction */
107     if (n < 4) {
108         x = 2 * s->mb_x + (n & 1);
109         y = 2 * s->mb_y + ((n & 2) >> 1);
110         wrap = s->b8_stride;
111         dc_val = s->dc_val[0];
112     } else {
113         x = s->mb_x;
114         y = s->mb_y;
115         wrap = s->mb_stride;
116         dc_val = s->dc_val[n - 4 + 1];
117     }
118     /* B C
119      * A X
120      */
121     a = dc_val[(x - 1) + (y) * wrap];
122     c = dc_val[(x) + (y - 1) * wrap];
123
124     /* No prediction outside GOB boundary */
125     if(s->first_slice_line && n!=3){
126         if(n!=2) c= 1024;
127         if(n!=1 && s->mb_x == s->resync_mb_x) a= 1024;
128     }
129     /* just DC prediction */
130     if (a != 1024 && c != 1024)
131         pred_dc = (a + c) >> 1;
132     else if (a != 1024)
133         pred_dc = a;
134     else
135         pred_dc = c;
136
137     /* we assume pred is positive */
138     *dc_val_ptr = &dc_val[x + y * wrap];
139     return pred_dc;
140 }
141
142 void ff_h263_loop_filter(MpegEncContext * s){
143     int qp_c;
144     const int linesize  = s->linesize;
145     const int uvlinesize= s->uvlinesize;
146     const int xy = s->mb_y * s->mb_stride + s->mb_x;
147     uint8_t *dest_y = s->dest[0];
148     uint8_t *dest_cb= s->dest[1];
149     uint8_t *dest_cr= s->dest[2];
150
151 //    if(s->pict_type==AV_PICTURE_TYPE_B && !s->readable) return;
152
153     /*
154        Diag Top
155        Left Center
156     */
157     if (!IS_SKIP(s->current_picture.f.mb_type[xy])) {
158         qp_c= s->qscale;
159         s->dsp.h263_v_loop_filter(dest_y+8*linesize  , linesize, qp_c);
160         s->dsp.h263_v_loop_filter(dest_y+8*linesize+8, linesize, qp_c);
161     }else
162         qp_c= 0;
163
164     if(s->mb_y){
165         int qp_dt, qp_tt, qp_tc;
166
167         if (IS_SKIP(s->current_picture.f.mb_type[xy - s->mb_stride]))
168             qp_tt=0;
169         else
170             qp_tt = s->current_picture.f.qscale_table[xy - s->mb_stride];
171
172         if(qp_c)
173             qp_tc= qp_c;
174         else
175             qp_tc= qp_tt;
176
177         if(qp_tc){
178             const int chroma_qp= s->chroma_qscale_table[qp_tc];
179             s->dsp.h263_v_loop_filter(dest_y  ,   linesize, qp_tc);
180             s->dsp.h263_v_loop_filter(dest_y+8,   linesize, qp_tc);
181
182             s->dsp.h263_v_loop_filter(dest_cb , uvlinesize, chroma_qp);
183             s->dsp.h263_v_loop_filter(dest_cr , uvlinesize, chroma_qp);
184         }
185
186         if(qp_tt)
187             s->dsp.h263_h_loop_filter(dest_y-8*linesize+8  ,   linesize, qp_tt);
188
189         if(s->mb_x){
190             if (qp_tt || IS_SKIP(s->current_picture.f.mb_type[xy - 1 - s->mb_stride]))
191                 qp_dt= qp_tt;
192             else
193                 qp_dt = s->current_picture.f.qscale_table[xy - 1 - s->mb_stride];
194
195             if(qp_dt){
196                 const int chroma_qp= s->chroma_qscale_table[qp_dt];
197                 s->dsp.h263_h_loop_filter(dest_y -8*linesize  ,   linesize, qp_dt);
198                 s->dsp.h263_h_loop_filter(dest_cb-8*uvlinesize, uvlinesize, chroma_qp);
199                 s->dsp.h263_h_loop_filter(dest_cr-8*uvlinesize, uvlinesize, chroma_qp);
200             }
201         }
202     }
203
204     if(qp_c){
205         s->dsp.h263_h_loop_filter(dest_y +8,   linesize, qp_c);
206         if(s->mb_y + 1 == s->mb_height)
207             s->dsp.h263_h_loop_filter(dest_y+8*linesize+8,   linesize, qp_c);
208     }
209
210     if(s->mb_x){
211         int qp_lc;
212         if (qp_c || IS_SKIP(s->current_picture.f.mb_type[xy - 1]))
213             qp_lc= qp_c;
214         else
215             qp_lc = s->current_picture.f.qscale_table[xy - 1];
216
217         if(qp_lc){
218             s->dsp.h263_h_loop_filter(dest_y,   linesize, qp_lc);
219             if(s->mb_y + 1 == s->mb_height){
220                 const int chroma_qp= s->chroma_qscale_table[qp_lc];
221                 s->dsp.h263_h_loop_filter(dest_y +8*  linesize,   linesize, qp_lc);
222                 s->dsp.h263_h_loop_filter(dest_cb             , uvlinesize, chroma_qp);
223                 s->dsp.h263_h_loop_filter(dest_cr             , uvlinesize, chroma_qp);
224             }
225         }
226     }
227 }
228
229 void ff_h263_pred_acdc(MpegEncContext * s, DCTELEM *block, int n)
230 {
231     int x, y, wrap, a, c, pred_dc, scale, i;
232     int16_t *dc_val, *ac_val, *ac_val1;
233
234     /* find prediction */
235     if (n < 4) {
236         x = 2 * s->mb_x + (n & 1);
237         y = 2 * s->mb_y + (n>> 1);
238         wrap = s->b8_stride;
239         dc_val = s->dc_val[0];
240         ac_val = s->ac_val[0][0];
241         scale = s->y_dc_scale;
242     } else {
243         x = s->mb_x;
244         y = s->mb_y;
245         wrap = s->mb_stride;
246         dc_val = s->dc_val[n - 4 + 1];
247         ac_val = s->ac_val[n - 4 + 1][0];
248         scale = s->c_dc_scale;
249     }
250
251     ac_val += ((y) * wrap + (x)) * 16;
252     ac_val1 = ac_val;
253
254     /* B C
255      * A X
256      */
257     a = dc_val[(x - 1) + (y) * wrap];
258     c = dc_val[(x) + (y - 1) * wrap];
259
260     /* No prediction outside GOB boundary */
261     if(s->first_slice_line && n!=3){
262         if(n!=2) c= 1024;
263         if(n!=1 && s->mb_x == s->resync_mb_x) a= 1024;
264     }
265
266     if (s->ac_pred) {
267         pred_dc = 1024;
268         if (s->h263_aic_dir) {
269             /* left prediction */
270             if (a != 1024) {
271                 ac_val -= 16;
272                 for(i=1;i<8;i++) {
273                     block[s->dsp.idct_permutation[i<<3]] += ac_val[i];
274                 }
275                 pred_dc = a;
276             }
277         } else {
278             /* top prediction */
279             if (c != 1024) {
280                 ac_val -= 16 * wrap;
281                 for(i=1;i<8;i++) {
282                     block[s->dsp.idct_permutation[i   ]] += ac_val[i + 8];
283                 }
284                 pred_dc = c;
285             }
286         }
287     } else {
288         /* just DC prediction */
289         if (a != 1024 && c != 1024)
290             pred_dc = (a + c) >> 1;
291         else if (a != 1024)
292             pred_dc = a;
293         else
294             pred_dc = c;
295     }
296
297     /* we assume pred is positive */
298     block[0]=block[0]*scale + pred_dc;
299
300     if (block[0] < 0)
301         block[0] = 0;
302     else
303         block[0] |= 1;
304
305     /* Update AC/DC tables */
306     dc_val[(x) + (y) * wrap] = block[0];
307
308     /* left copy */
309     for(i=1;i<8;i++)
310         ac_val1[i    ] = block[s->dsp.idct_permutation[i<<3]];
311     /* top copy */
312     for(i=1;i<8;i++)
313         ac_val1[8 + i] = block[s->dsp.idct_permutation[i   ]];
314 }
315
316 int16_t *ff_h263_pred_motion(MpegEncContext * s, int block, int dir,
317                              int *px, int *py)
318 {
319     int wrap;
320     int16_t *A, *B, *C, (*mot_val)[2];
321     static const int off[4]= {2, 1, 1, -1};
322
323     wrap = s->b8_stride;
324     mot_val = s->current_picture.f.motion_val[dir] + s->block_index[block];
325
326     A = mot_val[ - 1];
327     /* special case for first (slice) line */
328     if (s->first_slice_line && block<3) {
329         // we can't just change some MVs to simulate that as we need them for the B frames (and ME)
330         // and if we ever support non rectangular objects than we need to do a few ifs here anyway :(
331         if(block==0){ //most common case
332             if(s->mb_x  == s->resync_mb_x){ //rare
333                 *px= *py = 0;
334             }else if(s->mb_x + 1 == s->resync_mb_x && s->h263_pred){ //rare
335                 C = mot_val[off[block] - wrap];
336                 if(s->mb_x==0){
337                     *px = C[0];
338                     *py = C[1];
339                 }else{
340                     *px = mid_pred(A[0], 0, C[0]);
341                     *py = mid_pred(A[1], 0, C[1]);
342                 }
343             }else{
344                 *px = A[0];
345                 *py = A[1];
346             }
347         }else if(block==1){
348             if(s->mb_x + 1 == s->resync_mb_x && s->h263_pred){ //rare
349                 C = mot_val[off[block] - wrap];
350                 *px = mid_pred(A[0], 0, C[0]);
351                 *py = mid_pred(A[1], 0, C[1]);
352             }else{
353                 *px = A[0];
354                 *py = A[1];
355             }
356         }else{ /* block==2*/
357             B = mot_val[ - wrap];
358             C = mot_val[off[block] - wrap];
359             if(s->mb_x == s->resync_mb_x) //rare
360                 A[0]=A[1]=0;
361
362             *px = mid_pred(A[0], B[0], C[0]);
363             *py = mid_pred(A[1], B[1], C[1]);
364         }
365     } else {
366         B = mot_val[ - wrap];
367         C = mot_val[off[block] - wrap];
368         *px = mid_pred(A[0], B[0], C[0]);
369         *py = mid_pred(A[1], B[1], C[1]);
370     }
371     return *mot_val;
372 }
373
374
375 /**
376  * Get the GOB height based on picture height.
377  */
378 int ff_h263_get_gob_height(MpegEncContext *s){
379     if (s->height <= 400)
380         return 1;
381     else if (s->height <= 800)
382         return  2;
383     else
384         return 4;
385 }