h264: 4:2:2 intra decoding support
[ffmpeg.git] / libavcodec / h264idct_template.c
1 /*
2  * H.264 IDCT
3  * Copyright (c) 2004-2011 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
4  *
5  * This file is part of Libav.
6  *
7  * Libav 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  * Libav 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 Libav; 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  * H.264 IDCT.
25  * @author Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
26  */
27
28 #include "bit_depth_template.c"
29
30 #ifndef AVCODEC_H264IDCT_INTERNAL_H
31 #define AVCODEC_H264IDCT_INTERNAL_H
32 //FIXME this table is a duplicate from h264data.h, and will be removed once the tables from, h264 have been split
33 static const uint8_t scan8[16*3]={
34  4+ 1*8, 5+ 1*8, 4+ 2*8, 5+ 2*8,
35  6+ 1*8, 7+ 1*8, 6+ 2*8, 7+ 2*8,
36  4+ 3*8, 5+ 3*8, 4+ 4*8, 5+ 4*8,
37  6+ 3*8, 7+ 3*8, 6+ 4*8, 7+ 4*8,
38  4+ 6*8, 5+ 6*8, 4+ 7*8, 5+ 7*8,
39  6+ 6*8, 7+ 6*8, 6+ 7*8, 7+ 7*8,
40  4+ 8*8, 5+ 8*8, 4+ 9*8, 5+ 9*8,
41  6+ 8*8, 7+ 8*8, 6+ 9*8, 7+ 9*8,
42  4+11*8, 5+11*8, 4+12*8, 5+12*8,
43  6+11*8, 7+11*8, 6+12*8, 7+12*8,
44  4+13*8, 5+13*8, 4+14*8, 5+14*8,
45  6+13*8, 7+13*8, 6+14*8, 7+14*8
46 };
47 #endif
48
49 void FUNCC(ff_h264_idct_add)(uint8_t *_dst, DCTELEM *_block, int stride)
50 {
51     int i;
52     INIT_CLIP
53     pixel *dst = (pixel*)_dst;
54     dctcoef *block = (dctcoef*)_block;
55     stride /= sizeof(pixel);
56
57     block[0] += 1 << 5;
58
59     for(i=0; i<4; i++){
60         const int z0=  block[i + 4*0]     +  block[i + 4*2];
61         const int z1=  block[i + 4*0]     -  block[i + 4*2];
62         const int z2= (block[i + 4*1]>>1) -  block[i + 4*3];
63         const int z3=  block[i + 4*1]     + (block[i + 4*3]>>1);
64
65         block[i + 4*0]= z0 + z3;
66         block[i + 4*1]= z1 + z2;
67         block[i + 4*2]= z1 - z2;
68         block[i + 4*3]= z0 - z3;
69     }
70
71     for(i=0; i<4; i++){
72         const int z0=  block[0 + 4*i]     +  block[2 + 4*i];
73         const int z1=  block[0 + 4*i]     -  block[2 + 4*i];
74         const int z2= (block[1 + 4*i]>>1) -  block[3 + 4*i];
75         const int z3=  block[1 + 4*i]     + (block[3 + 4*i]>>1);
76
77         dst[i + 0*stride]= CLIP(dst[i + 0*stride] + ((z0 + z3) >> 6));
78         dst[i + 1*stride]= CLIP(dst[i + 1*stride] + ((z1 + z2) >> 6));
79         dst[i + 2*stride]= CLIP(dst[i + 2*stride] + ((z1 - z2) >> 6));
80         dst[i + 3*stride]= CLIP(dst[i + 3*stride] + ((z0 - z3) >> 6));
81     }
82 }
83
84 void FUNCC(ff_h264_idct8_add)(uint8_t *_dst, DCTELEM *_block, int stride){
85     int i;
86     INIT_CLIP
87     pixel *dst = (pixel*)_dst;
88     dctcoef *block = (dctcoef*)_block;
89     stride /= sizeof(pixel);
90
91     block[0] += 32;
92
93     for( i = 0; i < 8; i++ )
94     {
95         const int a0 =  block[i+0*8] + block[i+4*8];
96         const int a2 =  block[i+0*8] - block[i+4*8];
97         const int a4 = (block[i+2*8]>>1) - block[i+6*8];
98         const int a6 = (block[i+6*8]>>1) + block[i+2*8];
99
100         const int b0 = a0 + a6;
101         const int b2 = a2 + a4;
102         const int b4 = a2 - a4;
103         const int b6 = a0 - a6;
104
105         const int a1 = -block[i+3*8] + block[i+5*8] - block[i+7*8] - (block[i+7*8]>>1);
106         const int a3 =  block[i+1*8] + block[i+7*8] - block[i+3*8] - (block[i+3*8]>>1);
107         const int a5 = -block[i+1*8] + block[i+7*8] + block[i+5*8] + (block[i+5*8]>>1);
108         const int a7 =  block[i+3*8] + block[i+5*8] + block[i+1*8] + (block[i+1*8]>>1);
109
110         const int b1 = (a7>>2) + a1;
111         const int b3 =  a3 + (a5>>2);
112         const int b5 = (a3>>2) - a5;
113         const int b7 =  a7 - (a1>>2);
114
115         block[i+0*8] = b0 + b7;
116         block[i+7*8] = b0 - b7;
117         block[i+1*8] = b2 + b5;
118         block[i+6*8] = b2 - b5;
119         block[i+2*8] = b4 + b3;
120         block[i+5*8] = b4 - b3;
121         block[i+3*8] = b6 + b1;
122         block[i+4*8] = b6 - b1;
123     }
124     for( i = 0; i < 8; i++ )
125     {
126         const int a0 =  block[0+i*8] + block[4+i*8];
127         const int a2 =  block[0+i*8] - block[4+i*8];
128         const int a4 = (block[2+i*8]>>1) - block[6+i*8];
129         const int a6 = (block[6+i*8]>>1) + block[2+i*8];
130
131         const int b0 = a0 + a6;
132         const int b2 = a2 + a4;
133         const int b4 = a2 - a4;
134         const int b6 = a0 - a6;
135
136         const int a1 = -block[3+i*8] + block[5+i*8] - block[7+i*8] - (block[7+i*8]>>1);
137         const int a3 =  block[1+i*8] + block[7+i*8] - block[3+i*8] - (block[3+i*8]>>1);
138         const int a5 = -block[1+i*8] + block[7+i*8] + block[5+i*8] + (block[5+i*8]>>1);
139         const int a7 =  block[3+i*8] + block[5+i*8] + block[1+i*8] + (block[1+i*8]>>1);
140
141         const int b1 = (a7>>2) + a1;
142         const int b3 =  a3 + (a5>>2);
143         const int b5 = (a3>>2) - a5;
144         const int b7 =  a7 - (a1>>2);
145
146         dst[i + 0*stride] = CLIP( dst[i + 0*stride] + ((b0 + b7) >> 6) );
147         dst[i + 1*stride] = CLIP( dst[i + 1*stride] + ((b2 + b5) >> 6) );
148         dst[i + 2*stride] = CLIP( dst[i + 2*stride] + ((b4 + b3) >> 6) );
149         dst[i + 3*stride] = CLIP( dst[i + 3*stride] + ((b6 + b1) >> 6) );
150         dst[i + 4*stride] = CLIP( dst[i + 4*stride] + ((b6 - b1) >> 6) );
151         dst[i + 5*stride] = CLIP( dst[i + 5*stride] + ((b4 - b3) >> 6) );
152         dst[i + 6*stride] = CLIP( dst[i + 6*stride] + ((b2 - b5) >> 6) );
153         dst[i + 7*stride] = CLIP( dst[i + 7*stride] + ((b0 - b7) >> 6) );
154     }
155 }
156
157 // assumes all AC coefs are 0
158 void FUNCC(ff_h264_idct_dc_add)(uint8_t *_dst, DCTELEM *block, int stride){
159     int i, j;
160     int dc = (((dctcoef*)block)[0] + 32) >> 6;
161     INIT_CLIP
162     pixel *dst = (pixel*)_dst;
163     stride /= sizeof(pixel);
164     for( j = 0; j < 4; j++ )
165     {
166         for( i = 0; i < 4; i++ )
167             dst[i] = CLIP( dst[i] + dc );
168         dst += stride;
169     }
170 }
171
172 void FUNCC(ff_h264_idct8_dc_add)(uint8_t *_dst, DCTELEM *block, int stride){
173     int i, j;
174     int dc = (((dctcoef*)block)[0] + 32) >> 6;
175     INIT_CLIP
176     pixel *dst = (pixel*)_dst;
177     stride /= sizeof(pixel);
178     for( j = 0; j < 8; j++ )
179     {
180         for( i = 0; i < 8; i++ )
181             dst[i] = CLIP( dst[i] + dc );
182         dst += stride;
183     }
184 }
185
186 void FUNCC(ff_h264_idct_add16)(uint8_t *dst, const int *block_offset, DCTELEM *block, int stride, const uint8_t nnzc[15*8]){
187     int i;
188     for(i=0; i<16; i++){
189         int nnz = nnzc[ scan8[i] ];
190         if(nnz){
191             if(nnz==1 && ((dctcoef*)block)[i*16]) FUNCC(ff_h264_idct_dc_add)(dst + block_offset[i], block + i*16*sizeof(pixel), stride);
192             else                                  FUNCC(ff_h264_idct_add   )(dst + block_offset[i], block + i*16*sizeof(pixel), stride);
193         }
194     }
195 }
196
197 void FUNCC(ff_h264_idct_add16intra)(uint8_t *dst, const int *block_offset, DCTELEM *block, int stride, const uint8_t nnzc[15*8]){
198     int i;
199     for(i=0; i<16; i++){
200         if(nnzc[ scan8[i] ])             FUNCC(ff_h264_idct_add   )(dst + block_offset[i], block + i*16*sizeof(pixel), stride);
201         else if(((dctcoef*)block)[i*16]) FUNCC(ff_h264_idct_dc_add)(dst + block_offset[i], block + i*16*sizeof(pixel), stride);
202     }
203 }
204
205 void FUNCC(ff_h264_idct8_add4)(uint8_t *dst, const int *block_offset, DCTELEM *block, int stride, const uint8_t nnzc[15*8]){
206     int i;
207     for(i=0; i<16; i+=4){
208         int nnz = nnzc[ scan8[i] ];
209         if(nnz){
210             if(nnz==1 && ((dctcoef*)block)[i*16]) FUNCC(ff_h264_idct8_dc_add)(dst + block_offset[i], block + i*16*sizeof(pixel), stride);
211             else                                  FUNCC(ff_h264_idct8_add   )(dst + block_offset[i], block + i*16*sizeof(pixel), stride);
212         }
213     }
214 }
215
216 void FUNCC(ff_h264_idct_add8)(uint8_t **dest, const int *block_offset, DCTELEM *block, int stride, const uint8_t nnzc[15*8]){
217     int i, j;
218     for(j=1; j<3; j++){
219         for(i=j*16; i<j*16+4; i++){
220             if(nnzc[ scan8[i] ])
221                 FUNCC(ff_h264_idct_add   )(dest[j-1] + block_offset[i], block + i*16*sizeof(pixel), stride);
222             else if(((dctcoef*)block)[i*16])
223                 FUNCC(ff_h264_idct_dc_add)(dest[j-1] + block_offset[i], block + i*16*sizeof(pixel), stride);
224         }
225     }
226 }
227
228 void FUNCC(ff_h264_idct_add8_422)(uint8_t **dest, const int *block_offset, DCTELEM *block, int stride, const uint8_t nnzc[15*8]){
229     int i, j;
230
231     for(j=1; j<3; j++){
232         for(i=j*16; i<j*16+4; i++){
233             if(nnzc[ scan8[i] ])
234                 FUNCC(ff_h264_idct_add   )(dest[j-1] + block_offset[i], block + i*16*sizeof(pixel), stride);
235             else if(((dctcoef*)block)[i*16])
236                 FUNCC(ff_h264_idct_dc_add)(dest[j-1] + block_offset[i], block + i*16*sizeof(pixel), stride);
237         }
238     }
239
240     for(j=1; j<3; j++){
241         for(i=j*16+4; i<j*16+8; i++){
242             if(nnzc[ scan8[i+4] ])
243                 FUNCC(ff_h264_idct_add   )(dest[j-1] + block_offset[i+4], block + i*16*sizeof(pixel), stride);
244             else if(((dctcoef*)block)[i*16])
245                 FUNCC(ff_h264_idct_dc_add)(dest[j-1] + block_offset[i+4], block + i*16*sizeof(pixel), stride);
246         }
247     }
248 }
249
250 /**
251  * IDCT transforms the 16 dc values and dequantizes them.
252  * @param qmul quantization parameter
253  */
254 void FUNCC(ff_h264_luma_dc_dequant_idct)(DCTELEM *_output, DCTELEM *_input, int qmul){
255 #define stride 16
256     int i;
257     int temp[16];
258     static const uint8_t x_offset[4]={0, 2*stride, 8*stride, 10*stride};
259     dctcoef *input = (dctcoef*)_input;
260     dctcoef *output = (dctcoef*)_output;
261
262     for(i=0; i<4; i++){
263         const int z0= input[4*i+0] + input[4*i+1];
264         const int z1= input[4*i+0] - input[4*i+1];
265         const int z2= input[4*i+2] - input[4*i+3];
266         const int z3= input[4*i+2] + input[4*i+3];
267
268         temp[4*i+0]= z0+z3;
269         temp[4*i+1]= z0-z3;
270         temp[4*i+2]= z1-z2;
271         temp[4*i+3]= z1+z2;
272     }
273
274     for(i=0; i<4; i++){
275         const int offset= x_offset[i];
276         const int z0= temp[4*0+i] + temp[4*2+i];
277         const int z1= temp[4*0+i] - temp[4*2+i];
278         const int z2= temp[4*1+i] - temp[4*3+i];
279         const int z3= temp[4*1+i] + temp[4*3+i];
280
281         output[stride* 0+offset]= ((((z0 + z3)*qmul + 128 ) >> 8));
282         output[stride* 1+offset]= ((((z1 + z2)*qmul + 128 ) >> 8));
283         output[stride* 4+offset]= ((((z1 - z2)*qmul + 128 ) >> 8));
284         output[stride* 5+offset]= ((((z0 - z3)*qmul + 128 ) >> 8));
285     }
286 #undef stride
287 }
288
289 void FUNCC(ff_h264_chroma422_dc_dequant_idct)(DCTELEM *_block, int qmul){
290     const int stride= 16*2;
291     const int xStride= 16;
292     int i;
293     int temp[8];
294     static const uint8_t x_offset[2]={0, 16};
295     dctcoef *block = (dctcoef*)_block;
296
297     for(i=0; i<4; i++){
298         temp[2*i+0] = block[stride*i + xStride*0] + block[stride*i + xStride*1];
299         temp[2*i+1] = block[stride*i + xStride*0] - block[stride*i + xStride*1];
300     }
301
302     for(i=0; i<2; i++){
303         const int offset= x_offset[i];
304         const int z0= temp[2*0+i] + temp[2*2+i];
305         const int z1= temp[2*0+i] - temp[2*2+i];
306         const int z2= temp[2*1+i] - temp[2*3+i];
307         const int z3= temp[2*1+i] + temp[2*3+i];
308
309         block[stride*0+offset]= ((z0 + z3)*qmul + 128) >> 8;
310         block[stride*1+offset]= ((z1 + z2)*qmul + 128) >> 8;
311         block[stride*2+offset]= ((z1 - z2)*qmul + 128) >> 8;
312         block[stride*3+offset]= ((z0 - z3)*qmul + 128) >> 8;
313     }
314 }
315
316 void FUNCC(ff_h264_chroma_dc_dequant_idct)(DCTELEM *_block, int qmul){
317     const int stride= 16*2;
318     const int xStride= 16;
319     int a,b,c,d,e;
320     dctcoef *block = (dctcoef*)_block;
321
322     a= block[stride*0 + xStride*0];
323     b= block[stride*0 + xStride*1];
324     c= block[stride*1 + xStride*0];
325     d= block[stride*1 + xStride*1];
326
327     e= a-b;
328     a= a+b;
329     b= c-d;
330     c= c+d;
331
332     block[stride*0 + xStride*0]= ((a+c)*qmul) >> 7;
333     block[stride*0 + xStride*1]= ((e+b)*qmul) >> 7;
334     block[stride*1 + xStride*0]= ((a-c)*qmul) >> 7;
335     block[stride*1 + xStride*1]= ((e-b)*qmul) >> 7;
336 }