Replace FFmpeg with Libav in licence headers
[ffmpeg.git] / libavcodec / ivi_dsp.c
1 /*
2  * DSP functions for Indeo Video Interactive codecs (Indeo4 and Indeo5)
3  *
4  * Copyright (c) 2009 Maxim Poliakovski
5  *
6  * This file is part of Libav.
7  *
8  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
10  * License as published by the Free Software Foundation; either
11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
12  *
13  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
16  * Lesser General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
19  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
21  */
22
23 /**
24  * @file
25  * DSP functions (inverse transforms, motion compensation, wavelet recompostions)
26  * for Indeo Video Interactive codecs.
27  */
28
29 #include "avcodec.h"
30 #include "dsputil.h"
31 #include "dwt.h"
32 #include "ivi_common.h"
33 #include "ivi_dsp.h"
34
35 void ff_ivi_recompose53(const IVIPlaneDesc *plane, uint8_t *dst,
36                         const int dst_pitch, const int num_bands)
37 {
38     int             x, y, indx;
39     int32_t         p0, p1, p2, p3, tmp0, tmp1, tmp2;
40     int32_t         b0_1, b0_2, b1_1, b1_2, b1_3, b2_1, b2_2, b2_3, b2_4, b2_5, b2_6;
41     int32_t         b3_1, b3_2, b3_3, b3_4, b3_5, b3_6, b3_7, b3_8, b3_9;
42     int32_t         pitch, back_pitch;
43     const IDWTELEM *b0_ptr, *b1_ptr, *b2_ptr, *b3_ptr;
44
45     /* all bands should have the same pitch */
46     pitch = plane->bands[0].pitch;
47
48     /* pixels at the position "y-1" will be set to pixels at the "y" for the 1st iteration */
49     back_pitch = 0;
50
51     /* get pointers to the wavelet bands */
52     b0_ptr = plane->bands[0].buf;
53     b1_ptr = plane->bands[1].buf;
54     b2_ptr = plane->bands[2].buf;
55     b3_ptr = plane->bands[3].buf;
56
57     for (y = 0; y < plane->height; y += 2) {
58         /* load storage variables with values */
59         if (num_bands > 0) {
60             b0_1 = b0_ptr[0];
61             b0_2 = b0_ptr[pitch];
62         }
63
64         if (num_bands > 1) {
65             b1_1 = b1_ptr[back_pitch];
66             b1_2 = b1_ptr[0];
67             b1_3 = b1_1 - b1_2*6 + b1_ptr[pitch];
68         }
69
70         if (num_bands > 2) {
71             b2_2 = b2_ptr[0];     // b2[x,  y  ]
72             b2_3 = b2_2;          // b2[x+1,y  ] = b2[x,y]
73             b2_5 = b2_ptr[pitch]; // b2[x  ,y+1]
74             b2_6 = b2_5;          // b2[x+1,y+1] = b2[x,y+1]
75         }
76
77         if (num_bands > 3) {
78             b3_2 = b3_ptr[back_pitch]; // b3[x  ,y-1]
79             b3_3 = b3_2;               // b3[x+1,y-1] = b3[x  ,y-1]
80             b3_5 = b3_ptr[0];          // b3[x  ,y  ]
81             b3_6 = b3_5;               // b3[x+1,y  ] = b3[x  ,y  ]
82             b3_8 = b3_2 - b3_5*6 + b3_ptr[pitch];
83             b3_9 = b3_8;
84         }
85
86         for (x = 0, indx = 0; x < plane->width; x+=2, indx++) {
87             /* some values calculated in the previous iterations can */
88             /* be reused in the next ones, so do appropriate copying */
89             b2_1 = b2_2; // b2[x-1,y  ] = b2[x,  y  ]
90             b2_2 = b2_3; // b2[x  ,y  ] = b2[x+1,y  ]
91             b2_4 = b2_5; // b2[x-1,y+1] = b2[x  ,y+1]
92             b2_5 = b2_6; // b2[x  ,y+1] = b2[x+1,y+1]
93             b3_1 = b3_2; // b3[x-1,y-1] = b3[x  ,y-1]
94             b3_2 = b3_3; // b3[x  ,y-1] = b3[x+1,y-1]
95             b3_4 = b3_5; // b3[x-1,y  ] = b3[x  ,y  ]
96             b3_5 = b3_6; // b3[x  ,y  ] = b3[x+1,y  ]
97             b3_7 = b3_8; // vert_HPF(x-1)
98             b3_8 = b3_9; // vert_HPF(x  )
99
100             p0 = p1 = p2 = p3 = 0;
101
102             /* process the LL-band by applying LPF both vertically and horizontally */
103             if (num_bands > 0) {
104                 tmp0 = b0_1;
105                 tmp2 = b0_2;
106                 b0_1 = b0_ptr[indx+1];
107                 b0_2 = b0_ptr[pitch+indx+1];
108                 tmp1 = tmp0 + b0_1;
109
110                 p0 =  tmp0 << 4;
111                 p1 =  tmp1 << 3;
112                 p2 = (tmp0 + tmp2) << 3;
113                 p3 = (tmp1 + tmp2 + b0_2) << 2;
114             }
115
116             /* process the HL-band by applying HPF vertically and LPF horizontally */
117             if (num_bands > 1) {
118                 tmp0 = b1_2;
119                 tmp1 = b1_1;
120                 b1_2 = b1_ptr[indx+1];
121                 b1_1 = b1_ptr[back_pitch+indx+1];
122
123                 tmp2 = tmp1 - tmp0*6 + b1_3;
124                 b1_3 = b1_1 - b1_2*6 + b1_ptr[pitch+indx+1];
125
126                 p0 += (tmp0 + tmp1) << 3;
127                 p1 += (tmp0 + tmp1 + b1_1 + b1_2) << 2;
128                 p2 +=  tmp2 << 2;
129                 p3 += (tmp2 + b1_3) << 1;
130             }
131
132             /* process the LH-band by applying LPF vertically and HPF horizontally */
133             if (num_bands > 2) {
134                 b2_3 = b2_ptr[indx+1];
135                 b2_6 = b2_ptr[pitch+indx+1];
136
137                 tmp0 = b2_1 + b2_2;
138                 tmp1 = b2_1 - b2_2*6 + b2_3;
139
140                 p0 += tmp0 << 3;
141                 p1 += tmp1 << 2;
142                 p2 += (tmp0 + b2_4 + b2_5) << 2;
143                 p3 += (tmp1 + b2_4 - b2_5*6 + b2_6) << 1;
144             }
145
146             /* process the HH-band by applying HPF both vertically and horizontally */
147             if (num_bands > 3) {
148                 b3_6 = b3_ptr[indx+1];            // b3[x+1,y  ]
149                 b3_3 = b3_ptr[back_pitch+indx+1]; // b3[x+1,y-1]
150
151                 tmp0 = b3_1 + b3_4;
152                 tmp1 = b3_2 + b3_5;
153                 tmp2 = b3_3 + b3_6;
154
155                 b3_9 = b3_3 - b3_6*6 + b3_ptr[pitch+indx+1];
156
157                 p0 += (tmp0 + tmp1) << 2;
158                 p1 += (tmp0 - tmp1*6 + tmp2) << 1;
159                 p2 += (b3_7 + b3_8) << 1;
160                 p3 +=  b3_7 - b3_8*6 + b3_9;
161             }
162
163             /* output four pixels */
164             dst[x]             = av_clip_uint8((p0 >> 6) + 128);
165             dst[x+1]           = av_clip_uint8((p1 >> 6) + 128);
166             dst[dst_pitch+x]   = av_clip_uint8((p2 >> 6) + 128);
167             dst[dst_pitch+x+1] = av_clip_uint8((p3 >> 6) + 128);
168         }// for x
169
170         dst += dst_pitch << 1;
171
172         back_pitch = -pitch;
173
174         b0_ptr += pitch;
175         b1_ptr += pitch;
176         b2_ptr += pitch;
177         b3_ptr += pitch;
178     }
179 }
180
181 /** butterfly operation for the inverse slant transform */
182 #define IVI_SLANT_BFLY(s1, s2, o1, o2, t) \
183     t  = s1 - s2;\
184     o1 = s1 + s2;\
185     o2 = t;\
186
187 /** This is a reflection a,b = 1/2, 5/4 for the inverse slant transform */
188 #define IVI_IREFLECT(s1, s2, o1, o2, t) \
189     t  = ((s1 + s2*2 + 2) >> 2) + s1;\
190     o2 = ((s1*2 - s2 + 2) >> 2) - s2;\
191     o1 = t;\
192
193 /** This is a reflection a,b = 1/2, 7/8 for the inverse slant transform */
194 #define IVI_SLANT_PART4(s1, s2, o1, o2, t) \
195     t  = s2 + ((s1*4  - s2 + 4) >> 3);\
196     o2 = s1 + ((-s1 - s2*4 + 4) >> 3);\
197     o1 = t;\
198
199 /** inverse slant8 transform */
200 #define IVI_INV_SLANT8(s1, s4, s8, s5, s2, s6, s3, s7,\
201                        d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7, d8,\
202                        t0, t1, t2, t3, t4, t5, t6, t7, t8) {\
203     IVI_SLANT_PART4(s4, s5, t4, t5, t0);\
204 \
205     IVI_SLANT_BFLY(s1, t5, t1, t5, t0); IVI_SLANT_BFLY(s2, s6, t2, t6, t0);\
206     IVI_SLANT_BFLY(s7, s3, t7, t3, t0); IVI_SLANT_BFLY(t4, s8, t4, t8, t0);\
207 \
208     IVI_SLANT_BFLY(t1, t2, t1, t2, t0); IVI_IREFLECT  (t4, t3, t4, t3, t0);\
209     IVI_SLANT_BFLY(t5, t6, t5, t6, t0); IVI_IREFLECT  (t8, t7, t8, t7, t0);\
210     IVI_SLANT_BFLY(t1, t4, t1, t4, t0); IVI_SLANT_BFLY(t2, t3, t2, t3, t0);\
211     IVI_SLANT_BFLY(t5, t8, t5, t8, t0); IVI_SLANT_BFLY(t6, t7, t6, t7, t0);\
212     d1 = COMPENSATE(t1);\
213     d2 = COMPENSATE(t2);\
214     d3 = COMPENSATE(t3);\
215     d4 = COMPENSATE(t4);\
216     d5 = COMPENSATE(t5);\
217     d6 = COMPENSATE(t6);\
218     d7 = COMPENSATE(t7);\
219     d8 = COMPENSATE(t8);}
220
221 /** inverse slant4 transform */
222 #define IVI_INV_SLANT4(s1, s4, s2, s3, d1, d2, d3, d4, t0, t1, t2, t3, t4) {\
223     IVI_SLANT_BFLY(s1, s2, t1, t2, t0); IVI_IREFLECT  (s4, s3, t4, t3, t0);\
224 \
225     IVI_SLANT_BFLY(t1, t4, t1, t4, t0); IVI_SLANT_BFLY(t2, t3, t2, t3, t0);\
226     d1 = COMPENSATE(t1);\
227     d2 = COMPENSATE(t2);\
228     d3 = COMPENSATE(t3);\
229     d4 = COMPENSATE(t4);}
230
231 void ff_ivi_inverse_slant_8x8(const int32_t *in, int16_t *out, uint32_t pitch, const uint8_t *flags)
232 {
233     int     i;
234     const int32_t *src;
235     int32_t *dst;
236     int     tmp[64];
237     int     t0, t1, t2, t3, t4, t5, t6, t7, t8;
238
239 #define COMPENSATE(x) (x)
240     src = in;
241     dst = tmp;
242     for (i = 0; i < 8; i++) {
243         if (flags[i]) {
244             IVI_INV_SLANT8(src[0], src[8], src[16], src[24], src[32], src[40], src[48], src[56],
245                            dst[0], dst[8], dst[16], dst[24], dst[32], dst[40], dst[48], dst[56],
246                            t0, t1, t2, t3, t4, t5, t6, t7, t8);
247         } else
248             dst[0] = dst[8] = dst[16] = dst[24] = dst[32] = dst[40] = dst[48] = dst[56] = 0;
249
250             src++;
251             dst++;
252     }
253 #undef COMPENSATE
254
255 #define COMPENSATE(x) ((x + 1)>>1)
256     src = tmp;
257     for (i = 0; i < 8; i++) {
258         if (!src[0] && !src[1] && !src[2] && !src[3] && !src[4] && !src[5] && !src[6] && !src[7]) {
259             memset(out, 0, 8*sizeof(out[0]));
260         } else {
261             IVI_INV_SLANT8(src[0], src[1], src[2], src[3], src[4], src[5], src[6], src[7],
262                            out[0], out[1], out[2], out[3], out[4], out[5], out[6], out[7],
263                            t0, t1, t2, t3, t4, t5, t6, t7, t8);
264         }
265         src += 8;
266         out += pitch;
267     }
268 #undef COMPENSATE
269 }
270
271 void ff_ivi_inverse_slant_4x4(const int32_t *in, int16_t *out, uint32_t pitch, const uint8_t *flags)
272 {
273     int     i;
274     const int32_t *src;
275     int32_t *dst;
276     int     tmp[16];
277     int     t0, t1, t2, t3, t4;
278
279 #define COMPENSATE(x) (x)
280     src = in;
281     dst = tmp;
282     for (i = 0; i < 4; i++) {
283         if (flags[i]) {
284             IVI_INV_SLANT4(src[0], src[4], src[8], src[12],
285                            dst[0], dst[4], dst[8], dst[12],
286                            t0, t1, t2, t3, t4);
287         } else
288             dst[0] = dst[4] = dst[8] = dst[12] = 0;
289
290             src++;
291             dst++;
292     }
293 #undef COMPENSATE
294
295 #define COMPENSATE(x) ((x + 1)>>1)
296     src = tmp;
297     for (i = 0; i < 4; i++) {
298         if (!src[0] && !src[1] && !src[2] && !src[3]) {
299             out[0] = out[1] = out[2] = out[3] = 0;
300         } else {
301             IVI_INV_SLANT4(src[0], src[1], src[2], src[3],
302                            out[0], out[1], out[2], out[3],
303                            t0, t1, t2, t3, t4);
304         }
305         src += 4;
306         out += pitch;
307     }
308 #undef COMPENSATE
309 }
310
311 void ff_ivi_dc_slant_2d(const int32_t *in, int16_t *out, uint32_t pitch, int blk_size)
312 {
313     int     x, y;
314     int16_t dc_coeff;
315
316     dc_coeff = (*in + 1) >> 1;
317
318     for (y = 0; y < blk_size; out += pitch, y++) {
319         for (x = 0; x < blk_size; x++)
320             out[x] = dc_coeff;
321     }
322 }
323
324 void ff_ivi_row_slant8(const int32_t *in, int16_t *out, uint32_t pitch, const uint8_t *flags)
325 {
326     int     i;
327     int     t0, t1, t2, t3, t4, t5, t6, t7, t8;
328
329 #define COMPENSATE(x) ((x + 1)>>1)
330     for (i = 0; i < 8; i++) {
331         if (!in[0] && !in[1] && !in[2] && !in[3] && !in[4] && !in[5] && !in[6] && !in[7]) {
332             memset(out, 0, 8*sizeof(out[0]));
333         } else {
334             IVI_INV_SLANT8( in[0],  in[1],  in[2],  in[3],  in[4],  in[5],  in[6],  in[7],
335                            out[0], out[1], out[2], out[3], out[4], out[5], out[6], out[7],
336                            t0, t1, t2, t3, t4, t5, t6, t7, t8);
337         }
338         in += 8;
339         out += pitch;
340     }
341 #undef COMPENSATE
342 }
343
344 void ff_ivi_dc_row_slant(const int32_t *in, int16_t *out, uint32_t pitch, int blk_size)
345 {
346     int     x, y;
347     int16_t dc_coeff;
348
349     dc_coeff = (*in + 1) >> 1;
350
351     for (x = 0; x < blk_size; x++)
352         out[x] = dc_coeff;
353
354     out += pitch;
355
356     for (y = 1; y < blk_size; out += pitch, y++) {
357         for (x = 0; x < blk_size; x++)
358             out[x] = 0;
359     }
360 }
361
362 void ff_ivi_col_slant8(const int32_t *in, int16_t *out, uint32_t pitch, const uint8_t *flags)
363 {
364     int     i, row2, row4, row8;
365     int     t0, t1, t2, t3, t4, t5, t6, t7, t8;
366
367     row2 = pitch << 1;
368     row4 = pitch << 2;
369     row8 = pitch << 3;
370
371 #define COMPENSATE(x) ((x + 1)>>1)
372     for (i = 0; i < 8; i++) {
373         if (flags[i]) {
374             IVI_INV_SLANT8(in[0], in[8], in[16], in[24], in[32], in[40], in[48], in[56],
375                            out[0], out[pitch], out[row2], out[row2 + pitch], out[row4],
376                            out[row4 + pitch],  out[row4 + row2], out[row8 - pitch],
377                            t0, t1, t2, t3, t4, t5, t6, t7, t8);
378         } else {
379             out[0] = out[pitch] = out[row2] = out[row2 + pitch] = out[row4] =
380             out[row4 + pitch] =  out[row4 + row2] = out[row8 - pitch] = 0;
381         }
382
383         in++;
384         out++;
385     }
386 #undef COMPENSATE
387 }
388
389 void ff_ivi_dc_col_slant(const int32_t *in, int16_t *out, uint32_t pitch, int blk_size)
390 {
391     int     x, y;
392     int16_t dc_coeff;
393
394     dc_coeff = (*in + 1) >> 1;
395
396     for (y = 0; y < blk_size; out += pitch, y++) {
397         out[0] = dc_coeff;
398         for (x = 1; x < blk_size; x++)
399             out[x] = 0;
400     }
401 }
402
403 void ff_ivi_put_pixels_8x8(const int32_t *in, int16_t *out, uint32_t pitch,
404                            const uint8_t *flags)
405 {
406     int     x, y;
407
408     for (y = 0; y < 8; out += pitch, in += 8, y++)
409         for (x = 0; x < 8; x++)
410             out[x] = in[x];
411 }
412
413 void ff_ivi_put_dc_pixel_8x8(const int32_t *in, int16_t *out, uint32_t pitch,
414                              int blk_size)
415 {
416     int     y;
417
418     out[0] = in[0];
419     memset(out + 1, 0, 7*sizeof(out[0]));
420     out += pitch;
421
422     for (y = 1; y < 8; out += pitch, y++)
423         memset(out, 0, 8*sizeof(out[0]));
424 }
425
426 #define IVI_MC_TEMPLATE(size, suffix, OP) \
427 void ff_ivi_mc_ ## size ##x## size ## suffix (int16_t *buf, const int16_t *ref_buf, \
428                                               uint32_t pitch, int mc_type) \
429 { \
430     int     i, j; \
431     const int16_t *wptr; \
432 \
433     switch (mc_type) { \
434     case 0: /* fullpel (no interpolation) */ \
435         for (i = 0; i < size; i++, buf += pitch, ref_buf += pitch) { \
436             for (j = 0; j < size; j++) {\
437                 OP(buf[j], ref_buf[j]); \
438             } \
439         } \
440         break; \
441     case 1: /* horizontal halfpel interpolation */ \
442         for (i = 0; i < size; i++, buf += pitch, ref_buf += pitch) \
443             for (j = 0; j < size; j++) \
444                 OP(buf[j], (ref_buf[j] + ref_buf[j+1]) >> 1); \
445         break; \
446     case 2: /* vertical halfpel interpolation */ \
447         wptr = ref_buf + pitch; \
448         for (i = 0; i < size; i++, buf += pitch, wptr += pitch, ref_buf += pitch) \
449             for (j = 0; j < size; j++) \
450                 OP(buf[j], (ref_buf[j] + wptr[j]) >> 1); \
451         break; \
452     case 3: /* vertical and horizontal halfpel interpolation */ \
453         wptr = ref_buf + pitch; \
454         for (i = 0; i < size; i++, buf += pitch, wptr += pitch, ref_buf += pitch) \
455             for (j = 0; j < size; j++) \
456                 OP(buf[j], (ref_buf[j] + ref_buf[j+1] + wptr[j] + wptr[j+1]) >> 2); \
457         break; \
458     } \
459 } \
460
461 #define OP_PUT(a, b)  (a) = (b)
462 #define OP_ADD(a, b)  (a) += (b)
463
464 IVI_MC_TEMPLATE(8, _no_delta, OP_PUT)
465 IVI_MC_TEMPLATE(8, _delta,    OP_ADD)
466 IVI_MC_TEMPLATE(4, _no_delta, OP_PUT)
467 IVI_MC_TEMPLATE(4, _delta,    OP_ADD)