avfilter/vf_chromanr: move thres calculation to filter_frame()
[ffmpeg.git] / libavcodec / jpeg2000.h
1 /*
2  * JPEG 2000 common defines, structures and functions
3  * Copyright (c) 2007 Kamil Nowosad
4  * Copyright (c) 2013 Nicolas Bertrand <nicoinattendu@gmail.com>
5  *
6  * This file is part of FFmpeg.
7  *
8  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; if not, write to the Free Software
20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
21  */
22
23 #ifndef AVCODEC_JPEG2000_H
24 #define AVCODEC_JPEG2000_H
25
26 /**
27  * @file
28  * JPEG 2000 structures and defines common
29  * to encoder and decoder
30  */
31
32 #include <stdint.h>
33
34 #include "avcodec.h"
35 #include "mqc.h"
36 #include "jpeg2000dwt.h"
37
38 enum Jpeg2000Markers {
39     JPEG2000_SOC = 0xff4f, // start of codestream
40     JPEG2000_SIZ = 0xff51, // image and tile size
41     JPEG2000_COD,          // coding style default
42     JPEG2000_COC,          // coding style component
43     JPEG2000_TLM = 0xff55, // tile-part length, main header
44     JPEG2000_PLM = 0xff57, // packet length, main header
45     JPEG2000_PLT,          // packet length, tile-part header
46     JPEG2000_QCD = 0xff5c, // quantization default
47     JPEG2000_QCC,          // quantization component
48     JPEG2000_RGN,          // region of interest
49     JPEG2000_POC,          // progression order change
50     JPEG2000_PPM,          // packed packet headers, main header
51     JPEG2000_PPT,          // packed packet headers, tile-part header
52     JPEG2000_CRG = 0xff63, // component registration
53     JPEG2000_COM,          // comment
54     JPEG2000_SOT = 0xff90, // start of tile-part
55     JPEG2000_SOP,          // start of packet
56     JPEG2000_EPH,          // end of packet header
57     JPEG2000_SOD,          // start of data
58     JPEG2000_EOC = 0xffd9, // end of codestream
59 };
60
61 #define JPEG2000_SOP_FIXED_BYTES 0xFF910004
62 #define JPEG2000_SOP_BYTE_LENGTH 6
63
64 enum Jpeg2000Quantsty { // quantization style
65     JPEG2000_QSTY_NONE, // no quantization
66     JPEG2000_QSTY_SI,   // scalar derived
67     JPEG2000_QSTY_SE    // scalar expounded
68 };
69
70 #define JPEG2000_MAX_DECLEVELS 33
71 #define JPEG2000_MAX_RESLEVELS (JPEG2000_MAX_DECLEVELS + 1)
72
73 #define JPEG2000_MAX_PASSES 100
74
75 // T1 flags
76 // flags determining significance of neighbor coefficients
77 #define JPEG2000_T1_SIG_N  0x0001
78 #define JPEG2000_T1_SIG_E  0x0002
79 #define JPEG2000_T1_SIG_W  0x0004
80 #define JPEG2000_T1_SIG_S  0x0008
81 #define JPEG2000_T1_SIG_NE 0x0010
82 #define JPEG2000_T1_SIG_NW 0x0020
83 #define JPEG2000_T1_SIG_SE 0x0040
84 #define JPEG2000_T1_SIG_SW 0x0080
85 #define JPEG2000_T1_SIG_NB (JPEG2000_T1_SIG_N  | JPEG2000_T1_SIG_E  |   \
86                             JPEG2000_T1_SIG_S  | JPEG2000_T1_SIG_W  |   \
87                             JPEG2000_T1_SIG_NE | JPEG2000_T1_SIG_NW |   \
88                             JPEG2000_T1_SIG_SE | JPEG2000_T1_SIG_SW)
89 // flags determining sign bit of neighbor coefficients
90 #define JPEG2000_T1_SGN_N  0x0100
91 #define JPEG2000_T1_SGN_S  0x0200
92 #define JPEG2000_T1_SGN_W  0x0400
93 #define JPEG2000_T1_SGN_E  0x0800
94
95 #define JPEG2000_T1_VIS    0x1000
96 #define JPEG2000_T1_SIG    0x2000
97 #define JPEG2000_T1_REF    0x4000
98
99 #define JPEG2000_T1_SGN    0x8000
100
101 // Codeblock coding styles
102 #define JPEG2000_CBLK_BYPASS    0x01 // Selective arithmetic coding bypass
103 #define JPEG2000_CBLK_RESET     0x02 // Reset context probabilities
104 #define JPEG2000_CBLK_TERMALL   0x04 // Terminate after each coding pass
105 #define JPEG2000_CBLK_VSC       0x08 // Vertical stripe causal context formation
106 #define JPEG2000_CBLK_PREDTERM  0x10 // Predictable termination
107 #define JPEG2000_CBLK_SEGSYM    0x20 // Segmentation symbols present
108
109 // Coding styles
110 #define JPEG2000_CSTY_PREC      0x01 // Precincts defined in coding style
111 #define JPEG2000_CSTY_SOP       0x02 // SOP marker present
112 #define JPEG2000_CSTY_EPH       0x04 // EPH marker present
113
114 // Progression orders
115 #define JPEG2000_PGOD_LRCP      0x00  // Layer-resolution level-component-position progression
116 #define JPEG2000_PGOD_RLCP      0x01  // Resolution level-layer-component-position progression
117 #define JPEG2000_PGOD_RPCL      0x02  // Resolution level-position-component-layer progression
118 #define JPEG2000_PGOD_PCRL      0x03  // Position-component-resolution level-layer progression
119 #define JPEG2000_PGOD_CPRL      0x04  // Component-position-resolution level-layer progression
120
121 typedef struct Jpeg2000T1Context {
122     int data[6144];
123     uint16_t flags[6156];
124     MqcState mqc;
125     int stride;
126 } Jpeg2000T1Context;
127
128 typedef struct Jpeg2000TgtNode {
129     uint8_t val;
130     uint8_t vis;
131     struct Jpeg2000TgtNode *parent;
132 } Jpeg2000TgtNode;
133
134 typedef struct Jpeg2000CodingStyle {
135     int nreslevels;           // number of resolution levels
136     int nreslevels2decode;    // number of resolution levels to decode
137     uint8_t log2_cblk_width,
138             log2_cblk_height; // exponent of codeblock size
139     uint8_t transform;        // DWT type
140     uint8_t csty;             // coding style
141     uint8_t nlayers;          // number of layers
142     uint8_t mct;              // multiple component transformation
143     uint8_t cblk_style;       // codeblock coding style
144     uint8_t prog_order;       // progression order
145     uint8_t log2_prec_widths[JPEG2000_MAX_RESLEVELS];  // precincts size according resolution levels
146     uint8_t log2_prec_heights[JPEG2000_MAX_RESLEVELS]; // TODO: initialize prec_size array with 0?
147     uint8_t init;
148 } Jpeg2000CodingStyle;
149
150 typedef struct Jpeg2000QuantStyle {
151     uint8_t expn[JPEG2000_MAX_DECLEVELS * 3];  // quantization exponent
152     uint16_t mant[JPEG2000_MAX_DECLEVELS * 3]; // quantization mantissa
153     uint8_t quantsty;      // quantization style
154     uint8_t nguardbits;    // number of guard bits
155 } Jpeg2000QuantStyle;
156
157 typedef struct Jpeg2000Pass {
158     uint16_t rate;
159     int64_t disto;
160     uint8_t flushed[4];
161     int flushed_len;
162 } Jpeg2000Pass;
163
164 typedef struct Jpeg2000Cblk {
165     uint8_t npasses;
166     uint8_t ninclpasses; // number coding of passes included in codestream
167     uint8_t nonzerobits;
168     uint16_t length;
169     uint16_t *lengthinc;
170     uint8_t nb_lengthinc;
171     uint8_t lblock;
172     uint8_t *data;
173     size_t data_allocated;
174     int nb_terminations;
175     int nb_terminationsinc;
176     int *data_start;
177     Jpeg2000Pass *passes;
178     int coord[2][2]; // border coordinates {{x0, x1}, {y0, y1}}
179 } Jpeg2000Cblk; // code block
180
181 typedef struct Jpeg2000Prec {
182     int nb_codeblocks_width;
183     int nb_codeblocks_height;
184     Jpeg2000TgtNode *zerobits;
185     Jpeg2000TgtNode *cblkincl;
186     Jpeg2000Cblk *cblk;
187     int decoded_layers;
188     int coord[2][2]; // border coordinates {{x0, x1}, {y0, y1}}
189 } Jpeg2000Prec; // precinct
190
191 typedef struct Jpeg2000Band {
192     int coord[2][2]; // border coordinates {{x0, x1}, {y0, y1}}
193     uint16_t log2_cblk_width, log2_cblk_height;
194     int i_stepsize; // quantization stepsize
195     float f_stepsize; // quantization stepsize
196     Jpeg2000Prec *prec;
197 } Jpeg2000Band; // subband
198
199 typedef struct Jpeg2000ResLevel {
200     uint8_t nbands;
201     int coord[2][2]; // border coordinates {{x0, x1}, {y0, y1}}
202     int num_precincts_x, num_precincts_y; // number of precincts in x/y direction
203     uint8_t log2_prec_width, log2_prec_height; // exponent of precinct size
204     Jpeg2000Band *band;
205 } Jpeg2000ResLevel; // resolution level
206
207 typedef struct Jpeg2000Component {
208     Jpeg2000ResLevel *reslevel;
209     DWTContext dwt;
210     float *f_data;
211     int *i_data;
212     int coord[2][2];   // border coordinates {{x0, x1}, {y0, y1}} -- can be reduced with lowres option
213     int coord_o[2][2]; // border coordinates {{x0, x1}, {y0, y1}} -- original values from jpeg2000 headers
214     uint8_t roi_shift; // ROI scaling value for the component
215 } Jpeg2000Component;
216
217 /* misc tools */
218 static inline int ff_jpeg2000_ceildivpow2(int a, int b)
219 {
220     return -((-(int64_t)a) >> b);
221 }
222
223 static inline int ff_jpeg2000_ceildiv(int a, int b)
224 {
225     return (a + (int64_t)b - 1) / b;
226 }
227
228 /* TIER-1 routines */
229
230 /* Set up lookup tables used in TIER-1. */
231 void ff_jpeg2000_init_tier1_luts(void);
232
233 /* Update significance of a coefficient at current position (x,y) and
234  * for neighbors. */
235 void ff_jpeg2000_set_significance(Jpeg2000T1Context *t1,
236                                   int x, int y, int negative);
237
238 extern uint8_t ff_jpeg2000_sigctxno_lut[256][4];
239
240 /* Get context label (number in range[0..8]) of a coefficient for significance
241  * propagation and cleanup coding passes. */
242 static inline int ff_jpeg2000_getsigctxno(int flag, int bandno)
243 {
244     return ff_jpeg2000_sigctxno_lut[flag & 255][bandno];
245 }
246
247 static const uint8_t refctxno_lut[2][2] = { { 14, 15 }, { 16, 16 } };
248
249 /* Get context label (number in range[14..16]) of a coefficient for magnitude
250  * refinement pass. */
251 static inline int ff_jpeg2000_getrefctxno(int flag)
252 {
253     return refctxno_lut[(flag >> 14) & 1][(flag & 255) != 0];
254 }
255
256 extern uint8_t ff_jpeg2000_sgnctxno_lut[16][16];
257 extern uint8_t ff_jpeg2000_xorbit_lut[16][16];
258
259 /* Get context label (number in range[9..13]) for sign decoding. */
260 static inline int ff_jpeg2000_getsgnctxno(int flag, int *xorbit)
261 {
262     *xorbit = ff_jpeg2000_xorbit_lut[flag & 15][(flag >> 8) & 15];
263     return ff_jpeg2000_sgnctxno_lut[flag & 15][(flag >> 8) & 15];
264 }
265
266 int ff_jpeg2000_init_component(Jpeg2000Component *comp,
267                                Jpeg2000CodingStyle *codsty,
268                                Jpeg2000QuantStyle *qntsty,
269                                int cbps, int dx, int dy,
270                                AVCodecContext *ctx);
271
272 void ff_jpeg2000_reinit(Jpeg2000Component *comp, Jpeg2000CodingStyle *codsty);
273
274 void ff_jpeg2000_cleanup(Jpeg2000Component *comp, Jpeg2000CodingStyle *codsty);
275
276 static inline int needs_termination(int style, int passno) {
277     if (style & JPEG2000_CBLK_BYPASS) {
278         int type = passno % 3;
279         passno /= 3;
280         if (type == 0 && passno > 2)
281             return 2;
282         if (type == 2 && passno > 2)
283             return 1;
284         if (style & JPEG2000_CBLK_TERMALL) {
285             return passno > 2 ? 2 : 1;
286         }
287     }
288     if (style & JPEG2000_CBLK_TERMALL)
289         return 1;
290     return 0;
291 }
292
293 #endif /* AVCODEC_JPEG2000_H */