moves mid_pred() into mathops.h (with arch specific code split by directory)
[ffmpeg.git] / libavcodec / loco.c
1 /*
2  * LOCO codec
3  * Copyright (c) 2005 Konstantin Shishkov
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; 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 loco.c
24  * LOCO codec.
25  */
26
27 #include "avcodec.h"
28 #include "bitstream.h"
29 #include "golomb.h"
30 #include "mathops.h"
31
32 enum LOCO_MODE {LOCO_UNKN=0, LOCO_CYUY2=-1, LOCO_CRGB=-2, LOCO_CRGBA=-3, LOCO_CYV12=-4,
33  LOCO_YUY2=1, LOCO_UYVY=2, LOCO_RGB=3, LOCO_RGBA=4, LOCO_YV12=5};
34
35 typedef struct LOCOContext{
36     AVCodecContext *avctx;
37     AVFrame pic;
38     int lossy;
39     int mode;
40 } LOCOContext;
41
42 typedef struct RICEContext{
43     GetBitContext gb;
44     int save, run, run2; /* internal rice decoder state */
45     int sum, count; /* sum and count for getting rice parameter */
46     int lossy;
47 }RICEContext;
48
49 static int loco_get_rice_param(RICEContext *r)
50 {
51     int cnt = 0;
52     int val = r->count;
53
54     while(r->sum > val && cnt < 9) {
55         val <<= 1;
56         cnt++;
57     }
58
59     return cnt;
60 }
61
62 static inline void loco_update_rice_param(RICEContext *r, int val)
63 {
64     r->sum += val;
65     r->count++;
66
67     if(r->count == 16) {
68         r->sum >>= 1;
69         r->count >>= 1;
70     }
71 }
72
73 static inline int loco_get_rice(RICEContext *r)
74 {
75     int v;
76     if (r->run > 0) { /* we have zero run */
77         r->run--;
78         loco_update_rice_param(r, 0);
79         return 0;
80     }
81     v = get_ur_golomb_jpegls(&r->gb, loco_get_rice_param(r), INT_MAX, 0);
82     loco_update_rice_param(r, (v+1)>>1);
83     if (!v) {
84         if (r->save >= 0) {
85             r->run = get_ur_golomb_jpegls(&r->gb, 2, INT_MAX, 0);
86             if(r->run > 1)
87                 r->save += r->run + 1;
88             else
89                 r->save -= 3;
90         }
91         else
92             r->run2++;
93     } else {
94         v = ((v>>1) + r->lossy) ^ -(v&1);
95         if (r->run2 > 0) {
96             if (r->run2 > 2)
97                 r->save += r->run2;
98             else
99                 r->save -= 3;
100             r->run2 = 0;
101         }
102     }
103
104     return v;
105 }
106
107 /* LOCO main predictor - LOCO-I/JPEG-LS predictor */
108 static inline int loco_predict(uint8_t* data, int stride, int step)
109 {
110     int a, b, c;
111
112     a = data[-stride];
113     b = data[-step];
114     c = data[-stride - step];
115
116     return mid_pred(a, a + b - c, b);
117 }
118
119 static int loco_decode_plane(LOCOContext *l, uint8_t *data, int width, int height,
120                              int stride, const uint8_t *buf, int buf_size, int step)
121 {
122     RICEContext rc;
123     int val;
124     int i, j;
125
126     init_get_bits(&rc.gb, buf, buf_size*8);
127     rc.save = 0;
128     rc.run = 0;
129     rc.run2 = 0;
130     rc.lossy = l->lossy;
131
132     rc.sum = 8;
133     rc.count = 1;
134
135     /* restore top left pixel */
136     val = loco_get_rice(&rc);
137     data[0] = 128 + val;
138     /* restore top line */
139     for (i = 1; i < width; i++) {
140         val = loco_get_rice(&rc);
141         data[i * step] = data[i * step - step] + val;
142     }
143     data += stride;
144     for (j = 1; j < height; j++) {
145         /* restore left column */
146         val = loco_get_rice(&rc);
147         data[0] = data[-stride] + val;
148         /* restore all other pixels */
149         for (i = 1; i < width; i++) {
150             val = loco_get_rice(&rc);
151             data[i * step] = loco_predict(&data[i * step], stride, step) + val;
152         }
153         data += stride;
154     }
155
156     return (get_bits_count(&rc.gb) + 7) >> 3;
157 }
158
159 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx,
160                         void *data, int *data_size,
161                         const uint8_t *buf, int buf_size)
162 {
163     LOCOContext * const l = avctx->priv_data;
164     AVFrame * const p= (AVFrame*)&l->pic;
165     int decoded;
166
167     if(p->data[0])
168         avctx->release_buffer(avctx, p);
169
170     p->reference = 0;
171     if(avctx->get_buffer(avctx, p) < 0){
172         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
173         return -1;
174     }
175     p->key_frame = 1;
176
177     switch(l->mode) {
178     case LOCO_CYUY2: case LOCO_YUY2: case LOCO_UYVY:
179         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[0], avctx->width, avctx->height,
180                                     p->linesize[0], buf, buf_size, 1);
181         buf += decoded; buf_size -= decoded;
182         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[1], avctx->width / 2, avctx->height,
183                                     p->linesize[1], buf, buf_size, 1);
184         buf += decoded; buf_size -= decoded;
185         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[2], avctx->width / 2, avctx->height,
186                                     p->linesize[2], buf, buf_size, 1);
187         break;
188     case LOCO_CYV12: case LOCO_YV12:
189         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[0], avctx->width, avctx->height,
190                                     p->linesize[0], buf, buf_size, 1);
191         buf += decoded; buf_size -= decoded;
192         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[2], avctx->width / 2, avctx->height / 2,
193                                     p->linesize[2], buf, buf_size, 1);
194         buf += decoded; buf_size -= decoded;
195         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[1], avctx->width / 2, avctx->height / 2,
196                                     p->linesize[1], buf, buf_size, 1);
197         break;
198     case LOCO_CRGB: case LOCO_RGB:
199         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[0] + p->linesize[0]*(avctx->height-1), avctx->width, avctx->height,
200                                     -p->linesize[0], buf, buf_size, 3);
201         buf += decoded; buf_size -= decoded;
202         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[0] + p->linesize[0]*(avctx->height-1) + 1, avctx->width, avctx->height,
203                                     -p->linesize[0], buf, buf_size, 3);
204         buf += decoded; buf_size -= decoded;
205         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[0] + p->linesize[0]*(avctx->height-1) + 2, avctx->width, avctx->height,
206                                     -p->linesize[0], buf, buf_size, 3);
207         break;
208     case LOCO_RGBA:
209         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[0], avctx->width, avctx->height,
210                                     p->linesize[0], buf, buf_size, 4);
211         buf += decoded; buf_size -= decoded;
212         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[0] + 1, avctx->width, avctx->height,
213                                     p->linesize[0], buf, buf_size, 4);
214         buf += decoded; buf_size -= decoded;
215         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[0] + 2, avctx->width, avctx->height,
216                                     p->linesize[0], buf, buf_size, 4);
217         buf += decoded; buf_size -= decoded;
218         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[0] + 3, avctx->width, avctx->height,
219                                     p->linesize[0], buf, buf_size, 4);
220         break;
221     }
222
223     *data_size = sizeof(AVFrame);
224     *(AVFrame*)data = l->pic;
225
226     return buf_size;
227 }
228
229 static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx){
230     LOCOContext * const l = avctx->priv_data;
231     int version;
232
233     l->avctx = avctx;
234     if (avctx->extradata_size < 12) {
235         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Extradata size must be >= 12 instead of %i\n",
236                avctx->extradata_size);
237         return -1;
238     }
239     version = AV_RL32(avctx->extradata);
240     switch(version) {
241     case 1:
242         l->lossy = 0;
243         break;
244     case 2:
245         l->lossy = AV_RL32(avctx->extradata + 8);
246         break;
247     default:
248         l->lossy = AV_RL32(avctx->extradata + 8);
249         av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "This is LOCO codec version %i, please upload file for study\n", version);
250     }
251
252     l->mode = AV_RL32(avctx->extradata + 4);
253     switch(l->mode) {
254     case LOCO_CYUY2: case LOCO_YUY2: case LOCO_UYVY:
255         avctx->pix_fmt = PIX_FMT_YUV422P;
256         break;
257     case LOCO_CRGB: case LOCO_RGB:
258         avctx->pix_fmt = PIX_FMT_BGR24;
259         break;
260     case LOCO_CYV12: case LOCO_YV12:
261         avctx->pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
262         break;
263     case LOCO_CRGBA: case LOCO_RGBA:
264         avctx->pix_fmt = PIX_FMT_RGB32;
265         break;
266     default:
267         av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "Unknown colorspace, index = %i\n", l->mode);
268         return -1;
269     }
270     if(avctx->debug & FF_DEBUG_PICT_INFO)
271         av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "lossy:%i, version:%i, mode: %i\n", l->lossy, version, l->mode);
272
273     return 0;
274 }
275
276 AVCodec loco_decoder = {
277     "loco",
278     CODEC_TYPE_VIDEO,
279     CODEC_ID_LOCO,
280     sizeof(LOCOContext),
281     decode_init,
282     NULL,
283     NULL,
284     decode_frame,
285     CODEC_CAP_DR1,
286     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("LOCO"),
287 };