Merge remote-tracking branch 'qatar/master'
[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
24  * LOCO codec.
25  */
26
27 #include "avcodec.h"
28 #include "get_bits.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     if(buf_size<=0)
127         return -1;
128
129     init_get_bits(&rc.gb, buf, buf_size*8);
130     rc.save = 0;
131     rc.run = 0;
132     rc.run2 = 0;
133     rc.lossy = l->lossy;
134
135     rc.sum = 8;
136     rc.count = 1;
137
138     /* restore top left pixel */
139     val = loco_get_rice(&rc);
140     data[0] = 128 + val;
141     /* restore top line */
142     for (i = 1; i < width; i++) {
143         val = loco_get_rice(&rc);
144         data[i * step] = data[i * step - step] + val;
145     }
146     data += stride;
147     for (j = 1; j < height; j++) {
148         /* restore left column */
149         val = loco_get_rice(&rc);
150         data[0] = data[-stride] + val;
151         /* restore all other pixels */
152         for (i = 1; i < width; i++) {
153             val = loco_get_rice(&rc);
154             data[i * step] = loco_predict(&data[i * step], stride, step) + val;
155         }
156         data += stride;
157     }
158
159     return (get_bits_count(&rc.gb) + 7) >> 3;
160 }
161
162 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx,
163                         void *data, int *data_size,
164                         AVPacket *avpkt)
165 {
166     const uint8_t *buf = avpkt->data;
167     int buf_size = avpkt->size;
168     LOCOContext * const l = avctx->priv_data;
169     AVFrame * const p = &l->pic;
170     int decoded;
171
172     if(p->data[0])
173         avctx->release_buffer(avctx, p);
174
175     p->reference = 0;
176     if(avctx->get_buffer(avctx, p) < 0){
177         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
178         return -1;
179     }
180     p->key_frame = 1;
181
182     switch(l->mode) {
183     case LOCO_CYUY2: case LOCO_YUY2: case LOCO_UYVY:
184         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[0], avctx->width, avctx->height,
185                                     p->linesize[0], buf, buf_size, 1);
186         buf += decoded; buf_size -= decoded;
187         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[1], avctx->width / 2, avctx->height,
188                                     p->linesize[1], buf, buf_size, 1);
189         buf += decoded; buf_size -= decoded;
190         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[2], avctx->width / 2, avctx->height,
191                                     p->linesize[2], buf, buf_size, 1);
192         break;
193     case LOCO_CYV12: case LOCO_YV12:
194         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[0], avctx->width, avctx->height,
195                                     p->linesize[0], buf, buf_size, 1);
196         buf += decoded; buf_size -= decoded;
197         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[2], avctx->width / 2, avctx->height / 2,
198                                     p->linesize[2], buf, buf_size, 1);
199         buf += decoded; buf_size -= decoded;
200         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[1], avctx->width / 2, avctx->height / 2,
201                                     p->linesize[1], buf, buf_size, 1);
202         break;
203     case LOCO_CRGB: case LOCO_RGB:
204         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[0] + p->linesize[0]*(avctx->height-1), avctx->width, avctx->height,
205                                     -p->linesize[0], buf, buf_size, 3);
206         buf += decoded; buf_size -= decoded;
207         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[0] + p->linesize[0]*(avctx->height-1) + 1, avctx->width, avctx->height,
208                                     -p->linesize[0], buf, buf_size, 3);
209         buf += decoded; buf_size -= decoded;
210         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[0] + p->linesize[0]*(avctx->height-1) + 2, avctx->width, avctx->height,
211                                     -p->linesize[0], buf, buf_size, 3);
212         break;
213     case LOCO_CRGBA: case LOCO_RGBA:
214         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[0], avctx->width, avctx->height,
215                                     p->linesize[0], buf, buf_size, 4);
216         buf += decoded; buf_size -= decoded;
217         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[0] + 1, avctx->width, avctx->height,
218                                     p->linesize[0], buf, buf_size, 4);
219         buf += decoded; buf_size -= decoded;
220         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[0] + 2, avctx->width, avctx->height,
221                                     p->linesize[0], buf, buf_size, 4);
222         buf += decoded; buf_size -= decoded;
223         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[0] + 3, avctx->width, avctx->height,
224                                     p->linesize[0], buf, buf_size, 4);
225         break;
226     }
227
228     *data_size = sizeof(AVFrame);
229     *(AVFrame*)data = l->pic;
230
231     return buf_size < 0 ? -1 : buf_size;
232 }
233
234 static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx){
235     LOCOContext * const l = avctx->priv_data;
236     int version;
237
238     l->avctx = avctx;
239     if (avctx->extradata_size < 12) {
240         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Extradata size must be >= 12 instead of %i\n",
241                avctx->extradata_size);
242         return -1;
243     }
244     version = AV_RL32(avctx->extradata);
245     switch(version) {
246     case 1:
247         l->lossy = 0;
248         break;
249     case 2:
250         l->lossy = AV_RL32(avctx->extradata + 8);
251         break;
252     default:
253         l->lossy = AV_RL32(avctx->extradata + 8);
254         av_log_ask_for_sample(avctx, "This is LOCO codec version %i.\n", version);
255     }
256
257     l->mode = AV_RL32(avctx->extradata + 4);
258     switch(l->mode) {
259     case LOCO_CYUY2: case LOCO_YUY2: case LOCO_UYVY:
260         avctx->pix_fmt = PIX_FMT_YUV422P;
261         break;
262     case LOCO_CRGB: case LOCO_RGB:
263         avctx->pix_fmt = PIX_FMT_BGR24;
264         break;
265     case LOCO_CYV12: case LOCO_YV12:
266         avctx->pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
267         break;
268     case LOCO_CRGBA: case LOCO_RGBA:
269         avctx->pix_fmt = PIX_FMT_RGB32;
270         break;
271     default:
272         av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "Unknown colorspace, index = %i\n", l->mode);
273         return -1;
274     }
275     if(avctx->debug & FF_DEBUG_PICT_INFO)
276         av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "lossy:%i, version:%i, mode: %i\n", l->lossy, version, l->mode);
277
278     avcodec_get_frame_defaults(&l->pic);
279
280     return 0;
281 }
282
283 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx){
284     LOCOContext * const l = avctx->priv_data;
285     AVFrame *pic = &l->pic;
286
287     if (pic->data[0])
288         avctx->release_buffer(avctx, pic);
289
290     return 0;
291 }
292
293 AVCodec ff_loco_decoder = {
294     .name           = "loco",
295     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
296     .id             = CODEC_ID_LOCO,
297     .priv_data_size = sizeof(LOCOContext),
298     .init           = decode_init,
299     .close          = decode_end,
300     .decode         = decode_frame,
301     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
302     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("LOCO"),
303 };