1d5624500b1663e5bd5a30635b816263532b40a6
[ffmpeg.git] / libavcodec / motionpixels.c
1 /*
2  * Motion Pixels Video Decoder
3  * Copyright (c) 2008 Gregory Montoir (cyx@users.sourceforge.net)
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 #include "avcodec.h"
23 #include "get_bits.h"
24 #include "dsputil.h"
25 #include "internal.h"
26
27 #define MAX_HUFF_CODES 16
28
29 #include "motionpixels_tablegen.h"
30
31 typedef struct HuffCode {
32     int code;
33     uint8_t size;
34     uint8_t delta;
35 } HuffCode;
36
37 typedef struct MotionPixelsContext {
38     AVCodecContext *avctx;
39     AVFrame frame;
40     DSPContext dsp;
41     uint8_t *changes_map;
42     int offset_bits_len;
43     int codes_count, current_codes_count;
44     int max_codes_bits;
45     HuffCode codes[MAX_HUFF_CODES];
46     VLC vlc;
47     YuvPixel *vpt, *hpt;
48     uint8_t gradient_scale[3];
49     uint8_t *bswapbuf;
50     int bswapbuf_size;
51 } MotionPixelsContext;
52
53 static av_cold int mp_decode_init(AVCodecContext *avctx)
54 {
55     MotionPixelsContext *mp = avctx->priv_data;
56     int w4 = (avctx->width  + 3) & ~3;
57     int h4 = (avctx->height + 3) & ~3;
58
59     if(avctx->extradata_size < 2){
60         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "extradata too small\n");
61         return AVERROR_INVALIDDATA;
62     }
63
64     motionpixels_tableinit();
65     mp->avctx = avctx;
66     ff_dsputil_init(&mp->dsp, avctx);
67     mp->changes_map = av_mallocz(avctx->width * h4);
68     mp->offset_bits_len = av_log2(avctx->width * avctx->height) + 1;
69     mp->vpt = av_mallocz(avctx->height * sizeof(YuvPixel));
70     mp->hpt = av_mallocz(h4 * w4 / 16 * sizeof(YuvPixel));
71     avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_RGB555;
72     avcodec_get_frame_defaults(&mp->frame);
73     return 0;
74 }
75
76 static void mp_read_changes_map(MotionPixelsContext *mp, GetBitContext *gb, int count, int bits_len, int read_color)
77 {
78     uint16_t *pixels;
79     int offset, w, h, color = 0, x, y, i;
80
81     while (count--) {
82         offset = get_bits_long(gb, mp->offset_bits_len);
83         w      = get_bits(gb, bits_len) + 1;
84         h      = get_bits(gb, bits_len) + 1;
85         if (read_color)
86             color = get_bits(gb, 15);
87         x = offset % mp->avctx->width;
88         y = offset / mp->avctx->width;
89         if (y >= mp->avctx->height)
90             continue;
91         w = FFMIN(w, mp->avctx->width  - x);
92         h = FFMIN(h, mp->avctx->height - y);
93         pixels = (uint16_t *)&mp->frame.data[0][y * mp->frame.linesize[0] + x * 2];
94         while (h--) {
95             mp->changes_map[offset] = w;
96             if (read_color)
97                 for (i = 0; i < w; ++i)
98                     pixels[i] = color;
99             offset += mp->avctx->width;
100             pixels += mp->frame.linesize[0] / 2;
101         }
102     }
103 }
104
105 static int mp_get_code(MotionPixelsContext *mp, GetBitContext *gb, int size, int code)
106 {
107     while (get_bits1(gb)) {
108         ++size;
109         if (size > mp->max_codes_bits) {
110             av_log(mp->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid code size %d/%d\n", size, mp->max_codes_bits);
111             return AVERROR_INVALIDDATA;
112         }
113         code <<= 1;
114         if (mp_get_code(mp, gb, size, code + 1) < 0)
115             return AVERROR_INVALIDDATA;
116     }
117     if (mp->current_codes_count >= MAX_HUFF_CODES) {
118         av_log(mp->avctx, AV_LOG_ERROR, "too many codes\n");
119         return AVERROR_INVALIDDATA;
120     }
121
122     mp->codes[mp->current_codes_count  ].code = code;
123     mp->codes[mp->current_codes_count++].size = size;
124     return 0;
125 }
126
127 static int mp_read_codes_table(MotionPixelsContext *mp, GetBitContext *gb)
128 {
129     if (mp->codes_count == 1) {
130         mp->codes[0].delta = get_bits(gb, 4);
131     } else {
132         int i;
133         int ret;
134
135         mp->max_codes_bits = get_bits(gb, 4);
136         for (i = 0; i < mp->codes_count; ++i)
137             mp->codes[i].delta = get_bits(gb, 4);
138         mp->current_codes_count = 0;
139         if ((ret = mp_get_code(mp, gb, 0, 0)) < 0)
140             return ret;
141         if (mp->current_codes_count < mp->codes_count) {
142             av_log(mp->avctx, AV_LOG_ERROR, "too few codes\n");
143             return AVERROR_INVALIDDATA;
144         }
145    }
146    return 0;
147 }
148
149 static int mp_gradient(MotionPixelsContext *mp, int component, int v)
150 {
151     int delta;
152
153     delta = (v - 7) * mp->gradient_scale[component];
154     mp->gradient_scale[component] = (v == 0 || v == 14) ? 2 : 1;
155     return delta;
156 }
157
158 static YuvPixel mp_get_yuv_from_rgb(MotionPixelsContext *mp, int x, int y)
159 {
160     int color;
161
162     color = *(uint16_t *)&mp->frame.data[0][y * mp->frame.linesize[0] + x * 2];
163     return mp_rgb_yuv_table[color];
164 }
165
166 static void mp_set_rgb_from_yuv(MotionPixelsContext *mp, int x, int y, const YuvPixel *p)
167 {
168     int color;
169
170     color = mp_yuv_to_rgb(p->y, p->v, p->u, 1);
171     *(uint16_t *)&mp->frame.data[0][y * mp->frame.linesize[0] + x * 2] = color;
172 }
173
174 static int mp_get_vlc(MotionPixelsContext *mp, GetBitContext *gb)
175 {
176     int i;
177
178     i = (mp->codes_count == 1) ? 0 : get_vlc2(gb, mp->vlc.table, mp->max_codes_bits, 1);
179     return mp->codes[i].delta;
180 }
181
182 static void mp_decode_line(MotionPixelsContext *mp, GetBitContext *gb, int y)
183 {
184     YuvPixel p;
185     const int y0 = y * mp->avctx->width;
186     int w, i, x = 0;
187
188     p = mp->vpt[y];
189     if (mp->changes_map[y0 + x] == 0) {
190         memset(mp->gradient_scale, 1, sizeof(mp->gradient_scale));
191         ++x;
192     }
193     while (x < mp->avctx->width) {
194         w = mp->changes_map[y0 + x];
195         if (w != 0) {
196             if ((y & 3) == 0) {
197                 if (mp->changes_map[y0 + x + mp->avctx->width] < w ||
198                     mp->changes_map[y0 + x + mp->avctx->width * 2] < w ||
199                     mp->changes_map[y0 + x + mp->avctx->width * 3] < w) {
200                     for (i = (x + 3) & ~3; i < x + w; i += 4) {
201                         mp->hpt[((y / 4) * mp->avctx->width + i) / 4] = mp_get_yuv_from_rgb(mp, i, y);
202                     }
203                 }
204             }
205             x += w;
206             memset(mp->gradient_scale, 1, sizeof(mp->gradient_scale));
207             p = mp_get_yuv_from_rgb(mp, x - 1, y);
208         } else {
209             p.y += mp_gradient(mp, 0, mp_get_vlc(mp, gb));
210             p.y = av_clip(p.y, 0, 31);
211             if ((x & 3) == 0) {
212                 if ((y & 3) == 0) {
213                     p.v += mp_gradient(mp, 1, mp_get_vlc(mp, gb));
214                     p.v = av_clip(p.v, -32, 31);
215                     p.u += mp_gradient(mp, 2, mp_get_vlc(mp, gb));
216                     p.u = av_clip(p.u, -32, 31);
217                     mp->hpt[((y / 4) * mp->avctx->width + x) / 4] = p;
218                 } else {
219                     p.v = mp->hpt[((y / 4) * mp->avctx->width + x) / 4].v;
220                     p.u = mp->hpt[((y / 4) * mp->avctx->width + x) / 4].u;
221                 }
222             }
223             mp_set_rgb_from_yuv(mp, x, y, &p);
224             ++x;
225         }
226     }
227 }
228
229 static void mp_decode_frame_helper(MotionPixelsContext *mp, GetBitContext *gb)
230 {
231     YuvPixel p;
232     int y, y0;
233
234     av_assert1(mp->changes_map[0]);
235
236     for (y = 0; y < mp->avctx->height; ++y) {
237         if (mp->changes_map[y * mp->avctx->width] != 0) {
238             memset(mp->gradient_scale, 1, sizeof(mp->gradient_scale));
239             p = mp_get_yuv_from_rgb(mp, 0, y);
240         } else {
241             p.y += mp_gradient(mp, 0, mp_get_vlc(mp, gb));
242             p.y = av_clip(p.y, 0, 31);
243             if ((y & 3) == 0) {
244                 p.v += mp_gradient(mp, 1, mp_get_vlc(mp, gb));
245                 p.v = av_clip(p.v, -32, 31);
246                 p.u += mp_gradient(mp, 2, mp_get_vlc(mp, gb));
247                 p.u = av_clip(p.u, -32, 31);
248             }
249             mp->vpt[y] = p;
250             mp_set_rgb_from_yuv(mp, 0, y, &p);
251         }
252     }
253     for (y0 = 0; y0 < 2; ++y0)
254         for (y = y0; y < mp->avctx->height; y += 2)
255             mp_decode_line(mp, gb, y);
256 }
257
258 static int mp_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
259                                  void *data, int *got_frame,
260                                  AVPacket *avpkt)
261 {
262     const uint8_t *buf = avpkt->data;
263     int buf_size = avpkt->size;
264     MotionPixelsContext *mp = avctx->priv_data;
265     GetBitContext gb;
266     int i, count1, count2, sz, ret;
267
268     if ((ret = ff_reget_buffer(avctx, &mp->frame)) < 0) {
269         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "reget_buffer() failed\n");
270         return ret;
271     }
272
273     /* le32 bitstream msb first */
274     av_fast_malloc(&mp->bswapbuf, &mp->bswapbuf_size, buf_size + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
275     if (!mp->bswapbuf)
276         return AVERROR(ENOMEM);
277     mp->dsp.bswap_buf((uint32_t *)mp->bswapbuf, (const uint32_t *)buf, buf_size / 4);
278     if (buf_size & 3)
279         memcpy(mp->bswapbuf + (buf_size & ~3), buf + (buf_size & ~3), buf_size & 3);
280     memset(mp->bswapbuf + buf_size, 0, FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
281     init_get_bits(&gb, mp->bswapbuf, buf_size * 8);
282
283     memset(mp->changes_map, 0, avctx->width * avctx->height);
284     for (i = !(avctx->extradata[1] & 2); i < 2; ++i) {
285         count1 = get_bits(&gb, 12);
286         count2 = get_bits(&gb, 12);
287         mp_read_changes_map(mp, &gb, count1, 8, i);
288         mp_read_changes_map(mp, &gb, count2, 4, i);
289     }
290
291     mp->codes_count = get_bits(&gb, 4);
292     if (mp->codes_count == 0)
293         goto end;
294
295     if (mp->changes_map[0] == 0) {
296         *(uint16_t *)mp->frame.data[0] = get_bits(&gb, 15);
297         mp->changes_map[0] = 1;
298     }
299     if (mp_read_codes_table(mp, &gb) < 0)
300         goto end;
301
302     sz = get_bits(&gb, 18);
303     if (avctx->extradata[0] != 5)
304         sz += get_bits(&gb, 18);
305     if (sz == 0)
306         goto end;
307
308     if (mp->max_codes_bits <= 0)
309         goto end;
310     if (init_vlc(&mp->vlc, mp->max_codes_bits, mp->codes_count, &mp->codes[0].size, sizeof(HuffCode), 1, &mp->codes[0].code, sizeof(HuffCode), 4, 0))
311         goto end;
312     mp_decode_frame_helper(mp, &gb);
313     ff_free_vlc(&mp->vlc);
314
315 end:
316     if ((ret = av_frame_ref(data, &mp->frame)) < 0)
317         return ret;
318     *got_frame       = 1;
319     return buf_size;
320 }
321
322 static av_cold int mp_decode_end(AVCodecContext *avctx)
323 {
324     MotionPixelsContext *mp = avctx->priv_data;
325
326     av_freep(&mp->changes_map);
327     av_freep(&mp->vpt);
328     av_freep(&mp->hpt);
329     av_freep(&mp->bswapbuf);
330     av_frame_unref(&mp->frame);
331
332     return 0;
333 }
334
335 AVCodec ff_motionpixels_decoder = {
336     .name           = "motionpixels",
337     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
338     .id             = AV_CODEC_ID_MOTIONPIXELS,
339     .priv_data_size = sizeof(MotionPixelsContext),
340     .init           = mp_decode_init,
341     .close          = mp_decode_end,
342     .decode         = mp_decode_frame,
343     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
344     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Motion Pixels video"),
345 };