Merge remote-tracking branch 'qatar/master'
[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
26 #define MAX_HUFF_CODES 16
27
28 #include "motionpixels_tablegen.h"
29
30 typedef struct HuffCode {
31     int code;
32     uint8_t size;
33     uint8_t delta;
34 } HuffCode;
35
36 typedef struct MotionPixelsContext {
37     AVCodecContext *avctx;
38     AVFrame frame;
39     DSPContext dsp;
40     uint8_t *changes_map;
41     int offset_bits_len;
42     int codes_count, current_codes_count;
43     int max_codes_bits;
44     HuffCode codes[MAX_HUFF_CODES];
45     VLC vlc;
46     YuvPixel *vpt, *hpt;
47     uint8_t gradient_scale[3];
48     uint8_t *bswapbuf;
49     int bswapbuf_size;
50 } MotionPixelsContext;
51
52 static av_cold int mp_decode_init(AVCodecContext *avctx)
53 {
54     MotionPixelsContext *mp = avctx->priv_data;
55     int w4 = (avctx->width  + 3) & ~3;
56     int h4 = (avctx->height + 3) & ~3;
57
58     motionpixels_tableinit();
59     mp->avctx = avctx;
60     dsputil_init(&mp->dsp, avctx);
61     mp->changes_map = av_mallocz(avctx->width * h4);
62     mp->offset_bits_len = av_log2(avctx->width * avctx->height) + 1;
63     mp->vpt = av_mallocz(avctx->height * sizeof(YuvPixel));
64     mp->hpt = av_mallocz(h4 * w4 / 16 * sizeof(YuvPixel));
65     avctx->pix_fmt = PIX_FMT_RGB555;
66     avcodec_get_frame_defaults(&mp->frame);
67     return 0;
68 }
69
70 static void mp_read_changes_map(MotionPixelsContext *mp, GetBitContext *gb, int count, int bits_len, int read_color)
71 {
72     uint16_t *pixels;
73     int offset, w, h, color = 0, x, y, i;
74
75     while (count--) {
76         offset = get_bits_long(gb, mp->offset_bits_len);
77         w      = get_bits(gb, bits_len) + 1;
78         h      = get_bits(gb, bits_len) + 1;
79         if (read_color)
80             color = get_bits(gb, 15);
81         x = offset % mp->avctx->width;
82         y = offset / mp->avctx->width;
83         if (y >= mp->avctx->height)
84             continue;
85         w = FFMIN(w, mp->avctx->width  - x);
86         h = FFMIN(h, mp->avctx->height - y);
87         pixels = (uint16_t *)&mp->frame.data[0][y * mp->frame.linesize[0] + x * 2];
88         while (h--) {
89             mp->changes_map[offset] = w;
90             if (read_color)
91                 for (i = 0; i < w; ++i)
92                     pixels[i] = color;
93             offset += mp->avctx->width;
94             pixels += mp->frame.linesize[0] / 2;
95         }
96     }
97 }
98
99 static void mp_get_code(MotionPixelsContext *mp, GetBitContext *gb, int size, int code)
100 {
101     while (get_bits1(gb)) {
102         ++size;
103         if (size > mp->max_codes_bits) {
104             av_log(mp->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid code size %d/%d\n", size, mp->max_codes_bits);
105             return;
106         }
107         code <<= 1;
108         mp_get_code(mp, gb, size, code + 1);
109     }
110     if (mp->current_codes_count >= MAX_HUFF_CODES) {
111         av_log(mp->avctx, AV_LOG_ERROR, "too many codes\n");
112         return;
113     }
114     mp->codes[mp->current_codes_count  ].code = code;
115     mp->codes[mp->current_codes_count++].size = size;
116 }
117
118 static void mp_read_codes_table(MotionPixelsContext *mp, GetBitContext *gb)
119 {
120     if (mp->codes_count == 1) {
121         mp->codes[0].delta = get_bits(gb, 4);
122     } else {
123         int i;
124
125         mp->max_codes_bits = get_bits(gb, 4);
126         for (i = 0; i < mp->codes_count; ++i)
127             mp->codes[i].delta = get_bits(gb, 4);
128         mp->current_codes_count = 0;
129         mp_get_code(mp, gb, 0, 0);
130    }
131 }
132
133 static int mp_gradient(MotionPixelsContext *mp, int component, int v)
134 {
135     int delta;
136
137     delta = (v - 7) * mp->gradient_scale[component];
138     mp->gradient_scale[component] = (v == 0 || v == 14) ? 2 : 1;
139     return delta;
140 }
141
142 static YuvPixel mp_get_yuv_from_rgb(MotionPixelsContext *mp, int x, int y)
143 {
144     int color;
145
146     color = *(uint16_t *)&mp->frame.data[0][y * mp->frame.linesize[0] + x * 2];
147     return mp_rgb_yuv_table[color];
148 }
149
150 static void mp_set_rgb_from_yuv(MotionPixelsContext *mp, int x, int y, const YuvPixel *p)
151 {
152     int color;
153
154     color = mp_yuv_to_rgb(p->y, p->v, p->u, 1);
155     *(uint16_t *)&mp->frame.data[0][y * mp->frame.linesize[0] + x * 2] = color;
156 }
157
158 static int mp_get_vlc(MotionPixelsContext *mp, GetBitContext *gb)
159 {
160     int i;
161
162     i = (mp->codes_count == 1) ? 0 : get_vlc2(gb, mp->vlc.table, mp->max_codes_bits, 1);
163     return mp->codes[i].delta;
164 }
165
166 static void mp_decode_line(MotionPixelsContext *mp, GetBitContext *gb, int y)
167 {
168     YuvPixel p;
169     const int y0 = y * mp->avctx->width;
170     int w, i, x = 0;
171
172     p = mp->vpt[y];
173     if (mp->changes_map[y0 + x] == 0) {
174         memset(mp->gradient_scale, 1, sizeof(mp->gradient_scale));
175         ++x;
176     }
177     while (x < mp->avctx->width) {
178         w = mp->changes_map[y0 + x];
179         if (w != 0) {
180             if ((y & 3) == 0) {
181                 if (mp->changes_map[y0 + x + mp->avctx->width] < w ||
182                     mp->changes_map[y0 + x + mp->avctx->width * 2] < w ||
183                     mp->changes_map[y0 + x + mp->avctx->width * 3] < w) {
184                     for (i = (x + 3) & ~3; i < x + w; i += 4) {
185                         mp->hpt[((y / 4) * mp->avctx->width + i) / 4] = mp_get_yuv_from_rgb(mp, i, y);
186                     }
187                 }
188             }
189             x += w;
190             memset(mp->gradient_scale, 1, sizeof(mp->gradient_scale));
191             p = mp_get_yuv_from_rgb(mp, x - 1, y);
192         } else {
193             p.y += mp_gradient(mp, 0, mp_get_vlc(mp, gb));
194             if ((x & 3) == 0) {
195                 if ((y & 3) == 0) {
196                     p.v += mp_gradient(mp, 1, mp_get_vlc(mp, gb));
197                     p.u += mp_gradient(mp, 2, mp_get_vlc(mp, gb));
198                     mp->hpt[((y / 4) * mp->avctx->width + x) / 4] = p;
199                 } else {
200                     p.v = mp->hpt[((y / 4) * mp->avctx->width + x) / 4].v;
201                     p.u = mp->hpt[((y / 4) * mp->avctx->width + x) / 4].u;
202                 }
203             }
204             mp_set_rgb_from_yuv(mp, x, y, &p);
205             ++x;
206         }
207     }
208 }
209
210 static void mp_decode_frame_helper(MotionPixelsContext *mp, GetBitContext *gb)
211 {
212     YuvPixel p;
213     int y, y0;
214
215     for (y = 0; y < mp->avctx->height; ++y) {
216         if (mp->changes_map[y * mp->avctx->width] != 0) {
217             memset(mp->gradient_scale, 1, sizeof(mp->gradient_scale));
218             p = mp_get_yuv_from_rgb(mp, 0, y);
219         } else {
220             p.y += mp_gradient(mp, 0, mp_get_vlc(mp, gb));
221             if ((y & 3) == 0) {
222                 p.v += mp_gradient(mp, 1, mp_get_vlc(mp, gb));
223                 p.u += mp_gradient(mp, 2, mp_get_vlc(mp, gb));
224             }
225             mp->vpt[y] = p;
226             mp_set_rgb_from_yuv(mp, 0, y, &p);
227         }
228     }
229     for (y0 = 0; y0 < 2; ++y0)
230         for (y = y0; y < mp->avctx->height; y += 2)
231             mp_decode_line(mp, gb, y);
232 }
233
234 static int mp_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
235                                  void *data, int *data_size,
236                                  AVPacket *avpkt)
237 {
238     const uint8_t *buf = avpkt->data;
239     int buf_size = avpkt->size;
240     MotionPixelsContext *mp = avctx->priv_data;
241     GetBitContext gb;
242     int i, count1, count2, sz;
243
244     mp->frame.reference = 1;
245     mp->frame.buffer_hints = FF_BUFFER_HINTS_VALID | FF_BUFFER_HINTS_PRESERVE | FF_BUFFER_HINTS_REUSABLE;
246     if (avctx->reget_buffer(avctx, &mp->frame)) {
247         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "reget_buffer() failed\n");
248         return -1;
249     }
250
251     /* le32 bitstream msb first */
252     av_fast_malloc(&mp->bswapbuf, &mp->bswapbuf_size, buf_size + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
253     if (!mp->bswapbuf)
254         return AVERROR(ENOMEM);
255     mp->dsp.bswap_buf((uint32_t *)mp->bswapbuf, (const uint32_t *)buf, buf_size / 4);
256     if (buf_size & 3)
257         memcpy(mp->bswapbuf + (buf_size & ~3), buf + (buf_size & ~3), buf_size & 3);
258     memset(mp->bswapbuf + buf_size, 0, FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
259     init_get_bits(&gb, mp->bswapbuf, buf_size * 8);
260
261     memset(mp->changes_map, 0, avctx->width * avctx->height);
262     for (i = !(avctx->extradata[1] & 2); i < 2; ++i) {
263         count1 = get_bits(&gb, 12);
264         count2 = get_bits(&gb, 12);
265         mp_read_changes_map(mp, &gb, count1, 8, i);
266         mp_read_changes_map(mp, &gb, count2, 4, i);
267     }
268
269     mp->codes_count = get_bits(&gb, 4);
270     if (mp->codes_count == 0)
271         goto end;
272
273     if (mp->changes_map[0] == 0) {
274         *(uint16_t *)mp->frame.data[0] = get_bits(&gb, 15);
275         mp->changes_map[0] = 1;
276     }
277     mp_read_codes_table(mp, &gb);
278
279     sz = get_bits(&gb, 18);
280     if (avctx->extradata[0] != 5)
281         sz += get_bits(&gb, 18);
282     if (sz == 0)
283         goto end;
284
285     if (mp->max_codes_bits <= 0)
286         goto end;
287     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))
288         goto end;
289     mp_decode_frame_helper(mp, &gb);
290     free_vlc(&mp->vlc);
291
292 end:
293     *data_size = sizeof(AVFrame);
294     *(AVFrame *)data = mp->frame;
295     return buf_size;
296 }
297
298 static av_cold int mp_decode_end(AVCodecContext *avctx)
299 {
300     MotionPixelsContext *mp = avctx->priv_data;
301
302     av_freep(&mp->changes_map);
303     av_freep(&mp->vpt);
304     av_freep(&mp->hpt);
305     av_freep(&mp->bswapbuf);
306     if (mp->frame.data[0])
307         avctx->release_buffer(avctx, &mp->frame);
308
309     return 0;
310 }
311
312 AVCodec ff_motionpixels_decoder = {
313     .name           = "motionpixels",
314     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
315     .id             = CODEC_ID_MOTIONPIXELS,
316     .priv_data_size = sizeof(MotionPixelsContext),
317     .init           = mp_decode_init,
318     .close          = mp_decode_end,
319     .decode         = mp_decode_frame,
320     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
321     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Motion Pixels video"),
322 };