1000l to myself - get correct quantization for blocks 1 and 2
[ffmpeg.git] / libavcodec / rangecoder.c
1 /*
2  * Range coder
3  * Copyright (c) 2004 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
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 /**
24  * @file rangecoder.c
25  * Range coder.
26  * based upon
27  *    "Range encoding: an algorithm for removing redundancy from a digitised
28  *                     message.
29  *     G. N. N. Martin                  Presented in March 1979 to the Video &
30  *                                      Data Recording Conference,
31  *     IBM UK Scientific Center         held in Southampton July 24-27 1979."
32  *
33  */
34
35 #include <string.h>
36
37 #include "avcodec.h"
38 #include "common.h"
39 #include "rangecoder.h"
40
41
42 void ff_init_range_encoder(RangeCoder *c, uint8_t *buf, int buf_size){
43     c->bytestream_start=
44     c->bytestream= buf;
45     c->bytestream_end= buf + buf_size;
46
47     c->low= 0;
48     c->range= 0xFF00;
49     c->outstanding_count= 0;
50     c->outstanding_byte= -1;
51 }
52
53 void ff_init_range_decoder(RangeCoder *c, const uint8_t *buf, int buf_size){
54     /* cast to avoid compiler warning */
55     ff_init_range_encoder(c, (uint8_t *) buf, buf_size);
56
57     c->low =(*c->bytestream++)<<8;
58     c->low+= *c->bytestream++;
59 }
60
61 void ff_build_rac_states(RangeCoder *c, int factor, int max_p){
62     const int64_t one= 1LL<<32;
63     int64_t p;
64     int last_p8, p8, i;
65
66     memset(c->zero_state, 0, sizeof(c->zero_state));
67     memset(c-> one_state, 0, sizeof(c-> one_state));
68
69     last_p8= 0;
70     p= one/2;
71     for(i=0; i<128; i++){
72         p8= (256*p + one/2) >> 32; //FIXME try without the one
73         if(p8 <= last_p8) p8= last_p8+1;
74         if(last_p8 && last_p8<256 && p8<=max_p)
75             c->one_state[last_p8]= p8;
76
77         p+= ((one-p)*factor + one/2) >> 32;
78         last_p8= p8;
79     }
80
81     for(i=256-max_p; i<=max_p; i++){
82         if(c->one_state[i])
83             continue;
84
85         p= (i*one + 128) >> 8;
86         p+= ((one-p)*factor + one/2) >> 32;
87         p8= (256*p + one/2) >> 32; //FIXME try without the one
88         if(p8 <= i) p8= i+1;
89         if(p8 > max_p) p8= max_p;
90         c->one_state[    i]=     p8;
91     }
92
93     for(i=1; i<255; i++)
94         c->zero_state[i]= 256-c->one_state[256-i];
95 }
96
97 /**
98  *
99  * @return the number of bytes written
100  */
101 int ff_rac_terminate(RangeCoder *c){
102     c->range=0xFF;
103     c->low +=0xFF;
104     renorm_encoder(c);
105     c->range=0xFF;
106     renorm_encoder(c);
107
108     assert(c->low   == 0);
109     assert(c->range >= 0x100);
110
111     return c->bytestream - c->bytestream_start;
112 }
113
114 #if 0 //selftest
115 #define SIZE 10240
116 int main(){
117     RangeCoder c;
118     uint8_t b[9*SIZE];
119     uint8_t r[9*SIZE];
120     int i;
121     uint8_t state[10]= {0};
122
123     ff_init_range_encoder(&c, b, SIZE);
124     ff_build_rac_states(&c, 0.05*(1LL<<32), 128+64+32+16);
125
126     memset(state, 128, sizeof(state));
127
128     for(i=0; i<SIZE; i++){
129         r[i]= random()%7;
130     }
131
132     for(i=0; i<SIZE; i++){
133 START_TIMER
134         put_rac(&c, state, r[i]&1);
135 STOP_TIMER("put_rac")
136     }
137
138     ff_put_rac_terminate(&c);
139
140     ff_init_range_decoder(&c, b, SIZE);
141
142     memset(state, 128, sizeof(state));
143
144     for(i=0; i<SIZE; i++){
145 START_TIMER
146         if( (r[i]&1) != get_rac(&c, state) )
147             av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "rac failure at %d\n", i);
148 STOP_TIMER("get_rac")
149     }
150
151     return 0;
152 }
153 #endif