Fix H.264 8x8 transform selection
[ffmpeg.git] / libavcodec / roqvideo.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2003 the ffmpeg project
3  *
4  * This file is part of FFmpeg.
5  *
6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
8  * License as published by the Free Software Foundation; either
9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
14  * Lesser General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
19  *
20  */
21
22 /**
23  * @file roqvideo.c
24  * Id RoQ Video Decoder by Dr. Tim Ferguson
25  * For more information about the Id RoQ format, visit:
26  *   http://www.csse.monash.edu.au/~timf/
27  */
28
29 #include <stdio.h>
30 #include <stdlib.h>
31 #include <string.h>
32 #include <unistd.h>
33
34 #include "common.h"
35 #include "avcodec.h"
36 #include "dsputil.h"
37
38 typedef struct {
39   unsigned char y0, y1, y2, y3, u, v;
40 } roq_cell;
41
42 typedef struct {
43   int idx[4];
44 } roq_qcell;
45
46 static int uiclip[1024], *uiclp;  /* clipping table */
47 #define avg2(a,b) uiclp[(((int)(a)+(int)(b)+1)>>1)]
48 #define avg4(a,b,c,d) uiclp[(((int)(a)+(int)(b)+(int)(c)+(int)(d)+2)>>2)]
49
50 typedef struct RoqContext {
51
52     AVCodecContext *avctx;
53     DSPContext dsp;
54     AVFrame frames[2];
55     AVFrame *last_frame;
56     AVFrame *current_frame;
57     int first_frame;
58     int y_stride;
59     int c_stride;
60
61     roq_cell cells[256];
62     roq_qcell qcells[256];
63
64     unsigned char *buf;
65     int size;
66
67 } RoqContext;
68
69 #define RoQ_INFO              0x1001
70 #define RoQ_QUAD_CODEBOOK     0x1002
71 #define RoQ_QUAD_VQ           0x1011
72 #define RoQ_SOUND_MONO        0x1020
73 #define RoQ_SOUND_STEREO      0x1021
74
75 #define RoQ_ID_MOT              0x00
76 #define RoQ_ID_FCC              0x01
77 #define RoQ_ID_SLD              0x02
78 #define RoQ_ID_CCC              0x03
79
80 #define get_byte(in_buffer) *(in_buffer++)
81 #define get_word(in_buffer) ((unsigned short)(in_buffer += 2, \
82   (in_buffer[-1] << 8 | in_buffer[-2])))
83 #define get_long(in_buffer) ((unsigned long)(in_buffer += 4, \
84   (in_buffer[-1] << 24 | in_buffer[-2] << 16 | in_buffer[-3] << 8 | in_buffer[-4])))
85
86
87 static void apply_vector_2x2(RoqContext *ri, int x, int y, roq_cell *cell)
88 {
89     unsigned char *yptr;
90
91     yptr = ri->current_frame->data[0] + (y * ri->y_stride) + x;
92     *yptr++ = cell->y0;
93     *yptr++ = cell->y1;
94     yptr += (ri->y_stride - 2);
95     *yptr++ = cell->y2;
96     *yptr++ = cell->y3;
97     ri->current_frame->data[1][(y/2) * (ri->c_stride) + x/2] = cell->u;
98     ri->current_frame->data[2][(y/2) * (ri->c_stride) + x/2] = cell->v;
99 }
100
101 static void apply_vector_4x4(RoqContext *ri, int x, int y, roq_cell *cell)
102 {
103     unsigned long row_inc, c_row_inc;
104     register unsigned char y0, y1, u, v;
105     unsigned char *yptr, *uptr, *vptr;
106
107     yptr = ri->current_frame->data[0] + (y * ri->y_stride) + x;
108     uptr = ri->current_frame->data[1] + (y/2) * (ri->c_stride) + x/2;
109     vptr = ri->current_frame->data[2] + (y/2) * (ri->c_stride) + x/2;
110
111     row_inc = ri->y_stride - 4;
112     c_row_inc = (ri->c_stride) - 2;
113     *yptr++ = y0 = cell->y0; *uptr++ = u = cell->u; *vptr++ = v = cell->v;
114     *yptr++ = y0;
115     *yptr++ = y1 = cell->y1; *uptr++ = u; *vptr++ = v;
116     *yptr++ = y1;
117
118     yptr += row_inc;
119
120     *yptr++ = y0;
121     *yptr++ = y0;
122     *yptr++ = y1;
123     *yptr++ = y1;
124
125     yptr += row_inc; uptr += c_row_inc; vptr += c_row_inc;
126
127     *yptr++ = y0 = cell->y2; *uptr++ = u; *vptr++ = v;
128     *yptr++ = y0;
129     *yptr++ = y1 = cell->y3; *uptr++ = u; *vptr++ = v;
130     *yptr++ = y1;
131
132     yptr += row_inc;
133
134     *yptr++ = y0;
135     *yptr++ = y0;
136     *yptr++ = y1;
137     *yptr++ = y1;
138 }
139
140 static void apply_motion_4x4(RoqContext *ri, int x, int y, unsigned char mv,
141     signed char mean_x, signed char mean_y)
142 {
143     int i, hw, mx, my;
144     unsigned char *pa, *pb;
145
146     mx = x + 8 - (mv >> 4) - mean_x;
147     my = y + 8 - (mv & 0xf) - mean_y;
148
149     /* check MV against frame boundaries */
150     if ((mx < 0) || (mx > ri->avctx->width - 4) ||
151         (my < 0) || (my > ri->avctx->height - 4)) {
152         av_log(ri->avctx, AV_LOG_ERROR, "motion vector out of bounds: MV = (%d, %d), boundaries = (0, 0, %d, %d)\n",
153             mx, my, ri->avctx->width, ri->avctx->height);
154         return;
155     }
156
157     pa = ri->current_frame->data[0] + (y * ri->y_stride) + x;
158     pb = ri->last_frame->data[0] + (my * ri->y_stride) + mx;
159     for(i = 0; i < 4; i++) {
160         pa[0] = pb[0];
161         pa[1] = pb[1];
162         pa[2] = pb[2];
163         pa[3] = pb[3];
164         pa += ri->y_stride;
165         pb += ri->y_stride;
166     }
167
168     hw = ri->y_stride/2;
169     pa = ri->current_frame->data[1] + (y * ri->y_stride)/4 + x/2;
170     pb = ri->last_frame->data[1] + (my/2) * (ri->y_stride/2) + (mx + 1)/2;
171
172     for(i = 0; i < 2; i++) {
173         switch(((my & 0x01) << 1) | (mx & 0x01)) {
174
175         case 0:
176             pa[0] = pb[0];
177             pa[1] = pb[1];
178             pa[hw] = pb[hw];
179             pa[hw+1] = pb[hw+1];
180             break;
181
182         case 1:
183             pa[0] = avg2(pb[0], pb[1]);
184             pa[1] = avg2(pb[1], pb[2]);
185             pa[hw] = avg2(pb[hw], pb[hw+1]);
186             pa[hw+1] = avg2(pb[hw+1], pb[hw+2]);
187             break;
188
189         case 2:
190             pa[0] = avg2(pb[0], pb[hw]);
191             pa[1] = avg2(pb[1], pb[hw+1]);
192             pa[hw] = avg2(pb[hw], pb[hw*2]);
193             pa[hw+1] = avg2(pb[hw+1], pb[(hw*2)+1]);
194             break;
195
196         case 3:
197             pa[0] = avg4(pb[0], pb[1], pb[hw], pb[hw+1]);
198             pa[1] = avg4(pb[1], pb[2], pb[hw+1], pb[hw+2]);
199             pa[hw] = avg4(pb[hw], pb[hw+1], pb[hw*2], pb[(hw*2)+1]);
200             pa[hw+1] = avg4(pb[hw+1], pb[hw+2], pb[(hw*2)+1], pb[(hw*2)+1]);
201             break;
202         }
203
204         pa = ri->current_frame->data[2] + (y * ri->y_stride)/4 + x/2;
205         pb = ri->last_frame->data[2] + (my/2) * (ri->y_stride/2) + (mx + 1)/2;
206     }
207 }
208
209 static void apply_motion_8x8(RoqContext *ri, int x, int y,
210     unsigned char mv, signed char mean_x, signed char mean_y)
211 {
212     int mx, my, i, j, hw;
213     unsigned char *pa, *pb;
214
215     mx = x + 8 - (mv >> 4) - mean_x;
216     my = y + 8 - (mv & 0xf) - mean_y;
217
218     /* check MV against frame boundaries */
219     if ((mx < 0) || (mx > ri->avctx->width - 8) ||
220         (my < 0) || (my > ri->avctx->height - 8)) {
221         av_log(ri->avctx, AV_LOG_ERROR, "motion vector out of bounds: MV = (%d, %d), boundaries = (0, 0, %d, %d)\n",
222             mx, my, ri->avctx->width, ri->avctx->height);
223         return;
224     }
225
226     pa = ri->current_frame->data[0] + (y * ri->y_stride) + x;
227     pb = ri->last_frame->data[0] + (my * ri->y_stride) + mx;
228     for(i = 0; i < 8; i++) {
229         pa[0] = pb[0];
230         pa[1] = pb[1];
231         pa[2] = pb[2];
232         pa[3] = pb[3];
233         pa[4] = pb[4];
234         pa[5] = pb[5];
235         pa[6] = pb[6];
236         pa[7] = pb[7];
237         pa += ri->y_stride;
238         pb += ri->y_stride;
239     }
240
241     hw = ri->c_stride;
242     pa = ri->current_frame->data[1] + (y * ri->y_stride)/4 + x/2;
243     pb = ri->last_frame->data[1] + (my/2) * (ri->y_stride/2) + (mx + 1)/2;
244     for(j = 0; j < 2; j++) {
245         for(i = 0; i < 4; i++) {
246             switch(((my & 0x01) << 1) | (mx & 0x01)) {
247
248             case 0:
249                 pa[0] = pb[0];
250                 pa[1] = pb[1];
251                 pa[2] = pb[2];
252                 pa[3] = pb[3];
253                 break;
254
255             case 1:
256                 pa[0] = avg2(pb[0], pb[1]);
257                 pa[1] = avg2(pb[1], pb[2]);
258                 pa[2] = avg2(pb[2], pb[3]);
259                 pa[3] = avg2(pb[3], pb[4]);
260                 break;
261
262             case 2:
263                 pa[0] = avg2(pb[0], pb[hw]);
264                 pa[1] = avg2(pb[1], pb[hw+1]);
265                 pa[2] = avg2(pb[2], pb[hw+2]);
266                 pa[3] = avg2(pb[3], pb[hw+3]);
267                 break;
268
269             case 3:
270                 pa[0] = avg4(pb[0], pb[1], pb[hw], pb[hw+1]);
271                 pa[1] = avg4(pb[1], pb[2], pb[hw+1], pb[hw+2]);
272                 pa[2] = avg4(pb[2], pb[3], pb[hw+2], pb[hw+3]);
273                 pa[3] = avg4(pb[3], pb[4], pb[hw+3], pb[hw+4]);
274                 break;
275             }
276             pa += ri->c_stride;
277             pb += ri->c_stride;
278         }
279
280         pa = ri->current_frame->data[2] + (y * ri->y_stride)/4 + x/2;
281         pb = ri->last_frame->data[2] + (my/2) * (ri->y_stride/2) + (mx + 1)/2;
282     }
283 }
284
285 static void roqvideo_decode_frame(RoqContext *ri)
286 {
287     unsigned int chunk_id = 0, chunk_arg = 0;
288     unsigned long chunk_size = 0;
289     int i, j, k, nv1, nv2, vqflg = 0, vqflg_pos = -1;
290     int vqid, bpos, xpos, ypos, xp, yp, x, y;
291     int frame_stats[2][4] = {{0},{0}};
292     roq_qcell *qcell;
293     unsigned char *buf = ri->buf;
294     unsigned char *buf_end = ri->buf + ri->size;
295
296     while (buf < buf_end) {
297         chunk_id = get_word(buf);
298         chunk_size = get_long(buf);
299         chunk_arg = get_word(buf);
300
301         if(chunk_id == RoQ_QUAD_VQ)
302             break;
303         if(chunk_id == RoQ_QUAD_CODEBOOK) {
304             if((nv1 = chunk_arg >> 8) == 0)
305                 nv1 = 256;
306             if((nv2 = chunk_arg & 0xff) == 0 && nv1 * 6 < chunk_size)
307                 nv2 = 256;
308             for(i = 0; i < nv1; i++) {
309                 ri->cells[i].y0 = get_byte(buf);
310                 ri->cells[i].y1 = get_byte(buf);
311                 ri->cells[i].y2 = get_byte(buf);
312                 ri->cells[i].y3 = get_byte(buf);
313                 ri->cells[i].u = get_byte(buf);
314                 ri->cells[i].v = get_byte(buf);
315             }
316             for(i = 0; i < nv2; i++)
317                 for(j = 0; j < 4; j++)
318                     ri->qcells[i].idx[j] = get_byte(buf);
319         }
320     }
321
322     bpos = xpos = ypos = 0;
323     while(bpos < chunk_size) {
324         for (yp = ypos; yp < ypos + 16; yp += 8)
325             for (xp = xpos; xp < xpos + 16; xp += 8) {
326                 if (vqflg_pos < 0) {
327                     vqflg = buf[bpos++]; vqflg |= (buf[bpos++] << 8);
328                     vqflg_pos = 7;
329                 }
330                 vqid = (vqflg >> (vqflg_pos * 2)) & 0x3;
331                 frame_stats[0][vqid]++;
332                 vqflg_pos--;
333
334                 switch(vqid) {
335                 case RoQ_ID_MOT:
336                     apply_motion_8x8(ri, xp, yp, 0, 8, 8);
337                     break;
338                 case RoQ_ID_FCC:
339                     apply_motion_8x8(ri, xp, yp, buf[bpos++], chunk_arg >> 8,
340                         chunk_arg & 0xff);
341                     break;
342                 case RoQ_ID_SLD:
343                     qcell = ri->qcells + buf[bpos++];
344                     apply_vector_4x4(ri, xp, yp, ri->cells + qcell->idx[0]);
345                     apply_vector_4x4(ri, xp+4, yp, ri->cells + qcell->idx[1]);
346                     apply_vector_4x4(ri, xp, yp+4, ri->cells + qcell->idx[2]);
347                     apply_vector_4x4(ri, xp+4, yp+4, ri->cells + qcell->idx[3]);
348                     break;
349                 case RoQ_ID_CCC:
350                     for (k = 0; k < 4; k++) {
351                         x = xp; y = yp;
352                         if(k & 0x01) x += 4;
353                         if(k & 0x02) y += 4;
354
355                         if (vqflg_pos < 0) {
356                             vqflg = buf[bpos++];
357                             vqflg |= (buf[bpos++] << 8);
358                             vqflg_pos = 7;
359                         }
360                         vqid = (vqflg >> (vqflg_pos * 2)) & 0x3;
361                         frame_stats[1][vqid]++;
362                         vqflg_pos--;
363                         switch(vqid) {
364                         case RoQ_ID_MOT:
365                             apply_motion_4x4(ri, x, y, 0, 8, 8);
366                             break;
367                         case RoQ_ID_FCC:
368                             apply_motion_4x4(ri, x, y, buf[bpos++],
369                                 chunk_arg >> 8, chunk_arg & 0xff);
370                             break;
371                         case RoQ_ID_SLD:
372                             qcell = ri->qcells + buf[bpos++];
373                             apply_vector_2x2(ri, x, y, ri->cells + qcell->idx[0]);
374                             apply_vector_2x2(ri, x+2, y, ri->cells + qcell->idx[1]);
375                             apply_vector_2x2(ri, x, y+2, ri->cells + qcell->idx[2]);
376                             apply_vector_2x2(ri, x+2, y+2, ri->cells + qcell->idx[3]);
377                             break;
378                         case RoQ_ID_CCC:
379                             apply_vector_2x2(ri, x, y, ri->cells + buf[bpos]);
380                             apply_vector_2x2(ri, x+2, y, ri->cells + buf[bpos+1]);
381                             apply_vector_2x2(ri, x, y+2, ri->cells + buf[bpos+2]);
382                             apply_vector_2x2(ri, x+2, y+2, ri->cells + buf[bpos+3]);
383                             bpos += 4;
384                             break;
385                         }
386                     }
387                     break;
388                 default:
389                     av_log(ri->avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown vq code: %d\n", vqid);
390             }
391         }
392
393         xpos += 16;
394         if (xpos >= ri->avctx->width) {
395             xpos -= ri->avctx->width;
396             ypos += 16;
397         }
398         if(ypos >= ri->avctx->height)
399             break;
400     }
401 }
402
403
404 static int roq_decode_init(AVCodecContext *avctx)
405 {
406     RoqContext *s = avctx->priv_data;
407     int i;
408
409     s->avctx = avctx;
410     s->first_frame = 1;
411     s->last_frame    = &s->frames[0];
412     s->current_frame = &s->frames[1];
413     avctx->pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
414     avctx->has_b_frames = 0;
415     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
416
417     uiclp = uiclip+512;
418     for(i = -512; i < 512; i++)
419         uiclp[i] = (i < 0 ? 0 : (i > 255 ? 255 : i));
420
421     return 0;
422 }
423
424 static int roq_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
425                             void *data, int *data_size,
426                             uint8_t *buf, int buf_size)
427 {
428     RoqContext *s = avctx->priv_data;
429
430     if (avctx->get_buffer(avctx, s->current_frame)) {
431         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "  RoQ: get_buffer() failed\n");
432         return -1;
433     }
434     s->y_stride = s->current_frame->linesize[0];
435     s->c_stride = s->current_frame->linesize[1];
436
437     s->buf = buf;
438     s->size = buf_size;
439     roqvideo_decode_frame(s);
440
441     /* release the last frame if it is allocated */
442     if (s->first_frame)
443         s->first_frame = 0;
444     else
445         avctx->release_buffer(avctx, s->last_frame);
446
447     *data_size = sizeof(AVFrame);
448     *(AVFrame*)data = *s->current_frame;
449
450     /* shuffle frames */
451     FFSWAP(AVFrame *, s->current_frame, s->last_frame);
452
453     return buf_size;
454 }
455
456 static int roq_decode_end(AVCodecContext *avctx)
457 {
458     RoqContext *s = avctx->priv_data;
459
460     /* release the last frame */
461     if (s->last_frame->data[0])
462         avctx->release_buffer(avctx, s->last_frame);
463
464     return 0;
465 }
466
467 AVCodec roq_decoder = {
468     "roqvideo",
469     CODEC_TYPE_VIDEO,
470     CODEC_ID_ROQ,
471     sizeof(RoqContext),
472     roq_decode_init,
473     NULL,
474     roq_decode_end,
475     roq_decode_frame,
476     CODEC_CAP_DR1,
477 };