31649f865839032ff6c2e32cd7a486b10cc92e01
[ffmpeg.git] / libavcodec / ulti.c
1 /*
2  * IBM Ultimotion Video Decoder
3  * Copyright (C) 2004 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 libavcodec/ulti.c
24  * IBM Ultimotion Video Decoder.
25  */
26
27 #include <stdio.h>
28 #include <stdlib.h>
29 #include <string.h>
30 #include <unistd.h>
31
32 #include "avcodec.h"
33 #include "bytestream.h"
34
35 #include "ulti_cb.h"
36
37 typedef struct UltimotionDecodeContext {
38     AVCodecContext *avctx;
39     int width, height, blocks;
40     AVFrame frame;
41     const uint8_t *ulti_codebook;
42 } UltimotionDecodeContext;
43
44 static av_cold int ulti_decode_init(AVCodecContext *avctx)
45 {
46     UltimotionDecodeContext *s = avctx->priv_data;
47
48     s->avctx = avctx;
49     s->width = avctx->width;
50     s->height = avctx->height;
51     s->blocks = (s->width / 8) * (s->height / 8);
52     avctx->pix_fmt = PIX_FMT_YUV410P;
53     avctx->coded_frame = (AVFrame*) &s->frame;
54     s->ulti_codebook = ulti_codebook;
55
56     return 0;
57 }
58
59 static const int block_coords[8] = // 4x4 block coords in 8x8 superblock
60     { 0, 0, 0, 4, 4, 4, 4, 0};
61
62 static const int angle_by_index[4] = { 0, 2, 6, 12};
63
64 /* Lookup tables for luma and chroma - used by ulti_convert_yuv() */
65 static const uint8_t ulti_lumas[64] =
66     { 0x10, 0x13, 0x17, 0x1A, 0x1E, 0x21, 0x25, 0x28,
67       0x2C, 0x2F, 0x33, 0x36, 0x3A, 0x3D, 0x41, 0x44,
68       0x48, 0x4B, 0x4F, 0x52, 0x56, 0x59, 0x5C, 0x60,
69       0x63, 0x67, 0x6A, 0x6E, 0x71, 0x75, 0x78, 0x7C,
70       0x7F, 0x83, 0x86, 0x8A, 0x8D, 0x91, 0x94, 0x98,
71       0x9B, 0x9F, 0xA2, 0xA5, 0xA9, 0xAC, 0xB0, 0xB3,
72       0xB7, 0xBA, 0xBE, 0xC1, 0xC5, 0xC8, 0xCC, 0xCF,
73       0xD3, 0xD6, 0xDA, 0xDD, 0xE1, 0xE4, 0xE8, 0xEB};
74
75 static const uint8_t ulti_chromas[16] =
76     { 0x60, 0x67, 0x6D, 0x73, 0x7A, 0x80, 0x86, 0x8D,
77       0x93, 0x99, 0xA0, 0xA6, 0xAC, 0xB3, 0xB9, 0xC0};
78
79 /* convert Ultimotion YUV block (sixteen 6-bit Y samples and
80  two 4-bit chroma samples) into standard YUV and put it into frame */
81 static void ulti_convert_yuv(AVFrame *frame, int x, int y,
82                              uint8_t *luma,int chroma)
83 {
84     uint8_t *y_plane, *cr_plane, *cb_plane;
85     int i;
86
87     y_plane = frame->data[0] + x + y * frame->linesize[0];
88     cr_plane = frame->data[1] + (x / 4) + (y / 4) * frame->linesize[1];
89     cb_plane = frame->data[2] + (x / 4) + (y / 4) * frame->linesize[2];
90
91     cr_plane[0] = ulti_chromas[chroma >> 4];
92
93     cb_plane[0] = ulti_chromas[chroma & 0xF];
94
95
96     for(i = 0; i < 16; i++){
97         y_plane[i & 3] = ulti_lumas[luma[i]];
98         if((i & 3) == 3) { //next row
99             y_plane += frame->linesize[0];
100         }
101     }
102 }
103
104 /* generate block like in MS Video1 */
105 static void ulti_pattern(AVFrame *frame, int x, int y,
106                          int f0, int f1, int Y0, int Y1, int chroma)
107 {
108     uint8_t Luma[16];
109     int mask, i;
110     for(mask = 0x80, i = 0; mask; mask >>= 1, i++) {
111         if(f0 & mask)
112             Luma[i] = Y1;
113         else
114             Luma[i] = Y0;
115     }
116
117     for(mask = 0x80, i = 8; mask; mask >>= 1, i++) {
118         if(f1 & mask)
119             Luma[i] = Y1;
120         else
121             Luma[i] = Y0;
122     }
123
124     ulti_convert_yuv(frame, x, y, Luma, chroma);
125 }
126
127 /* fill block with some gradient */
128 static void ulti_grad(AVFrame *frame, int x, int y, uint8_t *Y, int chroma, int angle)
129 {
130     uint8_t Luma[16];
131     if(angle & 8) { //reverse order
132         int t;
133         angle &= 0x7;
134         t = Y[0];
135         Y[0] = Y[3];
136         Y[3] = t;
137         t = Y[1];
138         Y[1] = Y[2];
139         Y[2] = t;
140     }
141     switch(angle){
142     case 0:
143         Luma[0]  = Y[0]; Luma[1]  = Y[1]; Luma[2]  = Y[2]; Luma[3]  = Y[3];
144         Luma[4]  = Y[0]; Luma[5]  = Y[1]; Luma[6]  = Y[2]; Luma[7]  = Y[3];
145         Luma[8]  = Y[0]; Luma[9]  = Y[1]; Luma[10] = Y[2]; Luma[11] = Y[3];
146         Luma[12] = Y[0]; Luma[13] = Y[1]; Luma[14] = Y[2]; Luma[15] = Y[3];
147         break;
148     case 1:
149         Luma[0]  = Y[1]; Luma[1]  = Y[2]; Luma[2]  = Y[3]; Luma[3]  = Y[3];
150         Luma[4]  = Y[0]; Luma[5]  = Y[1]; Luma[6]  = Y[2]; Luma[7]  = Y[3];
151         Luma[8]  = Y[0]; Luma[9]  = Y[1]; Luma[10] = Y[2]; Luma[11] = Y[3];
152         Luma[12] = Y[0]; Luma[13] = Y[0]; Luma[14] = Y[1]; Luma[15] = Y[2];
153         break;
154     case 2:
155         Luma[0]  = Y[1]; Luma[1]  = Y[2]; Luma[2]  = Y[3]; Luma[3]  = Y[3];
156         Luma[4]  = Y[1]; Luma[5]  = Y[2]; Luma[6]  = Y[2]; Luma[7]  = Y[3];
157         Luma[8]  = Y[0]; Luma[9]  = Y[1]; Luma[10] = Y[1]; Luma[11] = Y[2];
158         Luma[12] = Y[0]; Luma[13] = Y[0]; Luma[14] = Y[1]; Luma[15] = Y[2];
159         break;
160     case 3:
161         Luma[0]  = Y[2]; Luma[1]  = Y[3]; Luma[2]  = Y[3]; Luma[3]  = Y[3];
162         Luma[4]  = Y[1]; Luma[5]  = Y[2]; Luma[6]  = Y[2]; Luma[7]  = Y[3];
163         Luma[8]  = Y[0]; Luma[9]  = Y[1]; Luma[10] = Y[1]; Luma[11] = Y[2];
164         Luma[12] = Y[0]; Luma[13] = Y[0]; Luma[14] = Y[0]; Luma[15] = Y[1];
165         break;
166     case 4:
167         Luma[0]  = Y[3]; Luma[1]  = Y[3]; Luma[2]  = Y[3]; Luma[3]  = Y[3];
168         Luma[4]  = Y[2]; Luma[5]  = Y[2]; Luma[6]  = Y[2]; Luma[7]  = Y[2];
169         Luma[8]  = Y[1]; Luma[9]  = Y[1]; Luma[10] = Y[1]; Luma[11] = Y[1];
170         Luma[12] = Y[0]; Luma[13] = Y[0]; Luma[14] = Y[0]; Luma[15] = Y[0];
171         break;
172     case 5:
173         Luma[0]  = Y[3]; Luma[1]  = Y[3]; Luma[2]  = Y[3]; Luma[3]  = Y[2];
174         Luma[4]  = Y[3]; Luma[5]  = Y[2]; Luma[6]  = Y[2]; Luma[7]  = Y[1];
175         Luma[8]  = Y[2]; Luma[9]  = Y[1]; Luma[10] = Y[1]; Luma[11] = Y[0];
176         Luma[12] = Y[1]; Luma[13] = Y[0]; Luma[14] = Y[0]; Luma[15] = Y[0];
177         break;
178     case 6:
179         Luma[0]  = Y[3]; Luma[1]  = Y[3]; Luma[2]  = Y[2]; Luma[3]  = Y[2];
180         Luma[4]  = Y[3]; Luma[5]  = Y[2]; Luma[6]  = Y[1]; Luma[7]  = Y[1];
181         Luma[8]  = Y[2]; Luma[9]  = Y[2]; Luma[10] = Y[1]; Luma[11] = Y[0];
182         Luma[12] = Y[1]; Luma[13] = Y[1]; Luma[14] = Y[0]; Luma[15] = Y[0];
183         break;
184     case 7:
185         Luma[0]  = Y[3]; Luma[1]  = Y[3]; Luma[2]  = Y[2]; Luma[3]  = Y[1];
186         Luma[4]  = Y[3]; Luma[5]  = Y[2]; Luma[6]  = Y[1]; Luma[7]  = Y[0];
187         Luma[8]  = Y[3]; Luma[9]  = Y[2]; Luma[10] = Y[1]; Luma[11] = Y[0];
188         Luma[12] = Y[2]; Luma[13] = Y[1]; Luma[14] = Y[0]; Luma[15] = Y[0];
189         break;
190     default:
191         Luma[0]  = Y[0]; Luma[1]  = Y[0]; Luma[2]  = Y[1]; Luma[3]  = Y[1];
192         Luma[4]  = Y[0]; Luma[5]  = Y[0]; Luma[6]  = Y[1]; Luma[7]  = Y[1];
193         Luma[8]  = Y[2]; Luma[9]  = Y[2]; Luma[10] = Y[3]; Luma[11] = Y[3];
194         Luma[12] = Y[2]; Luma[13] = Y[2]; Luma[14] = Y[3]; Luma[15] = Y[3];
195         break;
196     }
197
198     ulti_convert_yuv(frame, x, y, Luma, chroma);
199 }
200
201 static int ulti_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
202                              void *data, int *data_size,
203                              AVPacket *avpkt)
204 {
205     const uint8_t *buf = avpkt->data;
206     int buf_size = avpkt->size;
207     UltimotionDecodeContext *s=avctx->priv_data;
208     int modifier = 0;
209     int uniq = 0;
210     int mode = 0;
211     int blocks = 0;
212     int done = 0;
213     int x = 0, y = 0;
214     int i;
215     int skip;
216     int tmp;
217
218     if(s->frame.data[0])
219         avctx->release_buffer(avctx, &s->frame);
220
221     s->frame.reference = 1;
222     s->frame.buffer_hints = FF_BUFFER_HINTS_VALID | FF_BUFFER_HINTS_PRESERVE | FF_BUFFER_HINTS_REUSABLE;
223     if(avctx->get_buffer(avctx, &s->frame) < 0) {
224         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
225         return -1;
226     }
227
228     while(!done) {
229         int idx;
230         if(blocks >= s->blocks || y >= s->height)
231             break;//all blocks decoded
232
233         idx = *buf++;
234         if((idx & 0xF8) == 0x70) {
235             switch(idx) {
236             case 0x70: //change modifier
237                 modifier = *buf++;
238                 if(modifier>1)
239                     av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "warning: modifier must be 0 or 1, got %i\n", modifier);
240                 break;
241             case 0x71: // set uniq flag
242                 uniq = 1;
243                 break;
244             case 0x72: //toggle mode
245                 mode = !mode;
246                 break;
247             case 0x73: //end-of-frame
248                 done = 1;
249                 break;
250             case 0x74: //skip some blocks
251                 skip = *buf++;
252                 if ((blocks + skip) >= s->blocks)
253                     break;
254                 blocks += skip;
255                 x += skip * 8;
256                 while(x >= s->width) {
257                     x -= s->width;
258                     y += 8;
259                 }
260                 break;
261             default:
262                 av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "warning: unknown escape 0x%02X\n", idx);
263             }
264         } else { //handle one block
265             int code;
266             int cf;
267             int angle = 0;
268             uint8_t Y[4]; // luma samples of block
269             int tx = 0, ty = 0; //coords of subblock
270             int chroma = 0;
271             if (mode || uniq) {
272                 uniq = 0;
273                 cf = 1;
274                 chroma = 0;
275             } else {
276                 cf = 0;
277                 if (idx)
278                     chroma = *buf++;
279             }
280             for (i = 0; i < 4; i++) { // for every subblock
281                 code = (idx >> (6 - i*2)) & 3; //extract 2 bits
282                 if(!code) //skip subblock
283                     continue;
284                 if(cf)
285                     chroma = *buf++;
286                 tx = x + block_coords[i * 2];
287                 ty = y + block_coords[(i * 2) + 1];
288                 switch(code) {
289                 case 1:
290                     tmp = *buf++;
291
292                     angle = angle_by_index[(tmp >> 6) & 0x3];
293
294                     Y[0] = tmp & 0x3F;
295                     Y[1] = Y[0];
296
297                     if (angle) {
298                         Y[2] = Y[0]+1;
299                         if (Y[2] > 0x3F)
300                             Y[2] = 0x3F;
301                         Y[3] = Y[2];
302                     } else {
303                         Y[2] = Y[0];
304                         Y[3] = Y[0];
305                     }
306                     break;
307
308                 case 2:
309                     if (modifier) { // unpack four luma samples
310                         tmp = bytestream_get_be24(&buf);
311
312                         Y[0] = (tmp >> 18) & 0x3F;
313                         Y[1] = (tmp >> 12) & 0x3F;
314                         Y[2] = (tmp >> 6) & 0x3F;
315                         Y[3] = tmp & 0x3F;
316                         angle = 16;
317                     } else { // retrieve luma samples from codebook
318                         tmp = bytestream_get_be16(&buf);
319
320                         angle = (tmp >> 12) & 0xF;
321                         tmp &= 0xFFF;
322                         tmp <<= 2;
323                         Y[0] = s->ulti_codebook[tmp];
324                         Y[1] = s->ulti_codebook[tmp + 1];
325                         Y[2] = s->ulti_codebook[tmp + 2];
326                         Y[3] = s->ulti_codebook[tmp + 3];
327                     }
328                     break;
329
330                 case 3:
331                     if (modifier) { // all 16 luma samples
332                         uint8_t Luma[16];
333
334                         tmp = bytestream_get_be24(&buf);
335                         Luma[0] = (tmp >> 18) & 0x3F;
336                         Luma[1] = (tmp >> 12) & 0x3F;
337                         Luma[2] = (tmp >> 6) & 0x3F;
338                         Luma[3] = tmp & 0x3F;
339
340                         tmp = bytestream_get_be24(&buf);
341                         Luma[4] = (tmp >> 18) & 0x3F;
342                         Luma[5] = (tmp >> 12) & 0x3F;
343                         Luma[6] = (tmp >> 6) & 0x3F;
344                         Luma[7] = tmp & 0x3F;
345
346                         tmp = bytestream_get_be24(&buf);
347                         Luma[8] = (tmp >> 18) & 0x3F;
348                         Luma[9] = (tmp >> 12) & 0x3F;
349                         Luma[10] = (tmp >> 6) & 0x3F;
350                         Luma[11] = tmp & 0x3F;
351
352                         tmp = bytestream_get_be24(&buf);
353                         Luma[12] = (tmp >> 18) & 0x3F;
354                         Luma[13] = (tmp >> 12) & 0x3F;
355                         Luma[14] = (tmp >> 6) & 0x3F;
356                         Luma[15] = tmp & 0x3F;
357
358                         ulti_convert_yuv(&s->frame, tx, ty, Luma, chroma);
359                     } else {
360                         tmp = *buf++;
361                         if(tmp & 0x80) {
362                             angle = (tmp >> 4) & 0x7;
363                             tmp = (tmp << 8) + *buf++;
364                             Y[0] = (tmp >> 6) & 0x3F;
365                             Y[1] = tmp & 0x3F;
366                             Y[2] = (*buf++) & 0x3F;
367                             Y[3] = (*buf++) & 0x3F;
368                             ulti_grad(&s->frame, tx, ty, Y, chroma, angle); //draw block
369                         } else { // some patterns
370                             int f0, f1;
371                             f0 = *buf++;
372                             f1 = tmp;
373                             Y[0] = (*buf++) & 0x3F;
374                             Y[1] = (*buf++) & 0x3F;
375                             ulti_pattern(&s->frame, tx, ty, f1, f0, Y[0], Y[1], chroma);
376                         }
377                     }
378                     break;
379                 }
380                 if(code != 3)
381                     ulti_grad(&s->frame, tx, ty, Y, chroma, angle); // draw block
382             }
383             blocks++;
384                 x += 8;
385             if(x >= s->width) {
386                 x = 0;
387                 y += 8;
388             }
389         }
390     }
391
392     *data_size=sizeof(AVFrame);
393     *(AVFrame*)data= s->frame;
394
395     return buf_size;
396 }
397
398 static av_cold int ulti_decode_end(AVCodecContext *avctx)
399 {
400 /*    UltimotionDecodeContext *s = avctx->priv_data;*/
401
402     return 0;
403 }
404
405 AVCodec ulti_decoder = {
406     "ultimotion",
407     CODEC_TYPE_VIDEO,
408     CODEC_ID_ULTI,
409     sizeof(UltimotionDecodeContext),
410     ulti_decode_init,
411     NULL,
412     ulti_decode_end,
413     ulti_decode_frame,
414     CODEC_CAP_DR1,
415     NULL,
416     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("IBM UltiMotion"),
417 };
418