Make VP5 and VP6 decoders output a qscale table to allow for more automatic
[ffmpeg.git] / libavcodec / vp56.h
1 /**
2  * @file libavcodec/vp56.h
3  * VP5 and VP6 compatible video decoder (common features)
4  *
5  * Copyright (C) 2006  Aurelien Jacobs <aurel@gnuage.org>
6  *
7  * This file is part of FFmpeg.
8  *
9  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
11  * License as published by the Free Software Foundation; either
12  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
13  *
14  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
17  * Lesser General Public License for more details.
18  *
19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
20  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
22  */
23
24 #ifndef AVCODEC_VP56_H
25 #define AVCODEC_VP56_H
26
27 #include "vp56data.h"
28 #include "dsputil.h"
29 #include "get_bits.h"
30 #include "bytestream.h"
31
32
33 typedef struct vp56_context VP56Context;
34 typedef struct vp56_mv VP56mv;
35
36 typedef void (*VP56ParseVectorAdjustment)(VP56Context *s,
37                                           VP56mv *vect);
38 typedef int  (*VP56Adjust)(int v, int t);
39 typedef void (*VP56Filter)(VP56Context *s, uint8_t *dst, uint8_t *src,
40                            int offset1, int offset2, int stride,
41                            VP56mv mv, int mask, int select, int luma);
42 typedef void (*VP56ParseCoeff)(VP56Context *s);
43 typedef void (*VP56DefaultModelsInit)(VP56Context *s);
44 typedef void (*VP56ParseVectorModels)(VP56Context *s);
45 typedef void (*VP56ParseCoeffModels)(VP56Context *s);
46 typedef int  (*VP56ParseHeader)(VP56Context *s, const uint8_t *buf,
47                                 int buf_size, int *golden_frame);
48
49 typedef struct {
50     int high;
51     int bits;
52     const uint8_t *buffer;
53     const uint8_t *end;
54     unsigned long code_word;
55 } VP56RangeCoder;
56
57 typedef struct {
58     uint8_t not_null_dc;
59     VP56Frame ref_frame;
60     DCTELEM dc_coeff;
61 } VP56RefDc;
62
63 struct vp56_mv {
64     int x;
65     int y;
66 };
67
68 typedef struct {
69     uint8_t type;
70     VP56mv mv;
71 } VP56Macroblock;
72
73 typedef struct {
74     uint8_t coeff_reorder[64];       /* used in vp6 only */
75     uint8_t coeff_index_to_pos[64];  /* used in vp6 only */
76     uint8_t vector_sig[2];           /* delta sign */
77     uint8_t vector_dct[2];           /* delta coding types */
78     uint8_t vector_pdi[2][2];        /* predefined delta init */
79     uint8_t vector_pdv[2][7];        /* predefined delta values */
80     uint8_t vector_fdv[2][8];        /* 8 bit delta value definition */
81     uint8_t coeff_dccv[2][11];       /* DC coeff value */
82     uint8_t coeff_ract[2][3][6][11]; /* Run/AC coding type and AC coeff value */
83     uint8_t coeff_acct[2][3][3][6][5];/* vp5 only AC coding type for coding group < 3 */
84     uint8_t coeff_dcct[2][36][5];    /* DC coeff coding type */
85     uint8_t coeff_runv[2][14];       /* run value (vp6 only) */
86     uint8_t mb_type[3][10][10];      /* model for decoding MB type */
87     uint8_t mb_types_stats[3][10][2];/* contextual, next MB type stats */
88 } VP56Model;
89
90 struct vp56_context {
91     AVCodecContext *avctx;
92     DSPContext dsp;
93     ScanTable scantable;
94     AVFrame frames[4];
95     AVFrame *framep[6];
96     uint8_t *edge_emu_buffer_alloc;
97     uint8_t *edge_emu_buffer;
98     VP56RangeCoder c;
99     VP56RangeCoder cc;
100     VP56RangeCoder *ccp;
101     int sub_version;
102
103     /* frame info */
104     int plane_width[4];
105     int plane_height[4];
106     int mb_width;   /* number of horizontal MB */
107     int mb_height;  /* number of vertical MB */
108     int block_offset[6];
109
110     int quantizer;
111     uint16_t dequant_dc;
112     uint16_t dequant_ac;
113     int8_t *qscale_table;
114
115     /* DC predictors management */
116     VP56RefDc *above_blocks;
117     VP56RefDc left_block[4];
118     int above_block_idx[6];
119     DCTELEM prev_dc[3][3];    /* [plan][ref_frame] */
120
121     /* blocks / macroblock */
122     VP56mb mb_type;
123     VP56Macroblock *macroblocks;
124     DECLARE_ALIGNED_16(DCTELEM, block_coeff)[6][64];
125
126     /* motion vectors */
127     VP56mv mv[6];  /* vectors for each block in MB */
128     VP56mv vector_candidate[2];
129     int vector_candidate_pos;
130
131     /* filtering hints */
132     int filter_header;               /* used in vp6 only */
133     int deblock_filtering;
134     int filter_selection;
135     int filter_mode;
136     int max_vector_length;
137     int sample_variance_threshold;
138
139     uint8_t coeff_ctx[4][64];              /* used in vp5 only */
140     uint8_t coeff_ctx_last[4];             /* used in vp5 only */
141
142     int has_alpha;
143
144     /* upside-down flipping hints */
145     int flip;  /* are we flipping ? */
146     int frbi;  /* first row block index in MB */
147     int srbi;  /* second row block index in MB */
148     int stride[4];  /* stride for each plan */
149
150     const uint8_t *vp56_coord_div;
151     VP56ParseVectorAdjustment parse_vector_adjustment;
152     VP56Adjust adjust;
153     VP56Filter filter;
154     VP56ParseCoeff parse_coeff;
155     VP56DefaultModelsInit default_models_init;
156     VP56ParseVectorModels parse_vector_models;
157     VP56ParseCoeffModels parse_coeff_models;
158     VP56ParseHeader parse_header;
159
160     VP56Model *modelp;
161     VP56Model models[2];
162
163     /* huffman decoding */
164     int use_huffman;
165     GetBitContext gb;
166     VLC dccv_vlc[2];
167     VLC runv_vlc[2];
168     VLC ract_vlc[2][3][6];
169     unsigned int nb_null[2][2];       /* number of consecutive NULL DC/AC */
170 };
171
172
173 void vp56_init(AVCodecContext *avctx, int flip, int has_alpha);
174 int vp56_free(AVCodecContext *avctx);
175 void vp56_init_dequant(VP56Context *s, int quantizer);
176 int vp56_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data, int *data_size,
177                       AVPacket *avpkt);
178
179
180 /**
181  * vp56 specific range coder implementation
182  */
183
184 static inline void vp56_init_range_decoder(VP56RangeCoder *c,
185                                            const uint8_t *buf, int buf_size)
186 {
187     c->high = 255;
188     c->bits = 8;
189     c->buffer = buf;
190     c->end = buf + buf_size;
191     c->code_word = bytestream_get_be16(&c->buffer);
192 }
193
194 static inline int vp56_rac_get_prob(VP56RangeCoder *c, uint8_t prob)
195 {
196     unsigned int low = 1 + (((c->high - 1) * prob) / 256);
197     unsigned int low_shift = low << 8;
198     int bit = c->code_word >= low_shift;
199
200     if (bit) {
201         c->high -= low;
202         c->code_word -= low_shift;
203     } else {
204         c->high = low;
205     }
206
207     /* normalize */
208     while (c->high < 128) {
209         c->high <<= 1;
210         c->code_word <<= 1;
211         if (--c->bits == 0 && c->buffer < c->end) {
212             c->bits = 8;
213             c->code_word |= *c->buffer++;
214         }
215     }
216     return bit;
217 }
218
219 static inline int vp56_rac_get(VP56RangeCoder *c)
220 {
221     /* equiprobable */
222     int low = (c->high + 1) >> 1;
223     unsigned int low_shift = low << 8;
224     int bit = c->code_word >= low_shift;
225     if (bit) {
226         c->high = (c->high - low) << 1;
227         c->code_word -= low_shift;
228     } else {
229         c->high = low << 1;
230     }
231
232     /* normalize */
233     c->code_word <<= 1;
234     if (--c->bits == 0 && c->buffer < c->end) {
235         c->bits = 8;
236         c->code_word |= *c->buffer++;
237     }
238     return bit;
239 }
240
241 static inline int vp56_rac_gets(VP56RangeCoder *c, int bits)
242 {
243     int value = 0;
244
245     while (bits--) {
246         value = (value << 1) | vp56_rac_get(c);
247     }
248
249     return value;
250 }
251
252 static inline int vp56_rac_gets_nn(VP56RangeCoder *c, int bits)
253 {
254     int v = vp56_rac_gets(c, 7) << 1;
255     return v + !v;
256 }
257
258 static inline int vp56_rac_get_tree(VP56RangeCoder *c,
259                                     const VP56Tree *tree,
260                                     const uint8_t *probs)
261 {
262     while (tree->val > 0) {
263         if (vp56_rac_get_prob(c, probs[tree->prob_idx]))
264             tree += tree->val;
265         else
266             tree++;
267     }
268     return -tree->val;
269 }
270
271 #endif /* AVCODEC_VP56_H */