Change license headers to say 'FFmpeg' instead of 'this program/this library'
[ffmpeg.git] / libavcodec / vp6.c
1 /**
2  * @file vp6.c
3  * VP6 compatible video decoder
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 St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
22  */
23
24 #include <stdlib.h>
25 #include <inttypes.h>
26
27 #include "avcodec.h"
28 #include "dsputil.h"
29 #include "bitstream.h"
30 #include "mpegvideo.h"
31
32 #include "vp56.h"
33 #include "vp56data.h"
34 #include "vp6data.h"
35
36
37 static int vp6_parse_header(vp56_context_t *s, uint8_t *buf, int buf_size,
38                             int *golden_frame)
39 {
40     vp56_range_coder_t *c = &s->c;
41     int parse_filter_info;
42     int rows, cols;
43     int res = 1;
44
45     if (buf[0] & 1)
46         return 0;
47
48     s->frames[VP56_FRAME_CURRENT].key_frame = !(buf[0] & 0x80);
49     vp56_init_dequant(s, (buf[0] >> 1) & 0x3F);
50
51     if (s->frames[VP56_FRAME_CURRENT].key_frame) {
52         if ((buf[1] & 0xFE) != 0x46)  /* would be 0x36 for VP61 */
53             return 0;
54         if (buf[1] & 1) {
55             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "interlacing not supported\n");
56             return 0;
57         }
58
59         rows = buf[2];  /* number of stored macroblock rows */
60         cols = buf[3];  /* number of stored macroblock cols */
61         /* buf[4] is number of displayed macroblock rows */
62         /* buf[5] is number of displayed macroblock cols */
63
64         if (16*cols != s->avctx->coded_width ||
65             16*rows != s->avctx->coded_height) {
66             avcodec_set_dimensions(s->avctx, 16*cols, 16*rows);
67             res = 2;
68         }
69
70         vp56_init_range_decoder(c, buf+6, buf_size-6);
71         vp56_rac_gets(c, 2);
72
73         parse_filter_info = 1;
74     } else {
75         vp56_init_range_decoder(c, buf+1, buf_size-1);
76
77         *golden_frame = vp56_rac_get(c);
78         s->deblock_filtering = vp56_rac_get(c);
79         if (s->deblock_filtering)
80             vp56_rac_get(c);
81         parse_filter_info = vp56_rac_get(c);
82     }
83
84     if (parse_filter_info) {
85         if (vp56_rac_get(c)) {
86             s->filter_mode = 2;
87             s->sample_variance_threshold = vp56_rac_gets(c, 5);
88             s->max_vector_length = 2 << vp56_rac_gets(c, 3);
89         } else if (vp56_rac_get(c)) {
90             s->filter_mode = 1;
91         } else {
92             s->filter_mode = 0;
93         }
94         s->filter_selection = vp56_rac_gets(c, 4);
95     }
96
97     vp56_rac_get(c);
98     return res;
99 }
100
101 static void vp6_coeff_order_table_init(vp56_context_t *s)
102 {
103     int i, pos, idx = 1;
104
105     s->coeff_index_to_pos[0] = 0;
106     for (i=0; i<16; i++)
107         for (pos=1; pos<64; pos++)
108             if (s->coeff_reorder[pos] == i)
109                 s->coeff_index_to_pos[idx++] = pos;
110 }
111
112 static void vp6_default_models_init(vp56_context_t *s)
113 {
114     s->vector_model_dct[0] = 0xA2;
115     s->vector_model_dct[1] = 0xA4;
116     s->vector_model_sig[0] = 0x80;
117     s->vector_model_sig[1] = 0x80;
118
119     memcpy(s->mb_types_stats, vp56_def_mb_types_stats, sizeof(s->mb_types_stats));
120     memcpy(s->vector_model_fdv, vp6_def_fdv_vector_model, sizeof(s->vector_model_fdv));
121     memcpy(s->vector_model_pdv, vp6_def_pdv_vector_model, sizeof(s->vector_model_pdv));
122     memcpy(s->coeff_model_runv, vp6_def_runv_coeff_model, sizeof(s->coeff_model_runv));
123     memcpy(s->coeff_reorder, vp6_def_coeff_reorder, sizeof(s->coeff_reorder));
124
125     vp6_coeff_order_table_init(s);
126 }
127
128 static void vp6_parse_vector_models(vp56_context_t *s)
129 {
130     vp56_range_coder_t *c = &s->c;
131     int comp, node;
132
133     for (comp=0; comp<2; comp++) {
134         if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_sig_dct_pct[comp][0]))
135             s->vector_model_dct[comp] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
136         if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_sig_dct_pct[comp][1]))
137             s->vector_model_sig[comp] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
138     }
139
140     for (comp=0; comp<2; comp++)
141         for (node=0; node<7; node++)
142             if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_pdv_pct[comp][node]))
143                 s->vector_model_pdv[comp][node] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
144
145     for (comp=0; comp<2; comp++)
146         for (node=0; node<8; node++)
147             if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_fdv_pct[comp][node]))
148                 s->vector_model_fdv[comp][node] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
149 }
150
151 static void vp6_parse_coeff_models(vp56_context_t *s)
152 {
153     vp56_range_coder_t *c = &s->c;
154     int def_prob[11];
155     int node, cg, ctx, pos;
156     int ct;    /* code type */
157     int pt;    /* plane type (0 for Y, 1 for U or V) */
158
159     memset(def_prob, 0x80, sizeof(def_prob));
160
161     for (pt=0; pt<2; pt++)
162         for (node=0; node<11; node++)
163             if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_dccv_pct[pt][node])) {
164                 def_prob[node] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
165                 s->coeff_model_dccv[pt][node] = def_prob[node];
166             } else if (s->frames[VP56_FRAME_CURRENT].key_frame) {
167                 s->coeff_model_dccv[pt][node] = def_prob[node];
168             }
169
170     if (vp56_rac_get(c)) {
171         for (pos=1; pos<64; pos++)
172             if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_coeff_reorder_pct[pos]))
173                 s->coeff_reorder[pos] = vp56_rac_gets(c, 4);
174         vp6_coeff_order_table_init(s);
175     }
176
177     for (cg=0; cg<2; cg++)
178         for (node=0; node<14; node++)
179             if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_runv_pct[cg][node]))
180                 s->coeff_model_runv[cg][node] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
181
182     for (ct=0; ct<3; ct++)
183         for (pt=0; pt<2; pt++)
184             for (cg=0; cg<6; cg++)
185                 for (node=0; node<11; node++)
186                     if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_ract_pct[ct][pt][cg][node])) {
187                         def_prob[node] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
188                         s->coeff_model_ract[pt][ct][cg][node] = def_prob[node];
189                     } else if (s->frames[VP56_FRAME_CURRENT].key_frame) {
190                         s->coeff_model_ract[pt][ct][cg][node] = def_prob[node];
191                     }
192
193     /* coeff_model_dcct is a linear combination of coeff_model_dccv */
194     for (pt=0; pt<2; pt++)
195         for (ctx=0; ctx<3; ctx++)
196             for (node=0; node<5; node++)
197                 s->coeff_model_dcct[pt][ctx][node] = clip(((s->coeff_model_dccv[pt][node] * vp6_dccv_lc[ctx][node][0] + 128) >> 8) + vp6_dccv_lc[ctx][node][1], 1, 255);
198 }
199
200 static void vp6_parse_vector_adjustment(vp56_context_t *s, vp56_mv_t *vect)
201 {
202     vp56_range_coder_t *c = &s->c;
203     int comp;
204
205     *vect = (vp56_mv_t) {0,0};
206     if (s->vector_candidate_pos < 2)
207         *vect = s->vector_candidate[0];
208
209     for (comp=0; comp<2; comp++) {
210         int i, delta = 0;
211
212         if (vp56_rac_get_prob(c, s->vector_model_dct[comp])) {
213             static const uint8_t prob_order[] = {0, 1, 2, 7, 6, 5, 4};
214             for (i=0; i<sizeof(prob_order); i++) {
215                 int j = prob_order[i];
216                 delta |= vp56_rac_get_prob(c, s->vector_model_fdv[comp][j])<<j;
217             }
218             if (delta & 0xF0)
219                 delta |= vp56_rac_get_prob(c, s->vector_model_fdv[comp][3])<<3;
220             else
221                 delta |= 8;
222         } else {
223             delta = vp56_rac_get_tree(c, vp56_pva_tree,
224                                       s->vector_model_pdv[comp]);
225         }
226
227         if (delta && vp56_rac_get_prob(c, s->vector_model_sig[comp]))
228             delta = -delta;
229
230         if (!comp)
231             vect->x += delta;
232         else
233             vect->y += delta;
234     }
235 }
236
237 static void vp6_parse_coeff(vp56_context_t *s)
238 {
239     vp56_range_coder_t *c = &s->c;
240     uint8_t *permute = s->scantable.permutated;
241     uint8_t *model, *model2, *model3;
242     int coeff, sign, coeff_idx;
243     int b, i, cg, idx, ctx;
244     int pt = 0;    /* plane type (0 for Y, 1 for U or V) */
245
246     for (b=0; b<6; b++) {
247         int ct = 1;    /* code type */
248         int run = 1;
249
250         if (b > 3) pt = 1;
251
252         ctx = s->left_block[vp56_b6to4[b]].not_null_dc
253               + s->above_blocks[s->above_block_idx[b]].not_null_dc;
254         model = s->coeff_model_dccv[pt];
255         model2 = s->coeff_model_dcct[pt][ctx];
256
257         for (coeff_idx=0; coeff_idx<64; ) {
258             if ((coeff_idx>1 && ct==0) || vp56_rac_get_prob(c, model2[0])) {
259                 /* parse a coeff */
260                 if (coeff_idx == 0) {
261                     s->left_block[vp56_b6to4[b]].not_null_dc = 1;
262                     s->above_blocks[s->above_block_idx[b]].not_null_dc = 1;
263                 }
264
265                 if (vp56_rac_get_prob(c, model2[2])) {
266                     if (vp56_rac_get_prob(c, model2[3])) {
267                         idx = vp56_rac_get_tree(c, vp56_pc_tree, model);
268                         coeff = vp56_coeff_bias[idx];
269                         for (i=vp56_coeff_bit_length[idx]; i>=0; i--)
270                             coeff += vp56_rac_get_prob(c, vp56_coeff_parse_table[idx][i]) << i;
271                     } else {
272                         if (vp56_rac_get_prob(c, model2[4]))
273                             coeff = 3 + vp56_rac_get_prob(c, model[5]);
274                         else
275                             coeff = 2;
276                     }
277                     ct = 2;
278                 } else {
279                     ct = 1;
280                     coeff = 1;
281                 }
282                 sign = vp56_rac_get(c);
283                 coeff = (coeff ^ -sign) + sign;
284                 if (coeff_idx)
285                     coeff *= s->dequant_ac;
286                 idx = s->coeff_index_to_pos[coeff_idx];
287                 s->block_coeff[b][permute[idx]] = coeff;
288                 run = 1;
289             } else {
290                 /* parse a run */
291                 ct = 0;
292                 if (coeff_idx == 0) {
293                     s->left_block[vp56_b6to4[b]].not_null_dc = 0;
294                     s->above_blocks[s->above_block_idx[b]].not_null_dc = 0;
295                 } else {
296                     if (!vp56_rac_get_prob(c, model2[1]))
297                         break;
298
299                     model3 = s->coeff_model_runv[coeff_idx >= 6];
300                     run = vp56_rac_get_tree(c, vp6_pcr_tree, model3);
301                     if (!run)
302                         for (run=9, i=0; i<6; i++)
303                             run += vp56_rac_get_prob(c, model3[i+8]) << i;
304                 }
305             }
306
307             cg = vp6_coeff_groups[coeff_idx+=run];
308             model = model2 = s->coeff_model_ract[pt][ct][cg];
309         }
310     }
311 }
312
313 static int vp6_adjust(int v, int t)
314 {
315     int V = v, s = v >> 31;
316     V ^= s;
317     V -= s;
318     if (V-t-1 >= (unsigned)(t-1))
319         return v;
320     V = 2*t - V;
321     V += s;
322     V ^= s;
323     return V;
324 }
325
326 static int vp6_block_variance(uint8_t *src, int stride)
327 {
328     int sum = 0, square_sum = 0;
329     int y, x;
330
331     for (y=0; y<8; y+=2) {
332         for (x=0; x<8; x+=2) {
333             sum += src[x];
334             square_sum += src[x]*src[x];
335         }
336         src += 2*stride;
337     }
338     return (16*square_sum - sum*sum) / (16*16);
339 }
340
341 static void vp6_filter_hv2(vp56_context_t *s, uint8_t *dst, uint8_t *src,
342                            int stride, int delta, int16_t weight)
343 {
344     s->dsp.put_pixels_tab[1][0](dst, src, stride, 8);
345     s->dsp.biweight_h264_pixels_tab[3](dst, src+delta, stride, 2,
346                                        8-weight, weight, 0);
347 }
348
349 static void vp6_filter_hv4(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride,
350                            int delta, const int16_t *weights)
351 {
352     int x, y;
353
354     for (y=0; y<8; y++) {
355         for (x=0; x<8; x++) {
356             dst[x] = clip_uint8((  src[x-delta  ] * weights[0]
357                                  + src[x        ] * weights[1]
358                                  + src[x+delta  ] * weights[2]
359                                  + src[x+2*delta] * weights[3] + 64) >> 7);
360         }
361         src += stride;
362         dst += stride;
363     }
364 }
365
366 static void vp6_filter_diag2(vp56_context_t *s, uint8_t *dst, uint8_t *src,
367                              int stride, int h_weight, int v_weight)
368 {
369     uint8_t *tmp = s->edge_emu_buffer+16;
370     int x, xmax;
371
372     s->dsp.put_pixels_tab[1][0](tmp, src, stride, 8);
373     s->dsp.biweight_h264_pixels_tab[3](tmp, src+1, stride, 2,
374                                        8-h_weight, h_weight, 0);
375     /* we need a 8x9 block to do vertical filter, so compute one more line */
376     for (x=8*stride, xmax=x+8; x<xmax; x++)
377         tmp[x] = (src[x]*(8-h_weight) + src[x+1]*h_weight + 4) >> 3;
378
379     s->dsp.put_pixels_tab[1][0](dst, tmp, stride, 8);
380     s->dsp.biweight_h264_pixels_tab[3](dst, tmp+stride, stride, 2,
381                                        8-v_weight, v_weight, 0);
382 }
383
384 static void vp6_filter_diag4(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride,
385                              const int16_t *h_weights,const int16_t *v_weights)
386 {
387     int x, y;
388     int tmp[8*11];
389     int *t = tmp;
390
391     src -= stride;
392
393     for (y=0; y<11; y++) {
394         for (x=0; x<8; x++) {
395             t[x] = clip_uint8((  src[x-1] * h_weights[0]
396                                + src[x  ] * h_weights[1]
397                                + src[x+1] * h_weights[2]
398                                + src[x+2] * h_weights[3] + 64) >> 7);
399         }
400         src += stride;
401         t += 8;
402     }
403
404     t = tmp + 8;
405     for (y=0; y<8; y++) {
406         for (x=0; x<8; x++) {
407             dst[x] = clip_uint8((  t[x-8 ] * v_weights[0]
408                                  + t[x   ] * v_weights[1]
409                                  + t[x+8 ] * v_weights[2]
410                                  + t[x+16] * v_weights[3] + 64) >> 7);
411         }
412         dst += stride;
413         t += 8;
414     }
415 }
416
417 static void vp6_filter(vp56_context_t *s, uint8_t *dst, uint8_t *src,
418                        int offset1, int offset2, int stride,
419                        vp56_mv_t mv, int mask, int select, int luma)
420 {
421     int filter4 = 0;
422     int x8 = mv.x & mask;
423     int y8 = mv.y & mask;
424
425     if (luma) {
426         x8 *= 2;
427         y8 *= 2;
428         filter4 = s->filter_mode;
429         if (filter4 == 2) {
430             if (s->max_vector_length &&
431                 (ABS(mv.x) > s->max_vector_length ||
432                  ABS(mv.y) > s->max_vector_length)) {
433                 filter4 = 0;
434             } else if (!s->sample_variance_threshold
435                        || (vp6_block_variance(src+offset1, stride)
436                            < s->sample_variance_threshold)) {
437                 filter4 = 0;
438             }
439         }
440     }
441
442     if ((y8 && (offset2-offset1)*s->flip<0) || (!y8 && offset1 > offset2)) {
443         offset1 = offset2;
444     }
445
446     if (filter4) {
447         if (!y8) {                      /* left or right combine */
448             vp6_filter_hv4(dst, src+offset1, stride, 1,
449                            vp6_block_copy_filter[select][x8]);
450         } else if (!x8) {               /* above or below combine */
451             vp6_filter_hv4(dst, src+offset1, stride, stride,
452                            vp6_block_copy_filter[select][y8]);
453         } else if ((mv.x^mv.y) >> 31) { /* lower-left or upper-right combine */
454             vp6_filter_diag4(dst, src+offset1-1, stride,
455                              vp6_block_copy_filter[select][x8],
456                              vp6_block_copy_filter[select][y8]);
457         } else {                        /* lower-right or upper-left combine */
458             vp6_filter_diag4(dst, src+offset1, stride,
459                              vp6_block_copy_filter[select][x8],
460                              vp6_block_copy_filter[select][y8]);
461         }
462     } else {
463         if (!y8) {                      /* left or right combine */
464             vp6_filter_hv2(s, dst, src+offset1, stride, 1, x8);
465         } else if (!x8) {               /* above or below combine */
466             vp6_filter_hv2(s, dst, src+offset1, stride, stride, y8);
467         } else if ((mv.x^mv.y) >> 31) { /* lower-left or upper-right combine */
468             vp6_filter_diag2(s, dst, src+offset1-1, stride, x8, y8);
469         } else {                        /* lower-right or upper-left combine */
470             vp6_filter_diag2(s, dst, src+offset1, stride, x8, y8);
471         }
472     }
473 }
474
475 static int vp6_decode_init(AVCodecContext *avctx)
476 {
477     vp56_context_t *s = avctx->priv_data;
478
479     vp56_init(s, avctx, avctx->codec->id == CODEC_ID_VP6);
480     s->vp56_coord_div = vp6_coord_div;
481     s->parse_vector_adjustment = vp6_parse_vector_adjustment;
482     s->adjust = vp6_adjust;
483     s->filter = vp6_filter;
484     s->parse_coeff = vp6_parse_coeff;
485     s->default_models_init = vp6_default_models_init;
486     s->parse_vector_models = vp6_parse_vector_models;
487     s->parse_coeff_models = vp6_parse_coeff_models;
488     s->parse_header = vp6_parse_header;
489
490     return 0;
491 }
492
493 AVCodec vp6_decoder = {
494     "vp6",
495     CODEC_TYPE_VIDEO,
496     CODEC_ID_VP6,
497     sizeof(vp56_context_t),
498     vp6_decode_init,
499     NULL,
500     vp56_free,
501     vp56_decode_frame,
502 };
503
504 /* flash version, not flipped upside-down */
505 AVCodec vp6f_decoder = {
506     "vp6f",
507     CODEC_TYPE_VIDEO,
508     CODEC_ID_VP6F,
509     sizeof(vp56_context_t),
510     vp6_decode_init,
511     NULL,
512     vp56_free,
513     vp56_decode_frame,
514 };