simplify
[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  * The VP6F decoder accept an optional 1 byte extradata. It is composed of:
25  *  - upper 4bits: difference between encoded width and visible width
26  *  - lower 4bits: difference between encoded height and visible height
27  */
28
29 #include <stdlib.h>
30
31 #include "avcodec.h"
32 #include "dsputil.h"
33 #include "bitstream.h"
34 #include "mpegvideo.h"
35
36 #include "vp56.h"
37 #include "vp56data.h"
38 #include "vp6data.h"
39
40
41 static int vp6_parse_header(vp56_context_t *s, uint8_t *buf, int buf_size,
42                             int *golden_frame)
43 {
44     vp56_range_coder_t *c = &s->c;
45     int parse_filter_info = 0;
46     int coeff_offset = 0;
47     int vrt_shift = 0;
48     int sub_version;
49     int rows, cols;
50     int res = 1;
51     int separated_coeff = buf[0] & 1;
52
53     s->framep[VP56_FRAME_CURRENT]->key_frame = !(buf[0] & 0x80);
54     vp56_init_dequant(s, (buf[0] >> 1) & 0x3F);
55
56     if (s->framep[VP56_FRAME_CURRENT]->key_frame) {
57         sub_version = buf[1] >> 3;
58         if (sub_version > 8)
59             return 0;
60         s->filter_header = buf[1] & 0x06;
61         if (buf[1] & 1) {
62             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "interlacing not supported\n");
63             return 0;
64         }
65         if (separated_coeff || !s->filter_header) {
66             coeff_offset = AV_RB16(buf+2) - 2;
67             buf += 2;
68             buf_size -= 2;
69         }
70
71         rows = buf[2];  /* number of stored macroblock rows */
72         cols = buf[3];  /* number of stored macroblock cols */
73         /* buf[4] is number of displayed macroblock rows */
74         /* buf[5] is number of displayed macroblock cols */
75
76         if (16*cols != s->avctx->coded_width ||
77             16*rows != s->avctx->coded_height) {
78             avcodec_set_dimensions(s->avctx, 16*cols, 16*rows);
79             if (s->avctx->extradata_size == 1) {
80                 s->avctx->width  -= s->avctx->extradata[0] >> 4;
81                 s->avctx->height -= s->avctx->extradata[0] & 0x0F;
82             }
83             res = 2;
84         }
85
86         vp56_init_range_decoder(c, buf+6, buf_size-6);
87         vp56_rac_gets(c, 2);
88
89         parse_filter_info = s->filter_header;
90         if (sub_version < 8)
91             vrt_shift = 5;
92         s->sub_version = sub_version;
93     } else {
94         if (!s->sub_version)
95             return 0;
96
97         if (separated_coeff || !s->filter_header) {
98             coeff_offset = AV_RB16(buf+1) - 2;
99             buf += 2;
100             buf_size -= 2;
101         }
102         vp56_init_range_decoder(c, buf+1, buf_size-1);
103
104         *golden_frame = vp56_rac_get(c);
105         if (s->filter_header) {
106             s->deblock_filtering = vp56_rac_get(c);
107             if (s->deblock_filtering)
108                 vp56_rac_get(c);
109             if (s->sub_version > 7)
110                 parse_filter_info = vp56_rac_get(c);
111         }
112     }
113
114     if (parse_filter_info) {
115         if (vp56_rac_get(c)) {
116             s->filter_mode = 2;
117             s->sample_variance_threshold = vp56_rac_gets(c, 5) << vrt_shift;
118             s->max_vector_length = 2 << vp56_rac_gets(c, 3);
119         } else if (vp56_rac_get(c)) {
120             s->filter_mode = 1;
121         } else {
122             s->filter_mode = 0;
123         }
124         if (s->sub_version > 7)
125             s->filter_selection = vp56_rac_gets(c, 4);
126         else
127             s->filter_selection = 16;
128     }
129
130     vp56_rac_get(c);
131
132     if (coeff_offset) {
133         vp56_init_range_decoder(&s->cc, buf+coeff_offset,
134                                 buf_size-coeff_offset);
135         s->ccp = &s->cc;
136     } else {
137         s->ccp = &s->c;
138     }
139
140     return res;
141 }
142
143 static void vp6_coeff_order_table_init(vp56_context_t *s)
144 {
145     int i, pos, idx = 1;
146
147     s->coeff_index_to_pos[0] = 0;
148     for (i=0; i<16; i++)
149         for (pos=1; pos<64; pos++)
150             if (s->coeff_reorder[pos] == i)
151                 s->coeff_index_to_pos[idx++] = pos;
152 }
153
154 static void vp6_default_models_init(vp56_context_t *s)
155 {
156     s->vector_model_dct[0] = 0xA2;
157     s->vector_model_dct[1] = 0xA4;
158     s->vector_model_sig[0] = 0x80;
159     s->vector_model_sig[1] = 0x80;
160
161     memcpy(s->mb_types_stats, vp56_def_mb_types_stats, sizeof(s->mb_types_stats));
162     memcpy(s->vector_model_fdv, vp6_def_fdv_vector_model, sizeof(s->vector_model_fdv));
163     memcpy(s->vector_model_pdv, vp6_def_pdv_vector_model, sizeof(s->vector_model_pdv));
164     memcpy(s->coeff_model_runv, vp6_def_runv_coeff_model, sizeof(s->coeff_model_runv));
165     memcpy(s->coeff_reorder, vp6_def_coeff_reorder, sizeof(s->coeff_reorder));
166
167     vp6_coeff_order_table_init(s);
168 }
169
170 static void vp6_parse_vector_models(vp56_context_t *s)
171 {
172     vp56_range_coder_t *c = &s->c;
173     int comp, node;
174
175     for (comp=0; comp<2; comp++) {
176         if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_sig_dct_pct[comp][0]))
177             s->vector_model_dct[comp] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
178         if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_sig_dct_pct[comp][1]))
179             s->vector_model_sig[comp] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
180     }
181
182     for (comp=0; comp<2; comp++)
183         for (node=0; node<7; node++)
184             if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_pdv_pct[comp][node]))
185                 s->vector_model_pdv[comp][node] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
186
187     for (comp=0; comp<2; comp++)
188         for (node=0; node<8; node++)
189             if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_fdv_pct[comp][node]))
190                 s->vector_model_fdv[comp][node] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
191 }
192
193 static void vp6_parse_coeff_models(vp56_context_t *s)
194 {
195     vp56_range_coder_t *c = &s->c;
196     int def_prob[11];
197     int node, cg, ctx, pos;
198     int ct;    /* code type */
199     int pt;    /* plane type (0 for Y, 1 for U or V) */
200
201     memset(def_prob, 0x80, sizeof(def_prob));
202
203     for (pt=0; pt<2; pt++)
204         for (node=0; node<11; node++)
205             if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_dccv_pct[pt][node])) {
206                 def_prob[node] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
207                 s->coeff_model_dccv[pt][node] = def_prob[node];
208             } else if (s->framep[VP56_FRAME_CURRENT]->key_frame) {
209                 s->coeff_model_dccv[pt][node] = def_prob[node];
210             }
211
212     if (vp56_rac_get(c)) {
213         for (pos=1; pos<64; pos++)
214             if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_coeff_reorder_pct[pos]))
215                 s->coeff_reorder[pos] = vp56_rac_gets(c, 4);
216         vp6_coeff_order_table_init(s);
217     }
218
219     for (cg=0; cg<2; cg++)
220         for (node=0; node<14; node++)
221             if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_runv_pct[cg][node]))
222                 s->coeff_model_runv[cg][node] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
223
224     for (ct=0; ct<3; ct++)
225         for (pt=0; pt<2; pt++)
226             for (cg=0; cg<6; cg++)
227                 for (node=0; node<11; node++)
228                     if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_ract_pct[ct][pt][cg][node])) {
229                         def_prob[node] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
230                         s->coeff_model_ract[pt][ct][cg][node] = def_prob[node];
231                     } else if (s->framep[VP56_FRAME_CURRENT]->key_frame) {
232                         s->coeff_model_ract[pt][ct][cg][node] = def_prob[node];
233                     }
234
235     /* coeff_model_dcct is a linear combination of coeff_model_dccv */
236     for (pt=0; pt<2; pt++)
237         for (ctx=0; ctx<3; ctx++)
238             for (node=0; node<5; node++)
239                 s->coeff_model_dcct[pt][ctx][node] = av_clip(((s->coeff_model_dccv[pt][node] * vp6_dccv_lc[ctx][node][0] + 128) >> 8) + vp6_dccv_lc[ctx][node][1], 1, 255);
240 }
241
242 static void vp6_parse_vector_adjustment(vp56_context_t *s, vp56_mv_t *vect)
243 {
244     vp56_range_coder_t *c = &s->c;
245     int comp;
246
247     *vect = (vp56_mv_t) {0,0};
248     if (s->vector_candidate_pos < 2)
249         *vect = s->vector_candidate[0];
250
251     for (comp=0; comp<2; comp++) {
252         int i, delta = 0;
253
254         if (vp56_rac_get_prob(c, s->vector_model_dct[comp])) {
255             static const uint8_t prob_order[] = {0, 1, 2, 7, 6, 5, 4};
256             for (i=0; i<sizeof(prob_order); i++) {
257                 int j = prob_order[i];
258                 delta |= vp56_rac_get_prob(c, s->vector_model_fdv[comp][j])<<j;
259             }
260             if (delta & 0xF0)
261                 delta |= vp56_rac_get_prob(c, s->vector_model_fdv[comp][3])<<3;
262             else
263                 delta |= 8;
264         } else {
265             delta = vp56_rac_get_tree(c, vp56_pva_tree,
266                                       s->vector_model_pdv[comp]);
267         }
268
269         if (delta && vp56_rac_get_prob(c, s->vector_model_sig[comp]))
270             delta = -delta;
271
272         if (!comp)
273             vect->x += delta;
274         else
275             vect->y += delta;
276     }
277 }
278
279 static void vp6_parse_coeff(vp56_context_t *s)
280 {
281     vp56_range_coder_t *c = s->ccp;
282     uint8_t *permute = s->scantable.permutated;
283     uint8_t *model, *model2, *model3;
284     int coeff, sign, coeff_idx;
285     int b, i, cg, idx, ctx;
286     int pt = 0;    /* plane type (0 for Y, 1 for U or V) */
287
288     for (b=0; b<6; b++) {
289         int ct = 1;    /* code type */
290         int run = 1;
291
292         if (b > 3) pt = 1;
293
294         ctx = s->left_block[vp56_b6to4[b]].not_null_dc
295               + s->above_blocks[s->above_block_idx[b]].not_null_dc;
296         model = s->coeff_model_dccv[pt];
297         model2 = s->coeff_model_dcct[pt][ctx];
298
299         for (coeff_idx=0; coeff_idx<64; ) {
300             if ((coeff_idx>1 && ct==0) || vp56_rac_get_prob(c, model2[0])) {
301                 /* parse a coeff */
302                 if (vp56_rac_get_prob(c, model2[2])) {
303                     if (vp56_rac_get_prob(c, model2[3])) {
304                         idx = vp56_rac_get_tree(c, vp56_pc_tree, model);
305                         coeff = vp56_coeff_bias[idx];
306                         for (i=vp56_coeff_bit_length[idx]; i>=0; i--)
307                             coeff += vp56_rac_get_prob(c, vp56_coeff_parse_table[idx][i]) << i;
308                     } else {
309                         if (vp56_rac_get_prob(c, model2[4]))
310                             coeff = 3 + vp56_rac_get_prob(c, model[5]);
311                         else
312                             coeff = 2;
313                     }
314                     ct = 2;
315                 } else {
316                     ct = 1;
317                     coeff = 1;
318                 }
319                 sign = vp56_rac_get(c);
320                 coeff = (coeff ^ -sign) + sign;
321                 if (coeff_idx)
322                     coeff *= s->dequant_ac;
323                 idx = s->coeff_index_to_pos[coeff_idx];
324                 s->block_coeff[b][permute[idx]] = coeff;
325                 run = 1;
326             } else {
327                 /* parse a run */
328                 ct = 0;
329                 if (coeff_idx > 0) {
330                     if (!vp56_rac_get_prob(c, model2[1]))
331                         break;
332
333                     model3 = s->coeff_model_runv[coeff_idx >= 6];
334                     run = vp56_rac_get_tree(c, vp6_pcr_tree, model3);
335                     if (!run)
336                         for (run=9, i=0; i<6; i++)
337                             run += vp56_rac_get_prob(c, model3[i+8]) << i;
338                 }
339             }
340
341             cg = vp6_coeff_groups[coeff_idx+=run];
342             model = model2 = s->coeff_model_ract[pt][ct][cg];
343         }
344
345         s->left_block[vp56_b6to4[b]].not_null_dc =
346         s->above_blocks[s->above_block_idx[b]].not_null_dc = !!s->block_coeff[b][0];
347     }
348 }
349
350 static int vp6_adjust(int v, int t)
351 {
352     int V = v, s = v >> 31;
353     V ^= s;
354     V -= s;
355     if (V-t-1 >= (unsigned)(t-1))
356         return v;
357     V = 2*t - V;
358     V += s;
359     V ^= s;
360     return V;
361 }
362
363 static int vp6_block_variance(uint8_t *src, int stride)
364 {
365     int sum = 0, square_sum = 0;
366     int y, x;
367
368     for (y=0; y<8; y+=2) {
369         for (x=0; x<8; x+=2) {
370             sum += src[x];
371             square_sum += src[x]*src[x];
372         }
373         src += 2*stride;
374     }
375     return (16*square_sum - sum*sum) >> 8;
376 }
377
378 static void vp6_filter_hv4(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride,
379                            int delta, const int16_t *weights)
380 {
381     int x, y;
382
383     for (y=0; y<8; y++) {
384         for (x=0; x<8; x++) {
385             dst[x] = av_clip_uint8((  src[x-delta  ] * weights[0]
386                                  + src[x        ] * weights[1]
387                                  + src[x+delta  ] * weights[2]
388                                  + src[x+2*delta] * weights[3] + 64) >> 7);
389         }
390         src += stride;
391         dst += stride;
392     }
393 }
394
395 static void vp6_filter_diag2(vp56_context_t *s, uint8_t *dst, uint8_t *src,
396                              int stride, int h_weight, int v_weight)
397 {
398     uint8_t *tmp = s->edge_emu_buffer+16;
399     s->dsp.put_h264_chroma_pixels_tab[0](tmp, src, stride, 9, h_weight, 0);
400     s->dsp.put_h264_chroma_pixels_tab[0](dst, tmp, stride, 8, 0, v_weight);
401 }
402
403 static void vp6_filter_diag4(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride,
404                              const int16_t *h_weights,const int16_t *v_weights)
405 {
406     int x, y;
407     int tmp[8*11];
408     int *t = tmp;
409
410     src -= stride;
411
412     for (y=0; y<11; y++) {
413         for (x=0; x<8; x++) {
414             t[x] = av_clip_uint8((  src[x-1] * h_weights[0]
415                                + src[x  ] * h_weights[1]
416                                + src[x+1] * h_weights[2]
417                                + src[x+2] * h_weights[3] + 64) >> 7);
418         }
419         src += stride;
420         t += 8;
421     }
422
423     t = tmp + 8;
424     for (y=0; y<8; y++) {
425         for (x=0; x<8; x++) {
426             dst[x] = av_clip_uint8((  t[x-8 ] * v_weights[0]
427                                  + t[x   ] * v_weights[1]
428                                  + t[x+8 ] * v_weights[2]
429                                  + t[x+16] * v_weights[3] + 64) >> 7);
430         }
431         dst += stride;
432         t += 8;
433     }
434 }
435
436 static void vp6_filter(vp56_context_t *s, uint8_t *dst, uint8_t *src,
437                        int offset1, int offset2, int stride,
438                        vp56_mv_t mv, int mask, int select, int luma)
439 {
440     int filter4 = 0;
441     int x8 = mv.x & mask;
442     int y8 = mv.y & mask;
443
444     if (luma) {
445         x8 *= 2;
446         y8 *= 2;
447         filter4 = s->filter_mode;
448         if (filter4 == 2) {
449             if (s->max_vector_length &&
450                 (FFABS(mv.x) > s->max_vector_length ||
451                  FFABS(mv.y) > s->max_vector_length)) {
452                 filter4 = 0;
453             } else if (s->sample_variance_threshold
454                        && (vp6_block_variance(src+offset1, stride)
455                            < s->sample_variance_threshold)) {
456                 filter4 = 0;
457             }
458         }
459     }
460
461     if ((y8 && (offset2-offset1)*s->flip<0) || (!y8 && offset1 > offset2)) {
462         offset1 = offset2;
463     }
464
465     if (filter4) {
466         if (!y8) {                      /* left or right combine */
467             vp6_filter_hv4(dst, src+offset1, stride, 1,
468                            vp6_block_copy_filter[select][x8]);
469         } else if (!x8) {               /* above or below combine */
470             vp6_filter_hv4(dst, src+offset1, stride, stride,
471                            vp6_block_copy_filter[select][y8]);
472         } else {
473             vp6_filter_diag4(dst, src+offset1 + ((mv.x^mv.y)>>31), stride,
474                              vp6_block_copy_filter[select][x8],
475                              vp6_block_copy_filter[select][y8]);
476         }
477     } else {
478         if (!x8 || !y8) {
479             s->dsp.put_h264_chroma_pixels_tab[0](dst, src+offset1, stride, 8, x8, y8);
480         } else {
481             vp6_filter_diag2(s, dst, src+offset1 + ((mv.x^mv.y)>>31), stride, x8, y8);
482         }
483     }
484 }
485
486 static int vp6_decode_init(AVCodecContext *avctx)
487 {
488     vp56_context_t *s = avctx->priv_data;
489
490     vp56_init(s, avctx, avctx->codec->id == CODEC_ID_VP6);
491     s->vp56_coord_div = vp6_coord_div;
492     s->parse_vector_adjustment = vp6_parse_vector_adjustment;
493     s->adjust = vp6_adjust;
494     s->filter = vp6_filter;
495     s->parse_coeff = vp6_parse_coeff;
496     s->default_models_init = vp6_default_models_init;
497     s->parse_vector_models = vp6_parse_vector_models;
498     s->parse_coeff_models = vp6_parse_coeff_models;
499     s->parse_header = vp6_parse_header;
500
501     return 0;
502 }
503
504 AVCodec vp6_decoder = {
505     "vp6",
506     CODEC_TYPE_VIDEO,
507     CODEC_ID_VP6,
508     sizeof(vp56_context_t),
509     vp6_decode_init,
510     NULL,
511     vp56_free,
512     vp56_decode_frame,
513     CODEC_CAP_DR1,
514 };
515
516 /* flash version, not flipped upside-down */
517 AVCodec vp6f_decoder = {
518     "vp6f",
519     CODEC_TYPE_VIDEO,
520     CODEC_ID_VP6F,
521     sizeof(vp56_context_t),
522     vp6_decode_init,
523     NULL,
524     vp56_free,
525     vp56_decode_frame,
526     CODEC_CAP_DR1,
527 };