rename vector to vect to avoid clash with Apple gcc
[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 library 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  * This library 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 this library; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
20  */
21
22 #include <stdlib.h>
23 #include <inttypes.h>
24
25 #include "avcodec.h"
26 #include "dsputil.h"
27 #include "bitstream.h"
28 #include "mpegvideo.h"
29
30 #include "vp56.h"
31 #include "vp56data.h"
32 #include "vp6data.h"
33
34
35 static int vp6_parse_header(vp56_context_t *s, uint8_t *buf, int buf_size,
36                             int *golden_frame)
37 {
38     vp56_range_coder_t *c = &s->c;
39     int parse_filter_info;
40     int rows, cols;
41     int res = 1;
42
43     if (buf[0] & 1)
44         return 0;
45
46     s->frames[VP56_FRAME_CURRENT].key_frame = !(buf[0] & 0x80);
47     vp56_init_dequant(s, (buf[0] >> 1) & 0x3F);
48
49     if (s->frames[VP56_FRAME_CURRENT].key_frame) {
50         if ((buf[1] & 0xFE) != 0x46)  /* would be 0x36 for VP61 */
51             return 0;
52         if (buf[1] & 1) {
53             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "interlacing not supported\n");
54             return 0;
55         }
56
57         rows = buf[2];  /* number of stored macroblock rows */
58         cols = buf[3];  /* number of stored macroblock cols */
59         /* buf[4] is number of displayed macroblock rows */
60         /* buf[5] is number of displayed macroblock cols */
61
62         if (16*cols != s->avctx->coded_width ||
63             16*rows != s->avctx->coded_height) {
64             avcodec_set_dimensions(s->avctx, 16*cols, 16*rows);
65             res = 2;
66         }
67
68         vp56_init_range_decoder(c, buf+6, buf_size-6);
69         vp56_rac_gets(c, 2);
70
71         parse_filter_info = 1;
72     } else {
73         vp56_init_range_decoder(c, buf+1, buf_size-1);
74
75         *golden_frame = vp56_rac_get(c);
76         s->deblock_filtering = vp56_rac_get(c);
77         if (s->deblock_filtering)
78             vp56_rac_get(c);
79         parse_filter_info = vp56_rac_get(c);
80     }
81
82     if (parse_filter_info) {
83         if (vp56_rac_get(c)) {
84             s->filter_mode = 2;
85             s->sample_variance_threshold = vp56_rac_gets(c, 5);
86             s->max_vector_length = 2 << vp56_rac_gets(c, 3);
87         } else if (vp56_rac_get(c)) {
88             s->filter_mode = 1;
89         } else {
90             s->filter_mode = 0;
91         }
92         s->filter_selection = vp56_rac_gets(c, 4);
93     }
94
95     vp56_rac_get(c);
96     return res;
97 }
98
99 static void vp6_coeff_order_table_init(vp56_context_t *s)
100 {
101     int i, pos, idx = 1;
102
103     s->coeff_index_to_pos[0] = 0;
104     for (i=0; i<16; i++)
105         for (pos=1; pos<64; pos++)
106             if (s->coeff_reorder[pos] == i)
107                 s->coeff_index_to_pos[idx++] = pos;
108 }
109
110 static void vp6_default_models_init(vp56_context_t *s)
111 {
112     s->vector_model_dct[0] = 0xA2;
113     s->vector_model_dct[1] = 0xA4;
114     s->vector_model_sig[0] = 0x80;
115     s->vector_model_sig[1] = 0x80;
116
117     memcpy(s->mb_types_stats, vp56_def_mb_types_stats, sizeof(s->mb_types_stats));
118     memcpy(s->vector_model_fdv, vp6_def_fdv_vector_model, sizeof(s->vector_model_fdv));
119     memcpy(s->vector_model_pdv, vp6_def_pdv_vector_model, sizeof(s->vector_model_pdv));
120     memcpy(s->coeff_model_runv, vp6_def_runv_coeff_model, sizeof(s->coeff_model_runv));
121     memcpy(s->coeff_reorder, vp6_def_coeff_reorder, sizeof(s->coeff_reorder));
122
123     vp6_coeff_order_table_init(s);
124 }
125
126 static void vp6_parse_vector_models(vp56_context_t *s)
127 {
128     vp56_range_coder_t *c = &s->c;
129     int comp, node;
130
131     for (comp=0; comp<2; comp++) {
132         if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_sig_dct_pct[comp][0]))
133             s->vector_model_dct[comp] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
134         if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_sig_dct_pct[comp][1]))
135             s->vector_model_sig[comp] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
136     }
137
138     for (comp=0; comp<2; comp++)
139         for (node=0; node<7; node++)
140             if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_pdv_pct[comp][node]))
141                 s->vector_model_pdv[comp][node] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
142
143     for (comp=0; comp<2; comp++)
144         for (node=0; node<8; node++)
145             if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_fdv_pct[comp][node]))
146                 s->vector_model_fdv[comp][node] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
147 }
148
149 static void vp6_parse_coeff_models(vp56_context_t *s)
150 {
151     vp56_range_coder_t *c = &s->c;
152     int def_prob[11];
153     int node, cg, ctx, pos;
154     int ct;    /* code type */
155     int pt;    /* plane type (0 for Y, 1 for U or V) */
156
157     memset(def_prob, 0x80, sizeof(def_prob));
158
159     for (pt=0; pt<2; pt++)
160         for (node=0; node<11; node++)
161             if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_dccv_pct[pt][node])) {
162                 def_prob[node] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
163                 s->coeff_model_dccv[pt][node] = def_prob[node];
164             } else if (s->frames[VP56_FRAME_CURRENT].key_frame) {
165                 s->coeff_model_dccv[pt][node] = def_prob[node];
166             }
167
168     if (vp56_rac_get(c)) {
169         for (pos=1; pos<64; pos++)
170             if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_coeff_reorder_pct[pos]))
171                 s->coeff_reorder[pos] = vp56_rac_gets(c, 4);
172         vp6_coeff_order_table_init(s);
173     }
174
175     for (cg=0; cg<2; cg++)
176         for (node=0; node<14; node++)
177             if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_runv_pct[cg][node]))
178                 s->coeff_model_runv[cg][node] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
179
180     for (ct=0; ct<3; ct++)
181         for (pt=0; pt<2; pt++)
182             for (cg=0; cg<6; cg++)
183                 for (node=0; node<11; node++)
184                     if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_ract_pct[ct][pt][cg][node])) {
185                         def_prob[node] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
186                         s->coeff_model_ract[pt][ct][cg][node] = def_prob[node];
187                     } else if (s->frames[VP56_FRAME_CURRENT].key_frame) {
188                         s->coeff_model_ract[pt][ct][cg][node] = def_prob[node];
189                     }
190
191     /* coeff_model_dcct is a linear combination of coeff_model_dccv */
192     for (pt=0; pt<2; pt++)
193         for (ctx=0; ctx<3; ctx++)
194             for (node=0; node<5; node++)
195                 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);
196 }
197
198 static void vp6_parse_vector_adjustment(vp56_context_t *s, vp56_mv_t *vect)
199 {
200     vp56_range_coder_t *c = &s->c;
201     int comp;
202
203     *vect = (vp56_mv_t) {0,0};
204     if (s->vector_candidate_pos < 2)
205         *vect = s->vector_candidate[0];
206
207     for (comp=0; comp<2; comp++) {
208         int i, delta = 0;
209
210         if (vp56_rac_get_prob(c, s->vector_model_dct[comp])) {
211             static const uint8_t prob_order[] = {0, 1, 2, 7, 6, 5, 4};
212             for (i=0; i<sizeof(prob_order); i++) {
213                 int j = prob_order[i];
214                 delta |= vp56_rac_get_prob(c, s->vector_model_fdv[comp][j])<<j;
215             }
216             if (delta & 0xF0)
217                 delta |= vp56_rac_get_prob(c, s->vector_model_fdv[comp][3])<<3;
218             else
219                 delta |= 8;
220         } else {
221             delta = vp56_rac_get_tree(c, vp56_pva_tree,
222                                       s->vector_model_pdv[comp]);
223         }
224
225         if (delta && vp56_rac_get_prob(c, s->vector_model_sig[comp]))
226             delta = -delta;
227
228         if (!comp)
229             vect->x += delta;
230         else
231             vect->y += delta;
232     }
233 }
234
235 static void vp6_parse_coeff(vp56_context_t *s)
236 {
237     vp56_range_coder_t *c = &s->c;
238     uint8_t *permute = s->scantable.permutated;
239     uint8_t *model, *model2, *model3;
240     int coeff, sign, coeff_idx;
241     int b, i, cg, idx, ctx;
242     int pt = 0;    /* plane type (0 for Y, 1 for U or V) */
243
244     for (b=0; b<6; b++) {
245         int ct = 1;    /* code type */
246         int run = 1;
247
248         if (b > 3) pt = 1;
249
250         ctx = s->left_block[vp56_b6to4[b]].not_null_dc
251               + s->above_blocks[s->above_block_idx[b]].not_null_dc;
252         model = s->coeff_model_dccv[pt];
253         model2 = s->coeff_model_dcct[pt][ctx];
254
255         for (coeff_idx=0; coeff_idx<64; ) {
256             if ((coeff_idx>1 && ct==0) || vp56_rac_get_prob(c, model2[0])) {
257                 /* parse a coeff */
258                 if (coeff_idx == 0) {
259                     s->left_block[vp56_b6to4[b]].not_null_dc = 1;
260                     s->above_blocks[s->above_block_idx[b]].not_null_dc = 1;
261                 }
262
263                 if (vp56_rac_get_prob(c, model2[2])) {
264                     if (vp56_rac_get_prob(c, model2[3])) {
265                         idx = vp56_rac_get_tree(c, vp56_pc_tree, model);
266                         coeff = vp56_coeff_bias[idx];
267                         for (i=vp56_coeff_bit_length[idx]; i>=0; i--)
268                             coeff += vp56_rac_get_prob(c, vp56_coeff_parse_table[idx][i]) << i;
269                     } else {
270                         if (vp56_rac_get_prob(c, model2[4]))
271                             coeff = 3 + vp56_rac_get_prob(c, model[5]);
272                         else
273                             coeff = 2;
274                     }
275                     ct = 2;
276                 } else {
277                     ct = 1;
278                     coeff = 1;
279                 }
280                 sign = vp56_rac_get(c);
281                 coeff = (coeff ^ -sign) + sign;
282                 if (coeff_idx)
283                     coeff *= s->dequant_ac;
284                 idx = s->coeff_index_to_pos[coeff_idx];
285                 s->block_coeff[b][permute[idx]] = coeff;
286                 run = 1;
287             } else {
288                 /* parse a run */
289                 ct = 0;
290                 if (coeff_idx == 0) {
291                     s->left_block[vp56_b6to4[b]].not_null_dc = 0;
292                     s->above_blocks[s->above_block_idx[b]].not_null_dc = 0;
293                 } else {
294                     if (!vp56_rac_get_prob(c, model2[1]))
295                         break;
296
297                     model3 = s->coeff_model_runv[coeff_idx >= 6];
298                     run = vp56_rac_get_tree(c, vp6_pcr_tree, model3);
299                     if (!run)
300                         for (run=9, i=0; i<6; i++)
301                             run += vp56_rac_get_prob(c, model3[i+8]) << i;
302                 }
303             }
304
305             cg = vp6_coeff_groups[coeff_idx+=run];
306             model = model2 = s->coeff_model_ract[pt][ct][cg];
307         }
308     }
309 }
310
311 static int vp6_adjust(int v, int t)
312 {
313     int V = v, s = v >> 31;
314     V ^= s;
315     V -= s;
316     if (V-t-1 >= (unsigned)(t-1))
317         return v;
318     V = 2*t - V;
319     V += s;
320     V ^= s;
321     return V;
322 }
323
324 static int vp6_block_variance(uint8_t *src, int stride)
325 {
326     int sum = 0, square_sum = 0;
327     int y, x;
328
329     for (y=0; y<8; y+=2) {
330         for (x=0; x<8; x+=2) {
331             sum += src[x];
332             square_sum += src[x]*src[x];
333         }
334         src += 2*stride;
335     }
336     return (16*square_sum - sum*sum) / (16*16);
337 }
338
339 static void vp6_filter_hv2(vp56_context_t *s, uint8_t *dst, uint8_t *src,
340                            int stride, int delta, int16_t weight)
341 {
342     s->dsp.put_pixels_tab[1][0](dst, src, stride, 8);
343     s->dsp.biweight_h264_pixels_tab[3](dst, src+delta, stride, 2,
344                                        8-weight, weight, 0);
345 }
346
347 static void vp6_filter_hv4(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride,
348                            int delta, const int16_t *weights)
349 {
350     int x, y;
351
352     for (y=0; y<8; y++) {
353         for (x=0; x<8; x++) {
354             dst[x] = clip_uint8((  src[x-delta  ] * weights[0]
355                                  + src[x        ] * weights[1]
356                                  + src[x+delta  ] * weights[2]
357                                  + src[x+2*delta] * weights[3] + 64) >> 7);
358         }
359         src += stride;
360         dst += stride;
361     }
362 }
363
364 static void vp6_filter_diag2(vp56_context_t *s, uint8_t *dst, uint8_t *src,
365                              int stride, int h_weight, int v_weight)
366 {
367     uint8_t *tmp = s->edge_emu_buffer+16;
368     int x, xmax;
369
370     s->dsp.put_pixels_tab[1][0](tmp, src, stride, 8);
371     s->dsp.biweight_h264_pixels_tab[3](tmp, src+1, stride, 2,
372                                        8-h_weight, h_weight, 0);
373     /* we need a 8x9 block to do vertical filter, so compute one more line */
374     for (x=8*stride, xmax=x+8; x<xmax; x++)
375         tmp[x] = (src[x]*(8-h_weight) + src[x+1]*h_weight + 4) >> 3;
376
377     s->dsp.put_pixels_tab[1][0](dst, tmp, stride, 8);
378     s->dsp.biweight_h264_pixels_tab[3](dst, tmp+stride, stride, 2,
379                                        8-v_weight, v_weight, 0);
380 }
381
382 static void vp6_filter_diag4(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride,
383                              const int16_t *h_weights,const int16_t *v_weights)
384 {
385     int x, y;
386     int tmp[8*11];
387     int *t = tmp;
388
389     src -= stride;
390
391     for (y=0; y<11; y++) {
392         for (x=0; x<8; x++) {
393             t[x] = clip_uint8((  src[x-1] * h_weights[0]
394                                + src[x  ] * h_weights[1]
395                                + src[x+1] * h_weights[2]
396                                + src[x+2] * h_weights[3] + 64) >> 7);
397         }
398         src += stride;
399         t += 8;
400     }
401
402     t = tmp + 8;
403     for (y=0; y<8; y++) {
404         for (x=0; x<8; x++) {
405             dst[x] = clip_uint8((  t[x-8 ] * v_weights[0]
406                                  + t[x   ] * v_weights[1]
407                                  + t[x+8 ] * v_weights[2]
408                                  + t[x+16] * v_weights[3] + 64) >> 7);
409         }
410         dst += stride;
411         t += 8;
412     }
413 }
414
415 static void vp6_filter(vp56_context_t *s, uint8_t *dst, uint8_t *src,
416                        int offset1, int offset2, int stride,
417                        vp56_mv_t mv, int mask, int select, int luma)
418 {
419     int filter4 = 0;
420     int x8 = mv.x & mask;
421     int y8 = mv.y & mask;
422
423     if (luma) {
424         x8 *= 2;
425         y8 *= 2;
426         filter4 = s->filter_mode;
427         if (filter4 == 2) {
428             if (s->max_vector_length &&
429                 (ABS(mv.x) > s->max_vector_length ||
430                  ABS(mv.y) > s->max_vector_length)) {
431                 filter4 = 0;
432             } else if (!s->sample_variance_threshold
433                        || (vp6_block_variance(src+offset1, stride)
434                            < s->sample_variance_threshold)) {
435                 filter4 = 0;
436             }
437         }
438     }
439
440     if ((y8 && (offset2-offset1)*s->flip<0) || (!y8 && offset1 > offset2)) {
441         offset1 = offset2;
442     }
443
444     if (filter4) {
445         if (!y8) {                      /* left or right combine */
446             vp6_filter_hv4(dst, src+offset1, stride, 1,
447                            vp6_block_copy_filter[select][x8]);
448         } else if (!x8) {               /* above or below combine */
449             vp6_filter_hv4(dst, src+offset1, stride, stride,
450                            vp6_block_copy_filter[select][y8]);
451         } else if ((mv.x^mv.y) >> 31) { /* lower-left or upper-right combine */
452             vp6_filter_diag4(dst, src+offset1-1, stride,
453                              vp6_block_copy_filter[select][x8],
454                              vp6_block_copy_filter[select][y8]);
455         } else {                        /* lower-right or upper-left combine */
456             vp6_filter_diag4(dst, src+offset1, stride,
457                              vp6_block_copy_filter[select][x8],
458                              vp6_block_copy_filter[select][y8]);
459         }
460     } else {
461         if (!y8) {                      /* left or right combine */
462             vp6_filter_hv2(s, dst, src+offset1, stride, 1, x8);
463         } else if (!x8) {               /* above or below combine */
464             vp6_filter_hv2(s, dst, src+offset1, stride, stride, y8);
465         } else if ((mv.x^mv.y) >> 31) { /* lower-left or upper-right combine */
466             vp6_filter_diag2(s, dst, src+offset1-1, stride, x8, y8);
467         } else {                        /* lower-right or upper-left combine */
468             vp6_filter_diag2(s, dst, src+offset1, stride, x8, y8);
469         }
470     }
471 }
472
473 static int vp6_decode_init(AVCodecContext *avctx)
474 {
475     vp56_context_t *s = avctx->priv_data;
476
477     vp56_init(s, avctx, avctx->codec->id == CODEC_ID_VP6);
478     s->vp56_coord_div = vp6_coord_div;
479     s->parse_vector_adjustment = vp6_parse_vector_adjustment;
480     s->adjust = vp6_adjust;
481     s->filter = vp6_filter;
482     s->parse_coeff = vp6_parse_coeff;
483     s->default_models_init = vp6_default_models_init;
484     s->parse_vector_models = vp6_parse_vector_models;
485     s->parse_coeff_models = vp6_parse_coeff_models;
486     s->parse_header = vp6_parse_header;
487
488     return 0;
489 }
490
491 AVCodec vp6_decoder = {
492     "vp6",
493     CODEC_TYPE_VIDEO,
494     CODEC_ID_VP6,
495     sizeof(vp56_context_t),
496     vp6_decode_init,
497     NULL,
498     vp56_free,
499     vp56_decode_frame,
500 };
501
502 /* flash version, not flipped upside-down */
503 AVCodec vp6f_decoder = {
504     "vp6f",
505     CODEC_TYPE_VIDEO,
506     CODEC_ID_VP6F,
507     sizeof(vp56_context_t),
508     vp6_decode_init,
509     NULL,
510     vp56_free,
511     vp56_decode_frame,
512 };