559f7c2026a0bf9c1d61a8450856656adc343aa8
[ffmpeg.git] / libavcodec / loco.c
1 /*
2  * LOCO codec
3  * Copyright (c) 2005 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
24  * LOCO codec.
25  */
26
27 #include "avcodec.h"
28 #include "get_bits.h"
29 #include "golomb.h"
30 #include "internal.h"
31 #include "mathops.h"
32
33 enum LOCO_MODE {
34     LOCO_UNKN  =  0,
35     LOCO_CYUY2 = -1,
36     LOCO_CRGB  = -2,
37     LOCO_CRGBA = -3,
38     LOCO_CYV12 = -4,
39     LOCO_YUY2  =  1,
40     LOCO_UYVY  =  2,
41     LOCO_RGB   =  3,
42     LOCO_RGBA  =  4,
43     LOCO_YV12  =  5,
44 };
45
46 typedef struct LOCOContext {
47     AVCodecContext *avctx;
48     AVFrame pic;
49     int lossy;
50     int mode;
51 } LOCOContext;
52
53 typedef struct RICEContext {
54     GetBitContext gb;
55     int save, run, run2; /* internal rice decoder state */
56     int sum, count; /* sum and count for getting rice parameter */
57     int lossy;
58 } RICEContext;
59
60 static int loco_get_rice_param(RICEContext *r)
61 {
62     int cnt = 0;
63     int val = r->count;
64
65     while (r->sum > val && cnt < 9) {
66         val <<= 1;
67         cnt++;
68     }
69
70     return cnt;
71 }
72
73 static inline void loco_update_rice_param(RICEContext *r, int val)
74 {
75     r->sum += val;
76     r->count++;
77
78     if (r->count == 16) {
79         r->sum   >>= 1;
80         r->count >>= 1;
81     }
82 }
83
84 static inline int loco_get_rice(RICEContext *r)
85 {
86     int v;
87     if (r->run > 0) { /* we have zero run */
88         r->run--;
89         loco_update_rice_param(r, 0);
90         return 0;
91     }
92     v = get_ur_golomb_jpegls(&r->gb, loco_get_rice_param(r), INT_MAX, 0);
93     loco_update_rice_param(r, (v + 1) >> 1);
94     if (!v) {
95         if (r->save >= 0) {
96             r->run = get_ur_golomb_jpegls(&r->gb, 2, INT_MAX, 0);
97             if (r->run > 1)
98                 r->save += r->run + 1;
99             else
100                 r->save -= 3;
101         } else
102             r->run2++;
103     } else {
104         v = ((v >> 1) + r->lossy) ^ -(v & 1);
105         if (r->run2 > 0) {
106             if (r->run2 > 2)
107                 r->save += r->run2;
108             else
109                 r->save -= 3;
110             r->run2 = 0;
111         }
112     }
113
114     return v;
115 }
116
117 /* LOCO main predictor - LOCO-I/JPEG-LS predictor */
118 static inline int loco_predict(uint8_t* data, int stride, int step)
119 {
120     int a, b, c;
121
122     a = data[-stride];
123     b = data[-step];
124     c = data[-stride - step];
125
126     return mid_pred(a, a + b - c, b);
127 }
128
129 static int loco_decode_plane(LOCOContext *l, uint8_t *data, int width, int height,
130                              int stride, const uint8_t *buf, int buf_size, int step)
131 {
132     RICEContext rc;
133     int val;
134     int i, j;
135
136     if(buf_size<=0)
137         return -1;
138
139     init_get_bits(&rc.gb, buf, buf_size*8);
140     rc.save  = 0;
141     rc.run   = 0;
142     rc.run2  = 0;
143     rc.lossy = l->lossy;
144
145     rc.sum   = 8;
146     rc.count = 1;
147
148     /* restore top left pixel */
149     val     = loco_get_rice(&rc);
150     data[0] = 128 + val;
151     /* restore top line */
152     for (i = 1; i < width; i++) {
153         val = loco_get_rice(&rc);
154         data[i * step] = data[i * step - step] + val;
155     }
156     data += stride;
157     for (j = 1; j < height; j++) {
158         /* restore left column */
159         val = loco_get_rice(&rc);
160         data[0] = data[-stride] + val;
161         /* restore all other pixels */
162         for (i = 1; i < width; i++) {
163             val = loco_get_rice(&rc);
164             data[i * step] = loco_predict(&data[i * step], stride, step) + val;
165         }
166         data += stride;
167     }
168
169     return (get_bits_count(&rc.gb) + 7) >> 3;
170 }
171
172 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx,
173                         void *data, int *got_frame,
174                         AVPacket *avpkt)
175 {
176     LOCOContext * const l = avctx->priv_data;
177     const uint8_t *buf    = avpkt->data;
178     int buf_size          = avpkt->size;
179     AVFrame * const p     = &l->pic;
180     int decoded, ret;
181
182     if (p->data[0])
183         avctx->release_buffer(avctx, p);
184
185     p->reference = 0;
186     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, p)) < 0) {
187         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
188         return ret;
189     }
190     p->key_frame = 1;
191
192 #define ADVANCE_BY_DECODED do { \
193     if (decoded < 0 || decoded >= buf_size) goto buf_too_small; \
194     buf += decoded; buf_size -= decoded; \
195 } while(0)
196     switch(l->mode) {
197     case LOCO_CYUY2: case LOCO_YUY2: case LOCO_UYVY:
198         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[0], avctx->width, avctx->height,
199                                     p->linesize[0], buf, buf_size, 1);
200         ADVANCE_BY_DECODED;
201         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[1], avctx->width / 2, avctx->height,
202                                     p->linesize[1], buf, buf_size, 1);
203         ADVANCE_BY_DECODED;
204         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[2], avctx->width / 2, avctx->height,
205                                     p->linesize[2], buf, buf_size, 1);
206         break;
207     case LOCO_CYV12: case LOCO_YV12:
208         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[0], avctx->width, avctx->height,
209                                     p->linesize[0], buf, buf_size, 1);
210         ADVANCE_BY_DECODED;
211         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[2], avctx->width / 2, avctx->height / 2,
212                                     p->linesize[2], buf, buf_size, 1);
213         ADVANCE_BY_DECODED;
214         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[1], avctx->width / 2, avctx->height / 2,
215                                     p->linesize[1], buf, buf_size, 1);
216         break;
217     case LOCO_CRGB: case LOCO_RGB:
218         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[0] + p->linesize[0]*(avctx->height-1), avctx->width, avctx->height,
219                                     -p->linesize[0], buf, buf_size, 3);
220         ADVANCE_BY_DECODED;
221         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[0] + p->linesize[0]*(avctx->height-1) + 1, avctx->width, avctx->height,
222                                     -p->linesize[0], buf, buf_size, 3);
223         ADVANCE_BY_DECODED;
224         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[0] + p->linesize[0]*(avctx->height-1) + 2, avctx->width, avctx->height,
225                                     -p->linesize[0], buf, buf_size, 3);
226         break;
227     case LOCO_CRGBA:
228     case LOCO_RGBA:
229         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[0] + p->linesize[0]*(avctx->height-1), avctx->width, avctx->height,
230                                     -p->linesize[0], buf, buf_size, 4);
231         ADVANCE_BY_DECODED;
232         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[0] + p->linesize[0]*(avctx->height-1) + 1, avctx->width, avctx->height,
233                                     -p->linesize[0], buf, buf_size, 4);
234         ADVANCE_BY_DECODED;
235         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[0] + p->linesize[0]*(avctx->height-1) + 2, avctx->width, avctx->height,
236                                     -p->linesize[0], buf, buf_size, 4);
237         ADVANCE_BY_DECODED;
238         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[0] + p->linesize[0]*(avctx->height-1) + 3, avctx->width, avctx->height,
239                                     -p->linesize[0], buf, buf_size, 4);
240         break;
241     }
242
243     *got_frame      = 1;
244     *(AVFrame*)data = l->pic;
245
246     return buf_size < 0 ? -1 : avpkt->size - buf_size;
247 buf_too_small:
248     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Input data too small.\n");
249     return AVERROR(EINVAL);
250 }
251
252 static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx)
253 {
254     LOCOContext * const l = avctx->priv_data;
255     int version;
256
257     l->avctx = avctx;
258     if (avctx->extradata_size < 12) {
259         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Extradata size must be >= 12 instead of %i\n",
260                avctx->extradata_size);
261         return AVERROR_INVALIDDATA;
262     }
263     version = AV_RL32(avctx->extradata);
264     switch (version) {
265     case 1:
266         l->lossy = 0;
267         break;
268     case 2:
269         l->lossy = AV_RL32(avctx->extradata + 8);
270         break;
271     default:
272         l->lossy = AV_RL32(avctx->extradata + 8);
273         av_log_ask_for_sample(avctx, "This is LOCO codec version %i.\n", version);
274     }
275
276     l->mode = AV_RL32(avctx->extradata + 4);
277     switch (l->mode) {
278     case LOCO_CYUY2:
279     case LOCO_YUY2:
280     case LOCO_UYVY:
281         avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV422P;
282         break;
283     case LOCO_CRGB:
284     case LOCO_RGB:
285         avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_BGR24;
286         break;
287     case LOCO_CYV12:
288     case LOCO_YV12:
289         avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV420P;
290         break;
291     case LOCO_CRGBA:
292     case LOCO_RGBA:
293         avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_BGRA;
294         break;
295     default:
296         av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "Unknown colorspace, index = %i\n", l->mode);
297         return AVERROR_INVALIDDATA;
298     }
299     if (avctx->debug & FF_DEBUG_PICT_INFO)
300         av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "lossy:%i, version:%i, mode: %i\n", l->lossy, version, l->mode);
301
302     avcodec_get_frame_defaults(&l->pic);
303
304     return 0;
305 }
306
307 static av_cold int decode_end(AVCodecContext *avctx)
308 {
309     LOCOContext * const l = avctx->priv_data;
310     AVFrame *pic = &l->pic;
311
312     if (pic->data[0])
313         avctx->release_buffer(avctx, pic);
314
315     return 0;
316 }
317
318 AVCodec ff_loco_decoder = {
319     .name           = "loco",
320     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
321     .id             = AV_CODEC_ID_LOCO,
322     .priv_data_size = sizeof(LOCOContext),
323     .init           = decode_init,
324     .close          = decode_end,
325     .decode         = decode_frame,
326     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
327     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("LOCO"),
328 };