git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/cinepakenc.c

   1 /*
   2  * Cinepak encoder (c) 2011 Tomas Härdin
   3  * http://titan.codemill.se/~tomhar/cinepakenc.patch
   4  *
   5  * Fixes and improvements, vintage decoders compatibility
   6  *  (c) 2013, 2014 Rl, Aetey Global Technologies AB
   7  *
   8  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
   9  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
  10  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
  11  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
  12  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
  13  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
  14  *
  15  * The above copyright notice and this permission notice shall be included
  16  * in all copies or substantial portions of the Software.
  17  *
  18  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  19  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  20  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL
  21  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR
  22  * OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE,
  23  * ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR
  24  * OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
  25  */
  26
  27 /*
  28  * TODO:
  29  * - optimize: color space conversion (move conversion to libswscale), ...
  30  * MAYBE:
  31  * - "optimally" split the frame into several non-regular areas
  32  *   using a separate codebook pair for each area and approximating
  33  *   the area by several rectangular strips (generally not full width ones)
  34  *   (use quadtree splitting? a simple fixed-granularity grid?)
  35  */
  36
  37 #include <string.h>
  38
  39 #include "libavutil/avassert.h"
  40 #include "libavutil/common.h"
  41 #include "libavutil/internal.h"
  42 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  43 #include "libavutil/lfg.h"
  44 #include "libavutil/opt.h"
  45
  46 #include "avcodec.h"
  47 #include "elbg.h"
  48 #include "internal.h"
  49
  50 #define CVID_HEADER_SIZE 10
  51 #define STRIP_HEADER_SIZE 12
  52 #define CHUNK_HEADER_SIZE 4
  53
  54 #define MB_SIZE 4           //4x4 MBs
  55 #define MB_AREA (MB_SIZE * MB_SIZE)
  56
  57 #define VECTOR_MAX     6    // six or four entries per vector depending on format
  58 #define CODEBOOK_MAX 256    // size of a codebook
  59
  60 #define MAX_STRIPS  32      // Note: having fewer choices regarding the number of strips speeds up encoding (obviously)
  61 #define MIN_STRIPS   1      // Note: having more strips speeds up encoding the frame (this is less obvious)
  62 // MAX_STRIPS limits the maximum quality you can reach
  63 //            when you want high quality on high resolutions,
  64 // MIN_STRIPS limits the minimum efficiently encodable bit rate
  65 //            on low resolutions
  66 // the numbers are only used for brute force optimization for the first frame,
  67 // for the following frames they are adaptively readjusted
  68 // NOTE the decoder in ffmpeg has its own arbitrary limitation on the number
  69 // of strips, currently 32
  70
  71 typedef enum CinepakMode {
  72     MODE_V1_ONLY = 0,
  73     MODE_V1_V4,
  74     MODE_MC,
  75
  76     MODE_COUNT,
  77 } CinepakMode;
  78
  79 typedef enum mb_encoding {
  80     ENC_V1,
  81     ENC_V4,
  82     ENC_SKIP,
  83
  84     ENC_UNCERTAIN
  85 } mb_encoding;
  86
  87 typedef struct mb_info {
  88     int v1_vector;              // index into v1 codebook
  89     int v1_error;               // error when using V1 encoding
  90     int v4_vector[4];           // indices into v4 codebook
  91     int v4_error;               // error when using V4 encoding
  92     int skip_error;             // error when block is skipped (aka copied from last frame)
  93     mb_encoding best_encoding;  // last result from calculate_mode_score()
  94 } mb_info;
  95
  96 typedef struct strip_info {
  97     int v1_codebook[CODEBOOK_MAX * VECTOR_MAX];
  98     int v4_codebook[CODEBOOK_MAX * VECTOR_MAX];
  99     int v1_size;
 100     int v4_size;
 101     CinepakMode mode;
 102 } strip_info;
 103
 104 typedef struct CinepakEncContext {
 105     const AVClass *class;
 106     AVCodecContext *avctx;
 107     unsigned char *pict_bufs[4], *strip_buf, *frame_buf;
 108     AVFrame *last_frame;
 109     AVFrame *best_frame;
 110     AVFrame *scratch_frame;
 111     AVFrame *input_frame;
 112     enum AVPixelFormat pix_fmt;
 113     int w, h;
 114     int frame_buf_size;
 115     int curframe, keyint;
 116     AVLFG randctx;
 117     uint64_t lambda;
 118     int *codebook_input;
 119     int *codebook_closest;
 120     mb_info *mb;                // MB RD state
 121     int min_strips;             // the current limit
 122     int max_strips;             // the current limit
 123     // options
 124     int max_extra_cb_iterations;
 125     int skip_empty_cb;
 126     int min_min_strips;
 127     int max_max_strips;
 128     int strip_number_delta_range;
 129 } CinepakEncContext;
 130
 131 #define OFFSET(x) offsetof(CinepakEncContext, x)
 132 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 133 static const AVOption options[] = {
 134     { "max_extra_cb_iterations", "Max extra codebook recalculation passes, more is better and slower",
 135       OFFSET(max_extra_cb_iterations),  AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 =          2 },          0, INT_MAX,                 VE },
 136     { "skip_empty_cb",           "Avoid wasting bytes, ignore vintage MacOS decoder",
 137       OFFSET(skip_empty_cb),            AV_OPT_TYPE_BOOL, { .i64 =         0 },          0, 1,                       VE },
 138     { "max_strips",              "Limit strips/frame, vintage compatible is 1..3, otherwise the more the better",
 139       OFFSET(max_max_strips),           AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 =          3 }, MIN_STRIPS, MAX_STRIPS,              VE },
 140     { "min_strips",              "Enforce min strips/frame, more is worse and faster, must be <= max_strips",
 141       OFFSET(min_min_strips),           AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = MIN_STRIPS }, MIN_STRIPS, MAX_STRIPS,              VE },
 142     { "strip_number_adaptivity", "How fast the strip number adapts, more is slightly better, much slower",
 143       OFFSET(strip_number_delta_range), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 =          0 },          0, MAX_STRIPS - MIN_STRIPS, VE },
 144     { NULL },
 145 };
 146
 147 static const AVClass cinepak_class = {
 148     .class_name = "cinepak",
 149     .item_name  = av_default_item_name,
 150     .option     = options,
 151     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 152 };
 153
 154 static av_cold int cinepak_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 155 {
 156     CinepakEncContext *s = avctx->priv_data;
 157     int x, mb_count, strip_buf_size, frame_buf_size;
 158
 159     if (avctx->width & 3 || avctx->height & 3) {
 160         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "width and height must be multiples of four (got %ix%i)\n",
 161                avctx->width, avctx->height);
 162         return AVERROR(EINVAL);
 163     }
 164
 165     if (s->min_min_strips > s->max_max_strips) {
 166         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "minimum number of strips must not exceed maximum (got %i and %i)\n",
 167                s->min_min_strips, s->max_max_strips);
 168         return AVERROR(EINVAL);
 169     }
 170
 171     if (!(s->last_frame = av_frame_alloc()))
 172         return AVERROR(ENOMEM);
 173     if (!(s->best_frame = av_frame_alloc()))
 174         goto enomem;
 175     if (!(s->scratch_frame = av_frame_alloc()))
 176         goto enomem;
 177     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_RGB24)
 178         if (!(s->input_frame = av_frame_alloc()))
 179             goto enomem;
 180
 181     if (!(s->codebook_input = av_malloc_array((avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_RGB24 ? 6 : 4) * (avctx->width * avctx->height) >> 2, sizeof(*s->codebook_input))))
 182         goto enomem;
 183
 184     if (!(s->codebook_closest = av_malloc_array((avctx->width * avctx->height) >> 2, sizeof(*s->codebook_closest))))
 185         goto enomem;
 186
 187     for (x = 0; x < (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_RGB24 ? 4 : 3); x++)
 188         if (!(s->pict_bufs[x] = av_malloc((avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_RGB24 ? 6 : 4) * (avctx->width * avctx->height) >> 2)))
 189             goto enomem;
 190
 191     mb_count = avctx->width * avctx->height / MB_AREA;
 192
 193     // the largest possible chunk is 0x31 with all MBs encoded in V4 mode
 194     // and full codebooks being replaced in INTER mode,
 195     // which is 34 bits per MB
 196     // and 2*256 extra flag bits per strip
 197     strip_buf_size = STRIP_HEADER_SIZE + 3 * CHUNK_HEADER_SIZE + 2 * VECTOR_MAX * CODEBOOK_MAX + 4 * (mb_count + (mb_count + 15) / 16) + (2 * CODEBOOK_MAX) / 8;
 198
 199     frame_buf_size = CVID_HEADER_SIZE + s->max_max_strips * strip_buf_size;
 200
 201     if (!(s->strip_buf = av_malloc(strip_buf_size)))
 202         goto enomem;
 203
 204     if (!(s->frame_buf = av_malloc(frame_buf_size)))
 205         goto enomem;
 206
 207     if (!(s->mb = av_malloc_array(mb_count, sizeof(mb_info))))
 208         goto enomem;
 209
 210     av_lfg_init(&s->randctx, 1);
 211     s->avctx          = avctx;
 212     s->w              = avctx->width;
 213     s->h              = avctx->height;
 214     s->frame_buf_size = frame_buf_size;
 215     s->curframe       = 0;
 216     s->keyint         = avctx->keyint_min;
 217     s->pix_fmt        = avctx->pix_fmt;
 218
 219     // set up AVFrames
 220     s->last_frame->data[0]        = s->pict_bufs[0];
 221     s->last_frame->linesize[0]    = s->w;
 222     s->best_frame->data[0]        = s->pict_bufs[1];
 223     s->best_frame->linesize[0]    = s->w;
 224     s->scratch_frame->data[0]     = s->pict_bufs[2];
 225     s->scratch_frame->linesize[0] = s->w;
 226
 227     if (s->pix_fmt == AV_PIX_FMT_RGB24) {
 228         s->last_frame->data[1]     = s->last_frame->data[0] +   s->w * s->h;
 229         s->last_frame->data[2]     = s->last_frame->data[1] + ((s->w * s->h) >> 2);
 230         s->last_frame->linesize[1] =
 231         s->last_frame->linesize[2] = s->w >> 1;
 232
 233         s->best_frame->data[1]     = s->best_frame->data[0] +   s->w * s->h;
 234         s->best_frame->data[2]     = s->best_frame->data[1] + ((s->w * s->h) >> 2);
 235         s->best_frame->linesize[1] =
 236         s->best_frame->linesize[2] = s->w >> 1;
 237
 238         s->scratch_frame->data[1]     = s->scratch_frame->data[0] +   s->w * s->h;
 239         s->scratch_frame->data[2]     = s->scratch_frame->data[1] + ((s->w * s->h) >> 2);
 240         s->scratch_frame->linesize[1] =
 241         s->scratch_frame->linesize[2] = s->w >> 1;
 242
 243         s->input_frame->data[0]     = s->pict_bufs[3];
 244         s->input_frame->linesize[0] = s->w;
 245         s->input_frame->data[1]     = s->input_frame->data[0] +   s->w * s->h;
 246         s->input_frame->data[2]     = s->input_frame->data[1] + ((s->w * s->h) >> 2);
 247         s->input_frame->linesize[1] =
 248         s->input_frame->linesize[2] = s->w >> 1;
 249     }
 250
 251     s->min_strips = s->min_min_strips;
 252     s->max_strips = s->max_max_strips;
 253
 254     return 0;
 255
 256 enomem:
 257     av_frame_free(&s->last_frame);
 258     av_frame_free(&s->best_frame);
 259     av_frame_free(&s->scratch_frame);
 260     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_RGB24)
 261         av_frame_free(&s->input_frame);
 262     av_freep(&s->codebook_input);
 263     av_freep(&s->codebook_closest);
 264     av_freep(&s->strip_buf);
 265     av_freep(&s->frame_buf);
 266     av_freep(&s->mb);
 267
 268     for (x = 0; x < (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_RGB24 ? 4 : 3); x++)
 269         av_freep(&s->pict_bufs[x]);
 270
 271     return AVERROR(ENOMEM);
 272 }
 273
 274 static int64_t calculate_mode_score(CinepakEncContext *s, int h,
 275                                     strip_info *info, int report,
 276                                     int *training_set_v1_shrunk,
 277                                     int *training_set_v4_shrunk)
 278 {
 279     // score = FF_LAMBDA_SCALE * error + lambda * bits
 280     int x;
 281     int entry_size = s->pix_fmt == AV_PIX_FMT_RGB24 ? 6 : 4;
 282     int mb_count   = s->w * h / MB_AREA;
 283     mb_info *mb;
 284     int64_t score1, score2, score3;
 285     int64_t ret = s->lambda * ((info->v1_size ? CHUNK_HEADER_SIZE + info->v1_size * entry_size : 0) +
 286                                (info->v4_size ? CHUNK_HEADER_SIZE + info->v4_size * entry_size : 0) +
 287                                CHUNK_HEADER_SIZE) << 3;
 288
 289     switch (info->mode) {
 290     case MODE_V1_ONLY:
 291         // one byte per MB
 292         ret += s->lambda * 8 * mb_count;
 293
 294         // while calculating we assume all blocks are ENC_V1
 295         for (x = 0; x < mb_count; x++) {
 296             mb   = &s->mb[x];
 297             ret += FF_LAMBDA_SCALE * mb->v1_error;
 298             // this function is never called for report in MODE_V1_ONLY
 299             // if (!report)
 300             mb->best_encoding = ENC_V1;
 301         }
 302
 303         break;
 304     case MODE_V1_V4:
 305         // 9 or 33 bits per MB
 306         if (report) {
 307             // no moves between the corresponding training sets are allowed
 308             *training_set_v1_shrunk = *training_set_v4_shrunk = 0;
 309             for (x = 0; x < mb_count; x++) {
 310                 int mberr;
 311                 mb = &s->mb[x];
 312                 if (mb->best_encoding == ENC_V1)
 313                     score1 = s->lambda * 9 + FF_LAMBDA_SCALE * (mberr = mb->v1_error);
 314                 else
 315                     score1 = s->lambda * 33 + FF_LAMBDA_SCALE * (mberr = mb->v4_error);
 316                 ret += score1;
 317             }
 318         } else { // find best mode per block
 319             for (x = 0; x < mb_count; x++) {
 320                 mb     = &s->mb[x];
 321                 score1 = s->lambda * 9 + FF_LAMBDA_SCALE * mb->v1_error;
 322                 score2 = s->lambda * 33 + FF_LAMBDA_SCALE * mb->v4_error;
 323
 324                 if (score1 <= score2) {
 325                     ret += score1;
 326                     mb->best_encoding = ENC_V1;
 327                 } else {
 328                     ret += score2;
 329                     mb->best_encoding = ENC_V4;
 330                 }
 331             }
 332         }
 333
 334         break;
 335     case MODE_MC:
 336         // 1, 10 or 34 bits per MB
 337         if (report) {
 338             int v1_shrunk = 0, v4_shrunk = 0;
 339             for (x = 0; x < mb_count; x++) {
 340                 mb = &s->mb[x];
 341                 // it is OK to move blocks to ENC_SKIP here
 342                 // but not to any codebook encoding!
 343                 score1 = s->lambda * 1 + FF_LAMBDA_SCALE * mb->skip_error;
 344                 if (mb->best_encoding == ENC_SKIP) {
 345                     ret += score1;
 346                 } else if (mb->best_encoding == ENC_V1) {
 347                     if ((score2 = s->lambda * 10 + FF_LAMBDA_SCALE * mb->v1_error) >= score1) {
 348                         mb->best_encoding = ENC_SKIP;
 349                         ++v1_shrunk;
 350                         ret += score1;
 351                     } else {
 352                         ret += score2;
 353                     }
 354                 } else {
 355                     if ((score3 = s->lambda * 34 + FF_LAMBDA_SCALE * mb->v4_error) >= score1) {
 356                         mb->best_encoding = ENC_SKIP;
 357                         ++v4_shrunk;
 358                         ret += score1;
 359                     } else {
 360                         ret += score3;
 361                     }
 362                 }
 363             }
 364             *training_set_v1_shrunk = v1_shrunk;
 365             *training_set_v4_shrunk = v4_shrunk;
 366         } else { // find best mode per block
 367             for (x = 0; x < mb_count; x++) {
 368                 mb     = &s->mb[x];
 369                 score1 = s->lambda * 1 + FF_LAMBDA_SCALE * mb->skip_error;
 370                 score2 = s->lambda * 10 + FF_LAMBDA_SCALE * mb->v1_error;
 371                 score3 = s->lambda * 34 + FF_LAMBDA_SCALE * mb->v4_error;
 372
 373                 if (score1 <= score2 && score1 <= score3) {
 374                     ret += score1;
 375                     mb->best_encoding = ENC_SKIP;
 376                 } else if (score2 <= score3) {
 377                     ret += score2;
 378                     mb->best_encoding = ENC_V1;
 379                 } else {
 380                     ret += score3;
 381                     mb->best_encoding = ENC_V4;
 382                 }
 383             }
 384         }
 385
 386         break;
 387     }
 388
 389     return ret;
 390 }
 391
 392 static int write_chunk_header(unsigned char *buf, int chunk_type, int chunk_size)
 393 {
 394     buf[0] = chunk_type;
 395     AV_WB24(&buf[1], chunk_size + CHUNK_HEADER_SIZE);
 396     return CHUNK_HEADER_SIZE;
 397 }
 398
 399 static int encode_codebook(CinepakEncContext *s, int *codebook, int size,
 400                            int chunk_type_yuv, int chunk_type_gray,
 401                            unsigned char *buf)
 402 {
 403     int x, y, ret, entry_size = s->pix_fmt == AV_PIX_FMT_RGB24 ? 6 : 4;
 404     int incremental_codebook_replacement_mode = 0; // hardcoded here,
 405     // the compiler should notice that this is a constant -- rl
 406
 407     ret = write_chunk_header(buf,
 408                              s->pix_fmt == AV_PIX_FMT_RGB24 ?
 409                              chunk_type_yuv  + (incremental_codebook_replacement_mode ? 1 : 0) :
 410                              chunk_type_gray + (incremental_codebook_replacement_mode ? 1 : 0),
 411                              entry_size * size +
 412                              (incremental_codebook_replacement_mode ? (size + 31) / 32 * 4 : 0));
 413
 414     // we do codebook encoding according to the "intra" mode
 415     // but we keep the "dead" code for reference in case we will want
 416     // to use incremental codebook updates (which actually would give us
 417     // "kind of" motion compensation, especially in 1 strip/frame case) -- rl
 418     // (of course, the code will be not useful as-is)
 419     if (incremental_codebook_replacement_mode) {
 420         int flags = 0;
 421         int flagsind;
 422         for (x = 0; x < size; x++) {
 423             if (flags == 0) {
 424                 flagsind = ret;
 425                 ret     += 4;
 426                 flags    = 0x80000000;
 427             } else
 428                 flags = ((flags >> 1) | 0x80000000);
 429             for (y = 0; y < entry_size; y++)
 430                 buf[ret++] = codebook[y + x * entry_size] ^ (y >= 4 ? 0x80 : 0);
 431             if ((flags & 0xffffffff) == 0xffffffff) {
 432                 AV_WB32(&buf[flagsind], flags);
 433                 flags = 0;
 434             }
 435         }
 436         if (flags)
 437             AV_WB32(&buf[flagsind], flags);
 438     } else
 439         for (x = 0; x < size; x++)
 440             for (y = 0; y < entry_size; y++)
 441                 buf[ret++] = codebook[y + x * entry_size] ^ (y >= 4 ? 0x80 : 0);
 442
 443     return ret;
 444 }
 445
 446 // sets out to the sub picture starting at (x,y) in in
 447 static void get_sub_picture(CinepakEncContext *s, int x, int y,
 448                             uint8_t * in_data[4], int  in_linesize[4],
 449                             uint8_t *out_data[4], int out_linesize[4])
 450 {
 451     out_data[0]     = in_data[0] + x + y * in_linesize[0];
 452     out_linesize[0] = in_linesize[0];
 453
 454     if (s->pix_fmt == AV_PIX_FMT_RGB24) {
 455         out_data[1]     = in_data[1] + (x >> 1) + (y >> 1) * in_linesize[1];
 456         out_linesize[1] = in_linesize[1];
 457
 458         out_data[2]     = in_data[2] + (x >> 1) + (y >> 1) * in_linesize[2];
 459         out_linesize[2] = in_linesize[2];
 460     }
 461 }
 462
 463 // decodes the V1 vector in mb into the 4x4 MB pointed to by data
 464 static void decode_v1_vector(CinepakEncContext *s, uint8_t *data[4],
 465                              int linesize[4], int v1_vector, strip_info *info)
 466 {
 467     int entry_size = s->pix_fmt == AV_PIX_FMT_RGB24 ? 6 : 4;
 468
 469     data[0][0] =
 470     data[0][1] =
 471     data[0][    linesize[0]] =
 472     data[0][1 + linesize[0]] = info->v1_codebook[v1_vector * entry_size];
 473
 474     data[0][2] =
 475     data[0][3] =
 476     data[0][2 + linesize[0]] =
 477     data[0][3 + linesize[0]] = info->v1_codebook[v1_vector * entry_size + 1];
 478
 479     data[0][    2 * linesize[0]] =
 480     data[0][1 + 2 * linesize[0]] =
 481     data[0][    3 * linesize[0]] =
 482     data[0][1 + 3 * linesize[0]] = info->v1_codebook[v1_vector * entry_size + 2];
 483
 484     data[0][2 + 2 * linesize[0]] =
 485     data[0][3 + 2 * linesize[0]] =
 486     data[0][2 + 3 * linesize[0]] =
 487     data[0][3 + 3 * linesize[0]] = info->v1_codebook[v1_vector * entry_size + 3];
 488
 489     if (s->pix_fmt == AV_PIX_FMT_RGB24) {
 490         data[1][0] =
 491         data[1][1] =
 492         data[1][    linesize[1]] =
 493         data[1][1 + linesize[1]] = info->v1_codebook[v1_vector * entry_size + 4];
 494
 495         data[2][0] =
 496         data[2][1] =
 497         data[2][    linesize[2]] =
 498         data[2][1 + linesize[2]] = info->v1_codebook[v1_vector * entry_size + 5];
 499     }
 500 }
 501
 502 // decodes the V4 vectors in mb into the 4x4 MB pointed to by data
 503 static void decode_v4_vector(CinepakEncContext *s, uint8_t *data[4],
 504                              int linesize[4], int *v4_vector, strip_info *info)
 505 {
 506     int i, x, y, entry_size = s->pix_fmt == AV_PIX_FMT_RGB24 ? 6 : 4;
 507
 508     for (i = y = 0; y < 4; y += 2) {
 509         for (x = 0; x < 4; x += 2, i++) {
 510             data[0][x     +  y      * linesize[0]] = info->v4_codebook[v4_vector[i] * entry_size];
 511             data[0][x + 1 +  y      * linesize[0]] = info->v4_codebook[v4_vector[i] * entry_size + 1];
 512             data[0][x     + (y + 1) * linesize[0]] = info->v4_codebook[v4_vector[i] * entry_size + 2];
 513             data[0][x + 1 + (y + 1) * linesize[0]] = info->v4_codebook[v4_vector[i] * entry_size + 3];
 514
 515             if (s->pix_fmt == AV_PIX_FMT_RGB24) {
 516                 data[1][(x >> 1) + (y >> 1) * linesize[1]] = info->v4_codebook[v4_vector[i] * entry_size + 4];
 517                 data[2][(x >> 1) + (y >> 1) * linesize[2]] = info->v4_codebook[v4_vector[i] * entry_size + 5];
 518             }
 519         }
 520     }
 521 }
 522
 523 static void copy_mb(CinepakEncContext *s,
 524                     uint8_t *a_data[4], int a_linesize[4],
 525                     uint8_t *b_data[4], int b_linesize[4])
 526 {
 527     int y, p;
 528
 529     for (y = 0; y < MB_SIZE; y++)
 530         memcpy(a_data[0] + y * a_linesize[0], b_data[0] + y * b_linesize[0],
 531                MB_SIZE);
 532
 533     if (s->pix_fmt == AV_PIX_FMT_RGB24) {
 534         for (p = 1; p <= 2; p++)
 535             for (y = 0; y < MB_SIZE / 2; y++)
 536                 memcpy(a_data[p] + y * a_linesize[p],
 537                        b_data[p] + y * b_linesize[p],
 538                        MB_SIZE / 2);
 539     }
 540 }
 541
 542 static int encode_mode(CinepakEncContext *s, int h,
 543                        uint8_t *scratch_data[4], int scratch_linesize[4],
 544                        uint8_t *last_data[4], int last_linesize[4],
 545                        strip_info *info, unsigned char *buf)
 546 {
 547     int x, y, z, bits, temp_size, header_ofs, ret = 0, mb_count = s->w * h / MB_AREA;
 548     int needs_extra_bit, should_write_temp;
 549     uint32_t flags;
 550     unsigned char temp[64]; // 32/2 = 16 V4 blocks at 4 B each -> 64 B
 551     mb_info *mb;
 552     uint8_t *sub_scratch_data[4] = { 0 }, *sub_last_data[4] = { 0 };
 553     int sub_scratch_linesize[4] = { 0 }, sub_last_linesize[4] = { 0 };
 554
 555     // encode codebooks
 556     ////// MacOS vintage decoder compatibility dictates the presence of
 557     ////// the codebook chunk even when the codebook is empty - pretty dumb...
 558     ////// and also the certain order of the codebook chunks -- rl
 559     if (info->v4_size || !s->skip_empty_cb)
 560         ret += encode_codebook(s, info->v4_codebook, info->v4_size, 0x20, 0x24, buf + ret);
 561
 562     if (info->v1_size || !s->skip_empty_cb)
 563         ret += encode_codebook(s, info->v1_codebook, info->v1_size, 0x22, 0x26, buf + ret);
 564
 565     // update scratch picture
 566     for (z = y = 0; y < h; y += MB_SIZE)
 567         for (x = 0; x < s->w; x += MB_SIZE, z++) {
 568             mb = &s->mb[z];
 569
 570             get_sub_picture(s, x, y, scratch_data, scratch_linesize,
 571                             sub_scratch_data, sub_scratch_linesize);
 572
 573             if (info->mode == MODE_MC && mb->best_encoding == ENC_SKIP) {
 574                 get_sub_picture(s, x, y, last_data, last_linesize,
 575                                 sub_last_data, sub_last_linesize);
 576                 copy_mb(s, sub_scratch_data, sub_scratch_linesize,
 577                         sub_last_data, sub_last_linesize);
 578             } else if (info->mode == MODE_V1_ONLY || mb->best_encoding == ENC_V1)
 579                 decode_v1_vector(s, sub_scratch_data, sub_scratch_linesize,
 580                                  mb->v1_vector, info);
 581             else
 582                 decode_v4_vector(s, sub_scratch_data, sub_scratch_linesize,
 583                                  mb->v4_vector, info);
 584         }
 585
 586     switch (info->mode) {
 587     case MODE_V1_ONLY:
 588         ret += write_chunk_header(buf + ret, 0x32, mb_count);
 589
 590         for (x = 0; x < mb_count; x++)
 591             buf[ret++] = s->mb[x].v1_vector;
 592
 593         break;
 594     case MODE_V1_V4:
 595         // remember header position
 596         header_ofs = ret;
 597         ret       += CHUNK_HEADER_SIZE;
 598
 599         for (x = 0; x < mb_count; x += 32) {
 600             flags = 0;
 601             for (y = x; y < FFMIN(x + 32, mb_count); y++)
 602                 if (s->mb[y].best_encoding == ENC_V4)
 603                     flags |= 1U << (31 - y + x);
 604
 605             AV_WB32(&buf[ret], flags);
 606             ret += 4;
 607
 608             for (y = x; y < FFMIN(x + 32, mb_count); y++) {
 609                 mb = &s->mb[y];
 610
 611                 if (mb->best_encoding == ENC_V1)
 612                     buf[ret++] = mb->v1_vector;
 613                 else
 614                     for (z = 0; z < 4; z++)
 615                         buf[ret++] = mb->v4_vector[z];
 616             }
 617         }
 618
 619         write_chunk_header(buf + header_ofs, 0x30, ret - header_ofs - CHUNK_HEADER_SIZE);
 620
 621         break;
 622     case MODE_MC:
 623         // remember header position
 624         header_ofs = ret;
 625         ret       += CHUNK_HEADER_SIZE;
 626         flags      = bits = temp_size = 0;
 627
 628         for (x = 0; x < mb_count; x++) {
 629             mb                = &s->mb[x];
 630             flags            |= (uint32_t)(mb->best_encoding != ENC_SKIP) << (31 - bits++);
 631             needs_extra_bit   = 0;
 632             should_write_temp = 0;
 633
 634             if (mb->best_encoding != ENC_SKIP) {
 635                 if (bits < 32)
 636                     flags |= (uint32_t)(mb->best_encoding == ENC_V4) << (31 - bits++);
 637                 else
 638                     needs_extra_bit = 1;
 639             }
 640
 641             if (bits == 32) {
 642                 AV_WB32(&buf[ret], flags);
 643                 ret  += 4;
 644                 flags = bits = 0;
 645
 646                 if (mb->best_encoding == ENC_SKIP || needs_extra_bit) {
 647                     memcpy(&buf[ret], temp, temp_size);
 648                     ret      += temp_size;
 649                     temp_size = 0;
 650                 } else
 651                     should_write_temp = 1;
 652             }
 653
 654             if (needs_extra_bit) {
 655                 flags = (uint32_t)(mb->best_encoding == ENC_V4) << 31;
 656                 bits  = 1;
 657             }
 658
 659             if (mb->best_encoding == ENC_V1)
 660                 temp[temp_size++] = mb->v1_vector;
 661             else if (mb->best_encoding == ENC_V4)
 662                 for (z = 0; z < 4; z++)
 663                     temp[temp_size++] = mb->v4_vector[z];
 664
 665             if (should_write_temp) {
 666                 memcpy(&buf[ret], temp, temp_size);
 667                 ret      += temp_size;
 668                 temp_size = 0;
 669             }
 670         }
 671
 672         if (bits > 0) {
 673             AV_WB32(&buf[ret], flags);
 674             ret += 4;
 675             memcpy(&buf[ret], temp, temp_size);
 676             ret += temp_size;
 677         }
 678
 679         write_chunk_header(buf + header_ofs, 0x31, ret - header_ofs - CHUNK_HEADER_SIZE);
 680
 681         break;
 682     }
 683
 684     return ret;
 685 }
 686
 687 // computes distortion of 4x4 MB in b compared to a
 688 static int compute_mb_distortion(CinepakEncContext *s,
 689                                  uint8_t *a_data[4], int a_linesize[4],
 690                                  uint8_t *b_data[4], int b_linesize[4])
 691 {
 692     int x, y, p, d, ret = 0;
 693
 694     for (y = 0; y < MB_SIZE; y++)
 695         for (x = 0; x < MB_SIZE; x++) {
 696             d = a_data[0][x + y * a_linesize[0]] - b_data[0][x + y * b_linesize[0]];
 697             ret += d * d;
 698         }
 699
 700     if (s->pix_fmt == AV_PIX_FMT_RGB24) {
 701         for (p = 1; p <= 2; p++) {
 702             for (y = 0; y < MB_SIZE / 2; y++)
 703                 for (x = 0; x < MB_SIZE / 2; x++) {
 704                     d = a_data[p][x + y * a_linesize[p]] - b_data[p][x + y * b_linesize[p]];
 705                     ret += d * d;
 706                 }
 707         }
 708     }
 709
 710     return ret;
 711 }
 712
 713 // return the possibly adjusted size of the codebook
 714 #define CERTAIN(x) ((x) != ENC_UNCERTAIN)
 715 static int quantize(CinepakEncContext *s, int h, uint8_t *data[4],
 716                     int linesize[4], int v1mode, strip_info *info,
 717                     mb_encoding encoding)
 718 {
 719     int x, y, i, j, k, x2, y2, x3, y3, plane, shift, mbn;
 720     int entry_size      = s->pix_fmt == AV_PIX_FMT_RGB24 ? 6 : 4;
 721     int *codebook       = v1mode ? info->v1_codebook : info->v4_codebook;
 722     int size            = v1mode ? info->v1_size : info->v4_size;
 723     int64_t total_error = 0;
 724     uint8_t vq_pict_buf[(MB_AREA * 3) / 2];
 725     uint8_t     *sub_data[4],     *vq_data[4];
 726     int      sub_linesize[4],  vq_linesize[4];
 727
 728     for (mbn = i = y = 0; y < h; y += MB_SIZE) {
 729         for (x = 0; x < s->w; x += MB_SIZE, ++mbn) {
 730             int *base;
 731
 732             if (CERTAIN(encoding)) {
 733                 // use for the training only the blocks known to be to be encoded [sic:-]
 734                 if (s->mb[mbn].best_encoding != encoding)
 735                     continue;
 736             }
 737
 738             base = s->codebook_input + i * entry_size;
 739             if (v1mode) {
 740                 // subsample
 741                 for (j = y2 = 0; y2 < entry_size; y2 += 2)
 742                     for (x2 = 0; x2 < 4; x2 += 2, j++) {
 743                         plane   = y2 < 4 ? 0 : 1 + (x2 >> 1);
 744                         shift   = y2 < 4 ? 0 : 1;
 745                         x3      = shift ? 0 : x2;
 746                         y3      = shift ? 0 : y2;
 747                         base[j] = (data[plane][((x + x3) >> shift) +      ((y + y3) >> shift)      * linesize[plane]] +
 748                                    data[plane][((x + x3) >> shift) + 1 +  ((y + y3) >> shift)      * linesize[plane]] +
 749                                    data[plane][((x + x3) >> shift) +     (((y + y3) >> shift) + 1) * linesize[plane]] +
 750                                    data[plane][((x + x3) >> shift) + 1 + (((y + y3) >> shift) + 1) * linesize[plane]]) >> 2;
 751                     }
 752             } else {
 753                 // copy
 754                 for (j = y2 = 0; y2 < MB_SIZE; y2 += 2) {
 755                     for (x2 = 0; x2 < MB_SIZE; x2 += 2)
 756                         for (k = 0; k < entry_size; k++, j++) {
 757                             plane = k >= 4 ? k - 3 : 0;
 758
 759                             if (k >= 4) {
 760                                 x3 = (x + x2) >> 1;
 761                                 y3 = (y + y2) >> 1;
 762                             } else {
 763                                 x3 = x + x2 + (k & 1);
 764                                 y3 = y + y2 + (k >> 1);
 765                             }
 766
 767                             base[j] = data[plane][x3 + y3 * linesize[plane]];
 768                         }
 769                 }
 770             }
 771             i += v1mode ? 1 : 4;
 772         }
 773     }
 774
 775     if (i == 0) // empty training set, nothing to do
 776         return 0;
 777     if (i < size)
 778         size = i;
 779
 780     avpriv_init_elbg(s->codebook_input, entry_size, i, codebook, size, 1, s->codebook_closest, &s->randctx);
 781     avpriv_do_elbg(s->codebook_input, entry_size, i, codebook, size, 1, s->codebook_closest, &s->randctx);
 782
 783     // set up vq_data, which contains a single MB
 784     vq_data[0]     = vq_pict_buf;
 785     vq_linesize[0] = MB_SIZE;
 786     vq_data[1]     = &vq_pict_buf[MB_AREA];
 787     vq_data[2]     = vq_data[1] + (MB_AREA >> 2);
 788     vq_linesize[1] =
 789     vq_linesize[2] = MB_SIZE >> 1;
 790
 791     // copy indices
 792     for (i = j = y = 0; y < h; y += MB_SIZE)
 793         for (x = 0; x < s->w; x += MB_SIZE, j++) {
 794             mb_info *mb = &s->mb[j];
 795             // skip uninteresting blocks if we know their preferred encoding
 796             if (CERTAIN(encoding) && mb->best_encoding != encoding)
 797                 continue;
 798
 799             // point sub_data to current MB
 800             get_sub_picture(s, x, y, data, linesize, sub_data, sub_linesize);
 801
 802             if (v1mode) {
 803                 mb->v1_vector = s->codebook_closest[i];
 804
 805                 // fill in vq_data with V1 data
 806                 decode_v1_vector(s, vq_data, vq_linesize, mb->v1_vector, info);
 807
 808                 mb->v1_error = compute_mb_distortion(s, sub_data, sub_linesize,
 809                                                      vq_data, vq_linesize);
 810                 total_error += mb->v1_error;
 811             } else {
 812                 for (k = 0; k < 4; k++)
 813                     mb->v4_vector[k] = s->codebook_closest[i + k];
 814
 815                 // fill in vq_data with V4 data
 816                 decode_v4_vector(s, vq_data, vq_linesize, mb->v4_vector, info);
 817
 818                 mb->v4_error = compute_mb_distortion(s, sub_data, sub_linesize,
 819                                                      vq_data, vq_linesize);
 820                 total_error += mb->v4_error;
 821             }
 822             i += v1mode ? 1 : 4;
 823         }
 824     // check that we did it right in the beginning of the function
 825     av_assert0(i >= size); // training set is no smaller than the codebook
 826
 827     return size;
 828 }
 829
 830 static void calculate_skip_errors(CinepakEncContext *s, int h,
 831                                   uint8_t *last_data[4], int last_linesize[4],
 832                                   uint8_t *data[4], int linesize[4],
 833                                   strip_info *info)
 834 {
 835     int x, y, i;
 836     uint8_t *sub_last_data    [4], *sub_pict_data    [4];
 837     int      sub_last_linesize[4],  sub_pict_linesize[4];
 838
 839     for (i = y = 0; y < h; y += MB_SIZE)
 840         for (x = 0; x < s->w; x += MB_SIZE, i++) {
 841             get_sub_picture(s, x, y, last_data, last_linesize,
 842                             sub_last_data, sub_last_linesize);
 843             get_sub_picture(s, x, y, data, linesize,
 844                             sub_pict_data, sub_pict_linesize);
 845
 846             s->mb[i].skip_error =
 847                 compute_mb_distortion(s,
 848                                       sub_last_data, sub_last_linesize,
 849                                       sub_pict_data, sub_pict_linesize);
 850         }
 851 }
 852
 853 static void write_strip_header(CinepakEncContext *s, int y, int h, int keyframe,
 854                                unsigned char *buf, int strip_size)
 855 {
 856     // actually we are exclusively using intra strip coding (how much can we win
 857     // otherwise? how to choose which part of a codebook to update?),
 858     // keyframes are different only because we disallow ENC_SKIP on them -- rl
 859     // (besides, the logic here used to be inverted: )
 860     //    buf[0] = keyframe ? 0x11: 0x10;
 861     buf[0] = keyframe ? 0x10 : 0x11;
 862     AV_WB24(&buf[1], strip_size + STRIP_HEADER_SIZE);
 863     // AV_WB16(&buf[4], y); /* using absolute y values works -- rl */
 864     AV_WB16(&buf[4], 0); /* using relative values works as well -- rl */
 865     AV_WB16(&buf[6], 0);
 866     // AV_WB16(&buf[8], y + h); /* using absolute y values works -- rl */
 867     AV_WB16(&buf[8], h); /* using relative values works as well -- rl */
 868     AV_WB16(&buf[10], s->w);
 869 }
 870
 871 static int rd_strip(CinepakEncContext *s, int y, int h, int keyframe,
 872                     uint8_t *last_data[4], int last_linesize[4],
 873                     uint8_t *data[4], int linesize[4],
 874                     uint8_t *scratch_data[4], int scratch_linesize[4],
 875                     unsigned char *buf, int64_t *best_score)
 876 {
 877     int64_t score = 0;
 878     int best_size = 0;
 879     strip_info info;
 880     // for codebook optimization:
 881     int v1enough, v1_size, v4enough, v4_size;
 882     int new_v1_size, new_v4_size;
 883     int v1shrunk, v4shrunk;
 884
 885     if (!keyframe)
 886         calculate_skip_errors(s, h, last_data, last_linesize, data, linesize,
 887                               &info);
 888
 889     // try some powers of 4 for the size of the codebooks
 890     // constraint the v4 codebook to be no bigger than v1 one,
 891     // (and no less than v1_size/4)
 892     // thus making v1 preferable and possibly losing small details? should be ok
 893 #define SMALLEST_CODEBOOK 1
 894     for (v1enough = 0, v1_size = SMALLEST_CODEBOOK; v1_size <= CODEBOOK_MAX && !v1enough; v1_size <<= 2) {
 895         for (v4enough = 0, v4_size = 0; v4_size <= v1_size && !v4enough; v4_size = v4_size ? v4_size << 2 : v1_size >= SMALLEST_CODEBOOK << 2 ? v1_size >> 2 : SMALLEST_CODEBOOK) {
 896             CinepakMode mode;
 897             // try all modes
 898             for (mode = 0; mode < MODE_COUNT; mode++) {
 899                 // don't allow MODE_MC in intra frames
 900                 if (keyframe && mode == MODE_MC)
 901                     continue;
 902
 903                 if (mode == MODE_V1_ONLY) {
 904                     info.v1_size = v1_size;
 905                     // the size may shrink even before optimizations if the input is short:
 906                     info.v1_size = quantize(s, h, data, linesize, 1,
 907                                             &info, ENC_UNCERTAIN);
 908                     if (info.v1_size < v1_size)
 909                         // too few eligible blocks, no sense in trying bigger sizes
 910                         v1enough = 1;
 911
 912                     info.v4_size = 0;
 913                 } else { // mode != MODE_V1_ONLY
 914                     // if v4 codebook is empty then only allow V1-only mode
 915                     if (!v4_size)
 916                         continue;
 917
 918                     if (mode == MODE_V1_V4) {
 919                         info.v4_size = v4_size;
 920                         info.v4_size = quantize(s, h, data, linesize, 0,
 921                                                 &info, ENC_UNCERTAIN);
 922                         if (info.v4_size < v4_size)
 923                             // too few eligible blocks, no sense in trying bigger sizes
 924                             v4enough = 1;
 925                     }
 926                 }
 927
 928                 info.mode = mode;
 929                 // choose the best encoding per block, based on current experience
 930                 score = calculate_mode_score(s, h, &info, 0,
 931                                              &v1shrunk, &v4shrunk);
 932
 933                 if (mode != MODE_V1_ONLY) {
 934                     int extra_iterations_limit = s->max_extra_cb_iterations;
 935                     // recompute the codebooks, omitting the extra blocks
 936                     // we assume we _may_ come here with more blocks to encode than before
 937                     info.v1_size = v1_size;
 938                     new_v1_size = quantize(s, h, data, linesize, 1, &info, ENC_V1);
 939                     if (new_v1_size < info.v1_size)
 940                         info.v1_size = new_v1_size;
 941                     // we assume we _may_ come here with more blocks to encode than before
 942                     info.v4_size = v4_size;
 943                     new_v4_size = quantize(s, h, data, linesize, 0, &info, ENC_V4);
 944                     if (new_v4_size < info.v4_size)
 945                         info.v4_size = new_v4_size;
 946                     // calculate the resulting score
 947                     // (do not move blocks to codebook encodings now, as some blocks may have
 948                     // got bigger errors despite a smaller training set - but we do not
 949                     // ever grow the training sets back)
 950                     for (;;) {
 951                         score = calculate_mode_score(s, h, &info, 1,
 952                                                      &v1shrunk, &v4shrunk);
 953                         // do we have a reason to reiterate? if so, have we reached the limit?
 954                         if ((!v1shrunk && !v4shrunk) || !extra_iterations_limit--)
 955                             break;
 956                         // recompute the codebooks, omitting the extra blocks
 957                         if (v1shrunk) {
 958                             info.v1_size = v1_size;
 959                             new_v1_size = quantize(s, h, data, linesize, 1, &info, ENC_V1);
 960                             if (new_v1_size < info.v1_size)
 961                                 info.v1_size = new_v1_size;
 962                         }
 963                         if (v4shrunk) {
 964                             info.v4_size = v4_size;
 965                             new_v4_size = quantize(s, h, data, linesize, 0, &info, ENC_V4);
 966                             if (new_v4_size < info.v4_size)
 967                                 info.v4_size = new_v4_size;
 968                         }
 969                     }
 970                 }
 971
 972                 if (best_size == 0 || score < *best_score) {
 973                     *best_score = score;
 974                     best_size = encode_mode(s, h,
 975                                             scratch_data, scratch_linesize,
 976                                             last_data, last_linesize, &info,
 977                                             s->strip_buf + STRIP_HEADER_SIZE);
 978
 979                     write_strip_header(s, y, h, keyframe, s->strip_buf, best_size);
 980                 }
 981             }
 982         }
 983     }
 984
 985     best_size += STRIP_HEADER_SIZE;
 986     memcpy(buf, s->strip_buf, best_size);
 987
 988     return best_size;
 989 }
 990
 991 static int write_cvid_header(CinepakEncContext *s, unsigned char *buf,
 992                              int num_strips, int data_size, int isakeyframe)
 993 {
 994     buf[0] = isakeyframe ? 0 : 1;
 995     AV_WB24(&buf[1], data_size + CVID_HEADER_SIZE);
 996     AV_WB16(&buf[4], s->w);
 997     AV_WB16(&buf[6], s->h);
 998     AV_WB16(&buf[8], num_strips);
 999
1000     return CVID_HEADER_SIZE;
1001 }
1002
1003 static int rd_frame(CinepakEncContext *s, const AVFrame *frame,
1004                     int isakeyframe, unsigned char *buf, int buf_size)
1005 {
1006     int num_strips, strip, i, y, nexty, size, temp_size, best_size;
1007     uint8_t *last_data    [4], *data    [4], *scratch_data    [4];
1008     int      last_linesize[4],  linesize[4],  scratch_linesize[4];
1009     int64_t best_score = 0, score, score_temp;
1010     int best_nstrips;
1011
1012     if (s->pix_fmt == AV_PIX_FMT_RGB24) {
1013         int x;
1014         // build a copy of the given frame in the correct colorspace
1015         for (y = 0; y < s->h; y += 2)
1016             for (x = 0; x < s->w; x += 2) {
1017                 uint8_t *ir[2];
1018                 int32_t r, g, b, rr, gg, bb;
1019                 ir[0] = frame->data[0] + x * 3 + y * frame->linesize[0];
1020                 ir[1] = ir[0] + frame->linesize[0];
1021                 get_sub_picture(s, x, y,
1022                                 s->input_frame->data, s->input_frame->linesize,
1023                                 scratch_data, scratch_linesize);
1024                 r = g = b = 0;
1025                 for (i = 0; i < 4; ++i) {
1026                     int i1, i2;
1027                     i1 = (i & 1);
1028                     i2 = (i >= 2);
1029                     rr = ir[i2][i1 * 3 + 0];
1030                     gg = ir[i2][i1 * 3 + 1];
1031                     bb = ir[i2][i1 * 3 + 2];
1032                     r += rr;
1033                     g += gg;
1034                     b += bb;
1035                     // using fixed point arithmetic for portable repeatability, scaling by 2^23
1036                     // "Y"
1037                     // rr = 0.2857 * rr + 0.5714 * gg + 0.1429 * bb;
1038                     rr = (2396625 * rr + 4793251 * gg + 1198732 * bb) >> 23;
1039                     if (rr < 0)
1040                         rr = 0;
1041                     else if (rr > 255)
1042                         rr = 255;
1043                     scratch_data[0][i1 + i2 * scratch_linesize[0]] = rr;
1044                 }
1045                 // let us scale down as late as possible
1046                 //                r /= 4; g /= 4; b /= 4;
1047                 // "U"
1048                 // rr = -0.1429 * r - 0.2857 * g + 0.4286 * b;
1049                 rr = (-299683 * r - 599156 * g + 898839 * b) >> 23;
1050                 if (rr < -128)
1051                     rr = -128;
1052                 else if (rr > 127)
1053                     rr = 127;
1054                 scratch_data[1][0] = rr + 128; // quantize needs unsigned
1055                 // "V"
1056                 // rr = 0.3571 * r - 0.2857 * g - 0.0714 * b;
1057                 rr = (748893 * r - 599156 * g - 149737 * b) >> 23;
1058                 if (rr < -128)
1059                     rr = -128;
1060                 else if (rr > 127)
1061                     rr = 127;
1062                 scratch_data[2][0] = rr + 128; // quantize needs unsigned
1063             }
1064     }
1065
1066     // would be nice but quite certainly incompatible with vintage players:
1067     // support encoding zero strips (meaning skip the whole frame)
1068     for (num_strips = s->min_strips; num_strips <= s->max_strips && num_strips <= s->h / MB_SIZE; num_strips++) {
1069         score = 0;
1070         size  = 0;
1071
1072         for (y = 0, strip = 1; y < s->h; strip++, y = nexty) {
1073             int strip_height;
1074
1075             nexty = strip * s->h / num_strips; // <= s->h
1076             // make nexty the next multiple of 4 if not already there
1077             if (nexty & 3)
1078                 nexty += 4 - (nexty & 3);
1079
1080             strip_height = nexty - y;
1081             if (strip_height <= 0) { // can this ever happen?
1082                 av_log(s->avctx, AV_LOG_INFO, "skipping zero height strip %i of %i\n", strip, num_strips);
1083                 continue;
1084             }
1085
1086             if (s->pix_fmt == AV_PIX_FMT_RGB24)
1087                 get_sub_picture(s, 0, y,
1088                                 s->input_frame->data, s->input_frame->linesize,
1089                                 data, linesize);
1090             else
1091                 get_sub_picture(s, 0, y,
1092                                 (uint8_t **)frame->data, (int *)frame->linesize,
1093                                 data, linesize);
1094             get_sub_picture(s, 0, y,
1095                             s->last_frame->data, s->last_frame->linesize,
1096                             last_data, last_linesize);
1097             get_sub_picture(s, 0, y,
1098                             s->scratch_frame->data, s->scratch_frame->linesize,
1099                             scratch_data, scratch_linesize);
1100
1101             if ((temp_size = rd_strip(s, y, strip_height, isakeyframe,
1102                                       last_data, last_linesize, data, linesize,
1103                                       scratch_data, scratch_linesize,
1104                                       s->frame_buf + size + CVID_HEADER_SIZE,
1105                                       &score_temp)) < 0)
1106                 return temp_size;
1107
1108             score += score_temp;
1109             size += temp_size;
1110         }
1111
1112         if (best_score == 0 || score < best_score) {
1113             best_score = score;
1114             best_size = size + write_cvid_header(s, s->frame_buf, num_strips, size, isakeyframe);
1115
1116             FFSWAP(AVFrame *, s->best_frame, s->scratch_frame);
1117             memcpy(buf, s->frame_buf, best_size);
1118             best_nstrips = num_strips;
1119         }
1120         // avoid trying too many strip numbers without a real reason
1121         // (this makes the processing of the very first frame faster)
1122         if (num_strips - best_nstrips > 4)
1123             break;
1124     }
1125
1126     // let the number of strips slowly adapt to the changes in the contents,
1127     // compared to full bruteforcing every time this will occasionally lead
1128     // to some r/d performance loss but makes encoding up to several times faster
1129     if (!s->strip_number_delta_range) {
1130         if (best_nstrips == s->max_strips) { // let us try to step up
1131             s->max_strips = best_nstrips + 1;
1132             if (s->max_strips >= s->max_max_strips)
1133                 s->max_strips = s->max_max_strips;
1134         } else { // try to step down
1135             s->max_strips = best_nstrips;
1136         }
1137         s->min_strips = s->max_strips - 1;
1138         if (s->min_strips < s->min_min_strips)
1139             s->min_strips = s->min_min_strips;
1140     } else {
1141         s->max_strips = best_nstrips + s->strip_number_delta_range;
1142         if (s->max_strips >= s->max_max_strips)
1143             s->max_strips = s->max_max_strips;
1144         s->min_strips = best_nstrips - s->strip_number_delta_range;
1145         if (s->min_strips < s->min_min_strips)
1146             s->min_strips = s->min_min_strips;
1147     }
1148
1149     return best_size;
1150 }
1151
1152 static int cinepak_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
1153                                 const AVFrame *frame, int *got_packet)
1154 {
1155     CinepakEncContext *s = avctx->priv_data;
1156     int ret;
1157
1158     s->lambda = frame->quality ? frame->quality - 1 : 2 * FF_LAMBDA_SCALE;
1159
1160     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, s->frame_buf_size, 0)) < 0)
1161         return ret;
1162     ret       = rd_frame(s, frame, (s->curframe == 0), pkt->data, s->frame_buf_size);
1163     pkt->size = ret;
1164     if (s->curframe == 0)
1165         pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
1166     *got_packet = 1;
1167
1168     FFSWAP(AVFrame *, s->last_frame, s->best_frame);
1169
1170     if (++s->curframe >= s->keyint)
1171         s->curframe = 0;
1172
1173     return 0;
1174 }
1175
1176 static av_cold int cinepak_encode_end(AVCodecContext *avctx)
1177 {
1178     CinepakEncContext *s = avctx->priv_data;
1179     int x;
1180
1181     av_frame_free(&s->last_frame);
1182     av_frame_free(&s->best_frame);
1183     av_frame_free(&s->scratch_frame);
1184     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_RGB24)
1185         av_frame_free(&s->input_frame);
1186     av_freep(&s->codebook_input);
1187     av_freep(&s->codebook_closest);
1188     av_freep(&s->strip_buf);
1189     av_freep(&s->frame_buf);
1190     av_freep(&s->mb);
1191
1192     for (x = 0; x < (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_RGB24 ? 4 : 3); x++)
1193         av_freep(&s->pict_bufs[x]);
1194
1195     return 0;
1196 }
1197
1198 AVCodec ff_cinepak_encoder = {
1199     .name           = "cinepak",
1200     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Cinepak"),
1201     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1202     .id             = AV_CODEC_ID_CINEPAK,
1203     .priv_data_size = sizeof(CinepakEncContext),
1204     .init           = cinepak_encode_init,
1205     .encode2        = cinepak_encode_frame,
1206     .close          = cinepak_encode_end,
1207     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]) { AV_PIX_FMT_RGB24, AV_PIX_FMT_GRAY8, AV_PIX_FMT_NONE },
1208     .priv_class     = &cinepak_class,
1209 };