git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/vc1.h

   1 /*
   2  * VC-1 and WMV3 decoder
   3  * Copyright (c) 2006-2007 Konstantin Shishkov
   4  * Partly based on vc9.c (c) 2005 Anonymous, Alex Beregszaszi, Michael Niedermayer
   5  *
   6  * This file is part of FFmpeg.
   7  *
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  12  *
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  17  *
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  19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 #ifndef AVCODEC_VC1_H
  24 #define AVCODEC_VC1_H
  25
  26 #include "avcodec.h"
  27 #include "h264chroma.h"
  28 #include "mpegvideo.h"
  29 #include "intrax8.h"
  30 #include "vc1_common.h"
  31 #include "vc1dsp.h"
  32
  33 #define AC_VLC_BITS 9
  34
  35 /** Sequence quantizer mode */
  36 //@{
  37 enum QuantMode {
  38     QUANT_FRAME_IMPLICIT,    ///< Implicitly specified at frame level
  39     QUANT_FRAME_EXPLICIT,    ///< Explicitly specified at frame level
  40     QUANT_NON_UNIFORM,       ///< Non-uniform quant used for all frames
  41     QUANT_UNIFORM            ///< Uniform quant used for all frames
  42 };
  43 //@}
  44
  45 /** Where quant can be changed */
  46 //@{
  47 enum DQProfile {
  48     DQPROFILE_FOUR_EDGES,
  49     DQPROFILE_DOUBLE_EDGES,
  50     DQPROFILE_SINGLE_EDGE,
  51     DQPROFILE_ALL_MBS
  52 };
  53 //@}
  54
  55 /** @name Where quant can be changed
  56  */
  57 //@{
  58 enum DQSingleEdge {
  59     DQSINGLE_BEDGE_LEFT,
  60     DQSINGLE_BEDGE_TOP,
  61     DQSINGLE_BEDGE_RIGHT,
  62     DQSINGLE_BEDGE_BOTTOM
  63 };
  64 //@}
  65
  66 /** Which pair of edges is quantized with ALTPQUANT */
  67 //@{
  68 enum DQDoubleEdge {
  69     DQDOUBLE_BEDGE_TOPLEFT,
  70     DQDOUBLE_BEDGE_TOPRIGHT,
  71     DQDOUBLE_BEDGE_BOTTOMRIGHT,
  72     DQDOUBLE_BEDGE_BOTTOMLEFT
  73 };
  74 //@}
  75
  76 /** MV modes for P-frames */
  77 //@{
  78 enum MVModes {
  79     MV_PMODE_1MV_HPEL_BILIN,
  80     MV_PMODE_1MV,
  81     MV_PMODE_1MV_HPEL,
  82     MV_PMODE_MIXED_MV,
  83     MV_PMODE_INTENSITY_COMP
  84 };
  85 //@}
  86
  87 /** MBMODE for interlaced frame P-picture */
  88 //@{
  89 enum MBModesIntfr {
  90     MV_PMODE_INTFR_1MV,
  91     MV_PMODE_INTFR_2MV_FIELD,
  92     MV_PMODE_INTFR_2MV,
  93     MV_PMODE_INTFR_4MV_FIELD,
  94     MV_PMODE_INTFR_4MV,
  95     MV_PMODE_INTFR_INTRA,
  96 };
  97 //@}
  98
  99 /** @name MV types for B-frames */
 100 //@{
 101 enum BMVTypes {
 102     BMV_TYPE_BACKWARD,
 103     BMV_TYPE_FORWARD,
 104     BMV_TYPE_INTERPOLATED,
 105     BMV_TYPE_DIRECT
 106 };
 107 //@}
 108
 109 /** @name Block types for P/B-frames */
 110 //@{
 111 enum TransformTypes {
 112     TT_8X8,
 113     TT_8X4_BOTTOM,
 114     TT_8X4_TOP,
 115     TT_8X4,         // both halves
 116     TT_4X8_RIGHT,
 117     TT_4X8_LEFT,
 118     TT_4X8,         // both halves
 119     TT_4X4
 120 };
 121 //@}
 122
 123 enum CodingSet {
 124     CS_HIGH_MOT_INTRA = 0,
 125     CS_HIGH_MOT_INTER,
 126     CS_LOW_MOT_INTRA,
 127     CS_LOW_MOT_INTER,
 128     CS_MID_RATE_INTRA,
 129     CS_MID_RATE_INTER,
 130     CS_HIGH_RATE_INTRA,
 131     CS_HIGH_RATE_INTER
 132 };
 133
 134 /** @name Overlap conditions for Advanced Profile */
 135 //@{
 136 enum COTypes {
 137     CONDOVER_NONE = 0,
 138     CONDOVER_ALL,
 139     CONDOVER_SELECT
 140 };
 141 //@}
 142
 143 /**
 144  * FCM Frame Coding Mode
 145  * @note some content might be marked interlaced
 146  * but have fcm set to 0 as well (e.g. HD-DVD)
 147  */
 148 enum FrameCodingMode {
 149     PROGRESSIVE = 0,    ///<  in the bitstream is reported as 00b
 150     ILACE_FRAME,        ///<  in the bitstream is reported as 10b
 151     ILACE_FIELD         ///<  in the bitstream is reported as 11b
 152 };
 153
 154 /**
 155  * Imode types
 156  * @{
 157  */
 158 enum Imode {
 159     IMODE_RAW,
 160     IMODE_NORM2,
 161     IMODE_DIFF2,
 162     IMODE_NORM6,
 163     IMODE_DIFF6,
 164     IMODE_ROWSKIP,
 165     IMODE_COLSKIP
 166 };
 167 /** @} */ //imode defines
 168
 169 /** The VC1 Context
 170  * @todo Change size wherever another size is more efficient
 171  * Many members are only used for Advanced Profile
 172  */
 173 typedef struct VC1Context{
 174     MpegEncContext s;
 175     IntraX8Context x8;
 176     H264ChromaContext h264chroma;
 177     VC1DSPContext vc1dsp;
 178
 179     int bits;
 180
 181     /** Simple/Main Profile sequence header */
 182     //@{
 183     int res_sprite;       ///< reserved, sprite mode
 184     int res_y411;         ///< reserved, old interlaced mode
 185     int res_x8;           ///< reserved
 186     int multires;         ///< frame-level RESPIC syntax element present
 187     int res_fasttx;       ///< reserved, always 1
 188     int res_transtab;     ///< reserved, always 0
 189     int rangered;         ///< RANGEREDFRM (range reduction) syntax element present
 190                           ///< at frame level
 191     int res_rtm_flag;     ///< reserved, set to 1
 192     int reserved;         ///< reserved
 193     //@}
 194
 195     /** Advanced Profile */
 196     //@{
 197     int level;            ///< 3 bits, for Advanced/Simple Profile, provided by TS layer
 198     int chromaformat;     ///< 2 bits, 2=4:2:0, only defined
 199     int postprocflag;     ///< Per-frame processing suggestion flag present
 200     int broadcast;        ///< TFF/RFF present
 201     int interlace;        ///< Progressive/interlaced (RPTFTM syntax element)
 202     int tfcntrflag;       ///< TFCNTR present
 203     int panscanflag;      ///< NUMPANSCANWIN, TOPLEFT{X,Y}, BOTRIGHT{X,Y} present
 204     int refdist_flag;     ///< REFDIST syntax element present in II, IP, PI or PP field picture headers
 205     int extended_dmv;     ///< Additional extended dmv range at P/B-frame-level
 206     int color_prim;       ///< 8 bits, chroma coordinates of the color primaries
 207     int transfer_char;    ///< 8 bits, Opto-electronic transfer characteristics
 208     int matrix_coef;      ///< 8 bits, Color primaries->YCbCr transform matrix
 209     int hrd_param_flag;   ///< Presence of Hypothetical Reference
 210                           ///< Decoder parameters
 211     int psf;              ///< Progressive Segmented Frame
 212     //@}
 213
 214     /** Sequence header data for all Profiles
 215      * TODO: choose between ints, uint8_ts and monobit flags
 216      */
 217     //@{
 218     int profile;          ///< 2 bits, Profile
 219     int frmrtq_postproc;  ///< 3 bits,
 220     int bitrtq_postproc;  ///< 5 bits, quantized framerate-based postprocessing strength
 221     int max_coded_width, max_coded_height;
 222     int fastuvmc;         ///< Rounding of qpel vector to hpel ? (not in Simple)
 223     int extended_mv;      ///< Ext MV in P/B (not in Simple)
 224     int dquant;           ///< How qscale varies with MBs, 2 bits (not in Simple)
 225     int vstransform;      ///< variable-size [48]x[48] transform type + info
 226     int overlap;          ///< overlapped transforms in use
 227     int quantizer_mode;   ///< 2 bits, quantizer mode used for sequence, see QUANT_*
 228     int finterpflag;      ///< INTERPFRM present
 229     //@}
 230
 231     /** Frame decoding info for all profiles */
 232     //@{
 233     uint8_t mv_mode;             ///< MV coding mode
 234     uint8_t mv_mode2;            ///< Secondary MV coding mode (B-frames)
 235     int k_x;                     ///< Number of bits for MVs (depends on MV range)
 236     int k_y;                     ///< Number of bits for MVs (depends on MV range)
 237     int range_x, range_y;        ///< MV range
 238     uint8_t pq, altpq;           ///< Current/alternate frame quantizer scale
 239     uint8_t zz_8x8[4][64];       ///< Zigzag table for TT_8x8, permuted for IDCT
 240     int left_blk_sh, top_blk_sh; ///< Either 3 or 0, positions of l/t in blk[]
 241     const uint8_t* zz_8x4;       ///< Zigzag scan table for TT_8x4 coding mode
 242     const uint8_t* zz_4x8;       ///< Zigzag scan table for TT_4x8 coding mode
 243     /** pquant parameters */
 244     //@{
 245     uint8_t dquantfrm;
 246     uint8_t dqprofile;
 247     uint8_t dqsbedge;
 248     uint8_t dqbilevel;
 249     //@}
 250     /** AC coding set indexes
 251      * @see 8.1.1.10, p(1)10
 252      */
 253     //@{
 254     int c_ac_table_index;    ///< Chroma index from ACFRM element
 255     int y_ac_table_index;    ///< Luma index from AC2FRM element
 256     //@}
 257     int ttfrm;               ///< Transform type info present at frame level
 258     uint8_t ttmbf;           ///< Transform type flag
 259     int *ttblk_base, *ttblk; ///< Transform type at the block level
 260     int codingset;           ///< index of current table set from 11.8 to use for luma block decoding
 261     int codingset2;          ///< index of current table set from 11.8 to use for chroma block decoding
 262     int pqindex;             ///< raw pqindex used in coding set selection
 263     int a_avail, c_avail;
 264     uint8_t *mb_type_base, *mb_type[3];
 265
 266
 267     /** Luma compensation parameters */
 268     //@{
 269     uint8_t lumscale;
 270     uint8_t lumshift;
 271     //@}
 272     int16_t bfraction;    ///< Relative position % anchors=> how to scale MVs
 273     uint8_t halfpq;       ///< Uniform quant over image and qp+.5
 274     uint8_t respic;       ///< Frame-level flag for resized images
 275     int buffer_fullness;  ///< HRD info
 276     /** Ranges:
 277      * -# 0 -> [-64n 63.f] x [-32, 31.f]
 278      * -# 1 -> [-128, 127.f] x [-64, 63.f]
 279      * -# 2 -> [-512, 511.f] x [-128, 127.f]
 280      * -# 3 -> [-1024, 1023.f] x [-256, 255.f]
 281      */
 282     uint8_t mvrange;                ///< Extended MV range flag
 283     uint8_t pquantizer;             ///< Uniform (over sequence) quantizer in use
 284     VLC *cbpcy_vlc;                 ///< CBPCY VLC table
 285     int tt_index;                   ///< Index for Transform Type tables (to decode TTMB)
 286     uint8_t* mv_type_mb_plane;      ///< bitplane for mv_type == (4MV)
 287     uint8_t* direct_mb_plane;       ///< bitplane for "direct" MBs
 288     uint8_t* forward_mb_plane;      ///< bitplane for "forward" MBs
 289     int mv_type_is_raw;             ///< mv type mb plane is not coded
 290     int dmb_is_raw;                 ///< direct mb plane is raw
 291     int fmb_is_raw;                 ///< forward mb plane is raw
 292     int skip_is_raw;                ///< skip mb plane is not coded
 293     uint8_t last_luty[2][256], last_lutuv[2][256];  ///< lookup tables used for intensity compensation
 294     uint8_t  aux_luty[2][256],  aux_lutuv[2][256];  ///< lookup tables used for intensity compensation
 295     uint8_t next_luty[2][256], next_lutuv[2][256];  ///< lookup tables used for intensity compensation
 296     uint8_t (*curr_luty)[256]  ,(*curr_lutuv)[256];
 297     int last_use_ic, *curr_use_ic, next_use_ic, aux_use_ic;
 298     int rnd;                        ///< rounding control
 299     int cbptab;
 300
 301     /** Frame decoding info for S/M profiles only */
 302     //@{
 303     uint8_t rangeredfrm;            ///< out_sample = CLIP((in_sample-128)*2+128)
 304     uint8_t interpfrm;
 305     //@}
 306
 307     /** Frame decoding info for Advanced profile */
 308     //@{
 309     enum FrameCodingMode fcm;
 310     uint8_t numpanscanwin;
 311     uint8_t tfcntr;
 312     uint8_t rptfrm, tff, rff;
 313     uint16_t topleftx;
 314     uint16_t toplefty;
 315     uint16_t bottomrightx;
 316     uint16_t bottomrighty;
 317     uint8_t uvsamp;
 318     uint8_t postproc;
 319     int hrd_num_leaky_buckets;
 320     uint8_t bit_rate_exponent;
 321     uint8_t buffer_size_exponent;
 322     uint8_t* acpred_plane;       ///< AC prediction flags bitplane
 323     int acpred_is_raw;
 324     uint8_t* over_flags_plane;   ///< Overflags bitplane
 325     int overflg_is_raw;
 326     uint8_t condover;
 327     uint16_t *hrd_rate, *hrd_buffer;
 328     uint8_t *hrd_fullness;
 329     uint8_t range_mapy_flag;
 330     uint8_t range_mapuv_flag;
 331     uint8_t range_mapy;
 332     uint8_t range_mapuv;
 333     //@}
 334
 335     /** Frame decoding info for interlaced picture */
 336     uint8_t dmvrange;   ///< Extended differential MV range flag
 337     int fourmvswitch;
 338     int intcomp;
 339     uint8_t lumscale2;  ///< for interlaced field P picture
 340     uint8_t lumshift2;
 341     VLC* mbmode_vlc;
 342     VLC* imv_vlc;
 343     VLC* twomvbp_vlc;
 344     VLC* fourmvbp_vlc;
 345     uint8_t twomvbp;
 346     uint8_t fourmvbp;
 347     uint8_t* fieldtx_plane;
 348     int fieldtx_is_raw;
 349     uint8_t zzi_8x8[64];
 350     uint8_t *blk_mv_type_base, *blk_mv_type;    ///< 0: frame MV, 1: field MV (interlaced frame)
 351     uint8_t *mv_f_base, *mv_f[2];               ///< 0: MV obtained from same field, 1: opposite field
 352     uint8_t *mv_f_next_base, *mv_f_next[2];
 353     int field_mode;         ///< 1 for interlaced field pictures
 354     int fptype;
 355     int second_field;
 356     int refdist;            ///< distance of the current picture from reference
 357     int numref;             ///< number of past field pictures used as reference
 358                             // 0 corresponds to 1 and 1 corresponds to 2 references
 359     int reffield;           ///< if numref = 0 (1 reference) then reffield decides which
 360                             // field to use among the two fields from previous frame
 361     int intcompfield;       ///< which of the two fields to be intensity compensated
 362                             // 0: both fields, 1: bottom field, 2: top field
 363     int cur_field_type;     ///< 0: top, 1: bottom
 364     int ref_field_type[2];  ///< forward and backward reference field type (top or bottom)
 365     int blocks_off, mb_off;
 366     int qs_last;            ///< if qpel has been used in the previous (tr.) picture
 367     int bmvtype;
 368     int frfd, brfd;         ///< reference frame distance (forward or backward)
 369     int first_pic_header_flag;
 370     int pic_header_flag;
 371     int mbmodetab;
 372     int icbptab;
 373     int imvtab;
 374     int twomvbptab;
 375     int fourmvbptab;
 376
 377     /** Frame decoding info for sprite modes */
 378     //@{
 379     int new_sprite;
 380     int two_sprites;
 381     AVFrame *sprite_output_frame;
 382     int output_width, output_height, sprite_width, sprite_height;
 383     uint8_t* sr_rows[2][2];      ///< Sprite resizer line cache
 384     //@}
 385
 386     int p_frame_skipped;
 387     int bi_type;
 388     int x8_type;
 389
 390     int16_t (*block)[6][64];
 391     int n_allocated_blks, cur_blk_idx, left_blk_idx, topleft_blk_idx, top_blk_idx;
 392     uint32_t *cbp_base, *cbp;
 393     uint8_t *is_intra_base, *is_intra;
 394     int16_t (*luma_mv_base)[2], (*luma_mv)[2];
 395     uint8_t bfraction_lut_index; ///< Index for BFRACTION value (see Table 40, reproduced into ff_vc1_bfraction_lut[])
 396     uint8_t broken_link;         ///< Broken link flag (BROKEN_LINK syntax element)
 397     uint8_t closed_entry;        ///< Closed entry point flag (CLOSED_ENTRY syntax element)
 398
 399     int end_mb_x;                ///< Horizontal macroblock limit (used only by mss2)
 400
 401     int parse_only;              ///< Context is used within parser
 402     int resync_marker;           ///< could this stream contain resync markers
 403 } VC1Context;
 404
 405 /**
 406  * Decode Simple/Main Profiles sequence header
 407  * @see Figure 7-8, p16-17
 408  * @param avctx Codec context
 409  * @param gb GetBit context initialized from Codec context extra_data
 410  * @return Status
 411  */
 412 int ff_vc1_decode_sequence_header(AVCodecContext *avctx, VC1Context *v, GetBitContext *gb);
 413
 414 int ff_vc1_decode_entry_point(AVCodecContext *avctx, VC1Context *v, GetBitContext *gb);
 415
 416 int ff_vc1_parse_frame_header    (VC1Context *v, GetBitContext *gb);
 417 int ff_vc1_parse_frame_header_adv(VC1Context *v, GetBitContext *gb);
 418 int ff_vc1_init_common(VC1Context *v);
 419
 420 int  ff_vc1_decode_init_alloc_tables(VC1Context *v);
 421 void ff_vc1_init_transposed_scantables(VC1Context *v);
 422 int  ff_vc1_decode_end(AVCodecContext *avctx);
 423 void ff_vc1_decode_blocks(VC1Context *v);
 424
 425 void ff_vc1_i_overlap_filter(VC1Context *v);
 426 void ff_vc1_p_overlap_filter(VC1Context *v);
 427 void ff_vc1_i_loop_filter(VC1Context *v);
 428 void ff_vc1_p_loop_filter(VC1Context *v);
 429 void ff_vc1_p_intfr_loop_filter(VC1Context *v);
 430 void ff_vc1_b_intfi_loop_filter(VC1Context *v);
 431
 432 void ff_vc1_mc_1mv(VC1Context *v, int dir);
 433 void ff_vc1_mc_4mv_luma(VC1Context *v, int n, int dir, int avg);
 434 void ff_vc1_mc_4mv_chroma(VC1Context *v, int dir);
 435 void ff_vc1_mc_4mv_chroma4(VC1Context *v, int dir, int dir2, int avg);
 436
 437 void ff_vc1_interp_mc(VC1Context *v);
 438
 439 #endif /* AVCODEC_VC1_H */