git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/vp56.h

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2006  Aurelien Jacobs <aurel@gnuage.org>
   3  *
   4  * This file is part of FFmpeg.
   5  *
   6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8  * License as published by the Free Software Foundation; either
   9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14  * Lesser General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  19  */
  20
  21 /**
  22  * @file
  23  * VP5 and VP6 compatible video decoder (common features)
  24  */
  25
  26 #ifndef AVCODEC_VP56_H
  27 #define AVCODEC_VP56_H
  28
  29 #include "avcodec.h"
  30 #include "get_bits.h"
  31 #include "hpeldsp.h"
  32 #include "bytestream.h"
  33 #include "h264chroma.h"
  34 #include "videodsp.h"
  35 #include "vp3dsp.h"
  36 #include "vp56dsp.h"
  37
  38 typedef struct vp56_context VP56Context;
  39
  40 typedef enum {
  41     VP56_FRAME_NONE     =-1,
  42     VP56_FRAME_CURRENT  = 0,
  43     VP56_FRAME_PREVIOUS = 1,
  44     VP56_FRAME_GOLDEN   = 2,
  45     VP56_FRAME_GOLDEN2  = 3,
  46 } VP56Frame;
  47
  48 typedef enum {
  49     VP56_MB_INTER_NOVEC_PF = 0,  /**< Inter MB, no vector, from previous frame */
  50     VP56_MB_INTRA          = 1,  /**< Intra MB */
  51     VP56_MB_INTER_DELTA_PF = 2,  /**< Inter MB, above/left vector + delta, from previous frame */
  52     VP56_MB_INTER_V1_PF    = 3,  /**< Inter MB, first vector, from previous frame */
  53     VP56_MB_INTER_V2_PF    = 4,  /**< Inter MB, second vector, from previous frame */
  54     VP56_MB_INTER_NOVEC_GF = 5,  /**< Inter MB, no vector, from golden frame */
  55     VP56_MB_INTER_DELTA_GF = 6,  /**< Inter MB, above/left vector + delta, from golden frame */
  56     VP56_MB_INTER_4V       = 7,  /**< Inter MB, 4 vectors, from previous frame */
  57     VP56_MB_INTER_V1_GF    = 8,  /**< Inter MB, first vector, from golden frame */
  58     VP56_MB_INTER_V2_GF    = 9,  /**< Inter MB, second vector, from golden frame */
  59 } VP56mb;
  60
  61 typedef struct VP56Tree {
  62   int8_t val;
  63   int8_t prob_idx;
  64 } VP56Tree;
  65
  66 typedef struct VP56mv {
  67     DECLARE_ALIGNED(4, int16_t, x);
  68     int16_t y;
  69 } VP56mv;
  70
  71 #define VP56_SIZE_CHANGE 1
  72
  73 typedef void (*VP56ParseVectorAdjustment)(VP56Context *s,
  74                                           VP56mv *vect);
  75 typedef void (*VP56Filter)(VP56Context *s, uint8_t *dst, uint8_t *src,
  76                            int offset1, int offset2, ptrdiff_t stride,
  77                            VP56mv mv, int mask, int select, int luma);
  78 typedef int  (*VP56ParseCoeff)(VP56Context *s);
  79 typedef void (*VP56DefaultModelsInit)(VP56Context *s);
  80 typedef void (*VP56ParseVectorModels)(VP56Context *s);
  81 typedef int  (*VP56ParseCoeffModels)(VP56Context *s);
  82 typedef int  (*VP56ParseHeader)(VP56Context *s, const uint8_t *buf,
  83                                 int buf_size);
  84
  85 typedef struct VP56RangeCoder {
  86     int high;
  87     int bits; /* stored negated (i.e. negative "bits" is a positive number of
  88                  bits left) in order to eliminate a negate in cache refilling */
  89     const uint8_t *buffer;
  90     const uint8_t *end;
  91     unsigned int code_word;
  92     int end_reached;
  93 } VP56RangeCoder;
  94
  95 typedef struct VP56RefDc {
  96     uint8_t not_null_dc;
  97     VP56Frame ref_frame;
  98     int16_t dc_coeff;
  99 } VP56RefDc;
 100
 101 typedef struct VP56Macroblock {
 102     uint8_t type;
 103     VP56mv mv;
 104 } VP56Macroblock;
 105
 106 typedef struct VP56Model {
 107     uint8_t coeff_reorder[64];       /* used in vp6 only */
 108     uint8_t coeff_index_to_pos[64];  /* used in vp6 only */
 109     uint8_t coeff_index_to_idct_selector[64]; /* used in vp6 only */
 110     uint8_t vector_sig[2];           /* delta sign */
 111     uint8_t vector_dct[2];           /* delta coding types */
 112     uint8_t vector_pdi[2][2];        /* predefined delta init */
 113     uint8_t vector_pdv[2][7];        /* predefined delta values */
 114     uint8_t vector_fdv[2][8];        /* 8 bit delta value definition */
 115     uint8_t coeff_dccv[2][11];       /* DC coeff value */
 116     uint8_t coeff_ract[2][3][6][11]; /* Run/AC coding type and AC coeff value */
 117     uint8_t coeff_acct[2][3][3][6][5];/* vp5 only AC coding type for coding group < 3 */
 118     uint8_t coeff_dcct[2][36][5];    /* DC coeff coding type */
 119     uint8_t coeff_runv[2][14];       /* run value (vp6 only) */
 120     uint8_t mb_type[3][10][10];      /* model for decoding MB type */
 121     uint8_t mb_types_stats[3][10][2];/* contextual, next MB type stats */
 122 } VP56Model;
 123
 124 struct vp56_context {
 125     AVCodecContext *avctx;
 126     H264ChromaContext h264chroma;
 127     HpelDSPContext hdsp;
 128     VideoDSPContext vdsp;
 129     VP3DSPContext vp3dsp;
 130     VP56DSPContext vp56dsp;
 131     uint8_t idct_scantable[64];
 132     AVFrame *frames[4];
 133     uint8_t *edge_emu_buffer_alloc;
 134     uint8_t *edge_emu_buffer;
 135     VP56RangeCoder c;
 136     VP56RangeCoder cc;
 137     VP56RangeCoder *ccp;
 138     int sub_version;
 139
 140     /* frame info */
 141     int golden_frame;
 142     int plane_width[4];
 143     int plane_height[4];
 144     int mb_width;   /* number of horizontal MB */
 145     int mb_height;  /* number of vertical MB */
 146     int block_offset[6];
 147
 148     int quantizer;
 149     uint16_t dequant_dc;
 150     uint16_t dequant_ac;
 151
 152     /* DC predictors management */
 153     VP56RefDc *above_blocks;
 154     VP56RefDc left_block[4];
 155     int above_block_idx[6];
 156     int16_t prev_dc[3][3];    /* [plan][ref_frame] */
 157
 158     /* blocks / macroblock */
 159     VP56mb mb_type;
 160     VP56Macroblock *macroblocks;
 161     DECLARE_ALIGNED(16, int16_t, block_coeff)[6][64];
 162     int idct_selector[6];
 163
 164     /* motion vectors */
 165     VP56mv mv[6];  /* vectors for each block in MB */
 166     VP56mv vector_candidate[2];
 167     int vector_candidate_pos;
 168
 169     /* filtering hints */
 170     int filter_header;               /* used in vp6 only */
 171     int deblock_filtering;
 172     int filter_selection;
 173     int filter_mode;
 174     int max_vector_length;
 175     int sample_variance_threshold;
 176     DECLARE_ALIGNED(8, int, bounding_values_array)[256];
 177
 178     uint8_t coeff_ctx[4][64];              /* used in vp5 only */
 179     uint8_t coeff_ctx_last[4];             /* used in vp5 only */
 180
 181     int has_alpha;
 182
 183     /* upside-down flipping hints */
 184     int flip;  /* are we flipping ? */
 185     int frbi;  /* first row block index in MB */
 186     int srbi;  /* second row block index in MB */
 187     ptrdiff_t stride[4];  /* stride for each plan */
 188
 189     const uint8_t *vp56_coord_div;
 190     VP56ParseVectorAdjustment parse_vector_adjustment;
 191     VP56Filter filter;
 192     VP56ParseCoeff parse_coeff;
 193     VP56DefaultModelsInit default_models_init;
 194     VP56ParseVectorModels parse_vector_models;
 195     VP56ParseCoeffModels parse_coeff_models;
 196     VP56ParseHeader parse_header;
 197
 198     /* for "slice" parallelism between YUV and A */
 199     VP56Context *alpha_context;
 200
 201     VP56Model *modelp;
 202     VP56Model model;
 203
 204     /* huffman decoding */
 205     int use_huffman;
 206     GetBitContext gb;
 207     VLC dccv_vlc[2];
 208     VLC runv_vlc[2];
 209     VLC ract_vlc[2][3][6];
 210     unsigned int nb_null[2][2];       /* number of consecutive NULL DC/AC */
 211
 212     int have_undamaged_frame;
 213     int discard_frame;
 214 };
 215
 216
 217 int ff_vp56_init(AVCodecContext *avctx, int flip, int has_alpha);
 218 int ff_vp56_init_context(AVCodecContext *avctx, VP56Context *s,
 219                           int flip, int has_alpha);
 220 int ff_vp56_free(AVCodecContext *avctx);
 221 int ff_vp56_free_context(VP56Context *s);
 222 void ff_vp56_init_dequant(VP56Context *s, int quantizer);
 223 int ff_vp56_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data, int *got_frame,
 224                          AVPacket *avpkt);
 225
 226
 227 /**
 228  * vp56 specific range coder implementation
 229  */
 230
 231 extern const uint8_t ff_vp56_norm_shift[256];
 232 int ff_vp56_init_range_decoder(VP56RangeCoder *c, const uint8_t *buf, int buf_size);
 233
 234 /**
 235  * vp5689 returns 1 if the end of the stream has been reached, 0 otherwise.
 236  */
 237 static av_always_inline int vpX_rac_is_end(VP56RangeCoder *c)
 238 {
 239     if (c->end <= c->buffer && c->bits >= 0)
 240         c->end_reached ++;
 241     return c->end_reached > 10;
 242 }
 243
 244 static av_always_inline unsigned int vp56_rac_renorm(VP56RangeCoder *c)
 245 {
 246     int shift = ff_vp56_norm_shift[c->high];
 247     int bits = c->bits;
 248     unsigned int code_word = c->code_word;
 249
 250     c->high   <<= shift;
 251     code_word <<= shift;
 252     bits       += shift;
 253     if(bits >= 0 && c->buffer < c->end) {
 254         code_word |= bytestream_get_be16(&c->buffer) << bits;
 255         bits -= 16;
 256     }
 257     c->bits = bits;
 258     return code_word;
 259 }
 260
 261 #if   ARCH_ARM
 262 #include "arm/vp56_arith.h"
 263 #elif ARCH_X86
 264 #include "x86/vp56_arith.h"
 265 #endif
 266
 267 #ifndef vp56_rac_get_prob
 268 #define vp56_rac_get_prob vp56_rac_get_prob
 269 static av_always_inline int vp56_rac_get_prob(VP56RangeCoder *c, uint8_t prob)
 270 {
 271     unsigned int code_word = vp56_rac_renorm(c);
 272     unsigned int low = 1 + (((c->high - 1) * prob) >> 8);
 273     unsigned int low_shift = low << 16;
 274     int bit = code_word >= low_shift;
 275
 276     c->high = bit ? c->high - low : low;
 277     c->code_word = bit ? code_word - low_shift : code_word;
 278
 279     return bit;
 280 }
 281 #endif
 282
 283 #ifndef vp56_rac_get_prob_branchy
 284 // branchy variant, to be used where there's a branch based on the bit decoded
 285 static av_always_inline int vp56_rac_get_prob_branchy(VP56RangeCoder *c, int prob)
 286 {
 287     unsigned long code_word = vp56_rac_renorm(c);
 288     unsigned low = 1 + (((c->high - 1) * prob) >> 8);
 289     unsigned low_shift = low << 16;
 290
 291     if (code_word >= low_shift) {
 292         c->high     -= low;
 293         c->code_word = code_word - low_shift;
 294         return 1;
 295     }
 296
 297     c->high = low;
 298     c->code_word = code_word;
 299     return 0;
 300 }
 301 #endif
 302
 303 static av_always_inline int vp56_rac_get(VP56RangeCoder *c)
 304 {
 305     unsigned int code_word = vp56_rac_renorm(c);
 306     /* equiprobable */
 307     int low = (c->high + 1) >> 1;
 308     unsigned int low_shift = low << 16;
 309     int bit = code_word >= low_shift;
 310     if (bit) {
 311         c->high   -= low;
 312         code_word -= low_shift;
 313     } else {
 314         c->high = low;
 315     }
 316
 317     c->code_word = code_word;
 318     return bit;
 319 }
 320
 321 // rounding is different than vp56_rac_get, is vp56_rac_get wrong?
 322 static av_always_inline int vp8_rac_get(VP56RangeCoder *c)
 323 {
 324     return vp56_rac_get_prob(c, 128);
 325 }
 326
 327 static int vp56_rac_gets(VP56RangeCoder *c, int bits)
 328 {
 329     int value = 0;
 330
 331     while (bits--) {
 332         value = (value << 1) | vp56_rac_get(c);
 333     }
 334
 335     return value;
 336 }
 337
 338 static int vp8_rac_get_uint(VP56RangeCoder *c, int bits)
 339 {
 340     int value = 0;
 341
 342     while (bits--) {
 343         value = (value << 1) | vp8_rac_get(c);
 344     }
 345
 346     return value;
 347 }
 348
 349 // fixme: add 1 bit to all the calls to this?
 350 static av_unused int vp8_rac_get_sint(VP56RangeCoder *c, int bits)
 351 {
 352     int v;
 353
 354     if (!vp8_rac_get(c))
 355         return 0;
 356
 357     v = vp8_rac_get_uint(c, bits);
 358
 359     if (vp8_rac_get(c))
 360         v = -v;
 361
 362     return v;
 363 }
 364
 365 // P(7)
 366 static av_unused int vp56_rac_gets_nn(VP56RangeCoder *c, int bits)
 367 {
 368     int v = vp56_rac_gets(c, 7) << 1;
 369     return v + !v;
 370 }
 371
 372 static av_unused int vp8_rac_get_nn(VP56RangeCoder *c)
 373 {
 374     int v = vp8_rac_get_uint(c, 7) << 1;
 375     return v + !v;
 376 }
 377
 378 static av_always_inline
 379 int vp56_rac_get_tree(VP56RangeCoder *c,
 380                       const VP56Tree *tree,
 381                       const uint8_t *probs)
 382 {
 383     while (tree->val > 0) {
 384         if (vp56_rac_get_prob_branchy(c, probs[tree->prob_idx]))
 385             tree += tree->val;
 386         else
 387             tree++;
 388     }
 389     return -tree->val;
 390 }
 391
 392 // how probabilities are associated with decisions is different I think
 393 // well, the new scheme fits in the old but this way has one fewer branches per decision
 394 static av_always_inline int vp8_rac_get_tree(VP56RangeCoder *c, const int8_t (*tree)[2],
 395                                    const uint8_t *probs)
 396 {
 397     int i = 0;
 398
 399     do {
 400         i = tree[i][vp56_rac_get_prob(c, probs[i])];
 401     } while (i > 0);
 402
 403     return -i;
 404 }
 405
 406 // DCTextra
 407 static av_always_inline int vp8_rac_get_coeff(VP56RangeCoder *c, const uint8_t *prob)
 408 {
 409     int v = 0;
 410
 411     do {
 412         v = (v<<1) + vp56_rac_get_prob(c, *prob++);
 413     } while (*prob);
 414
 415     return v;
 416 }
 417
 418 #endif /* AVCODEC_VP56_H */