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

   1 /*
   2  * Canopus HQ/HQA decoder
   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 #include <stdint.h>
  22
  23 #include "libavutil/attributes.h"
  24 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  25
  26 #include "avcodec.h"
  27 #include "canopus.h"
  28 #include "get_bits.h"
  29 #include "internal.h"
  30
  31 #include "hq_hqa.h"
  32 #include "hq_hqadsp.h"
  33
  34 /* HQ/HQA slices are a set of macroblocks belonging to a frame, and
  35  * they usually form a pseudorandom pattern (probably because it is
  36  * nicer to display on partial decode).
  37  *
  38  * For HQA it just happens that each slice is on every 8th macroblock,
  39  * but they can be on any frame width like
  40  *   X.......X.
  41  *   ......X...
  42  *   ....X.....
  43  *   ..X.......
  44  * etc.
  45  *
  46  * The original decoder has special handling for edge macroblocks,
  47  * while lavc simply aligns coded_width and coded_height.
  48  */
  49
  50 static inline void put_blocks(HQContext *c, AVFrame *pic,
  51                               int plane, int x, int y, int ilace,
  52                               int16_t *block0, int16_t *block1)
  53 {
  54     uint8_t *p = pic->data[plane] + x;
  55
  56     c->hqhqadsp.idct_put(p + y * pic->linesize[plane],
  57                          pic->linesize[plane] << ilace, block0);
  58     c->hqhqadsp.idct_put(p + (y + (ilace ? 1 : 8)) * pic->linesize[plane],
  59                          pic->linesize[plane] << ilace, block1);
  60 }
  61
  62 static int hq_decode_block(HQContext *c, GetBitContext *gb, int16_t block[64],
  63                            int qsel, int is_chroma, int is_hqa)
  64 {
  65     const int32_t *q;
  66     int val, pos = 1;
  67
  68     memset(block, 0, 64 * sizeof(*block));
  69
  70     if (!is_hqa) {
  71         block[0] = get_sbits(gb, 9) * 64;
  72         q = ff_hq_quants[qsel][is_chroma][get_bits(gb, 2)];
  73     } else {
  74         q = ff_hq_quants[qsel][is_chroma][get_bits(gb, 2)];
  75         block[0] = get_sbits(gb, 9) * 64;
  76     }
  77
  78     for (;;) {
  79         val = get_vlc2(gb, c->hq_ac_vlc.table, 9, 2);
  80         if (val < 0)
  81             return AVERROR_INVALIDDATA;
  82
  83         pos += ff_hq_ac_skips[val];
  84         if (pos >= 64)
  85             break;
  86         block[ff_zigzag_direct[pos]] = (int)(ff_hq_ac_syms[val] * (unsigned)q[pos]) >> 12;
  87         pos++;
  88     }
  89
  90     return 0;
  91 }
  92
  93 static int hq_decode_mb(HQContext *c, AVFrame *pic,
  94                         GetBitContext *gb, int x, int y)
  95 {
  96     int qgroup, flag;
  97     int i, ret;
  98
  99     qgroup = get_bits(gb, 4);
 100     flag = get_bits1(gb);
 101
 102     for (i = 0; i < 8; i++) {
 103         ret = hq_decode_block(c, gb, c->block[i], qgroup, i >= 4, 0);
 104         if (ret < 0)
 105             return ret;
 106     }
 107
 108     put_blocks(c, pic, 0, x,      y, flag, c->block[0], c->block[2]);
 109     put_blocks(c, pic, 0, x + 8,  y, flag, c->block[1], c->block[3]);
 110     put_blocks(c, pic, 2, x >> 1, y, flag, c->block[4], c->block[5]);
 111     put_blocks(c, pic, 1, x >> 1, y, flag, c->block[6], c->block[7]);
 112
 113     return 0;
 114 }
 115
 116 static int hq_decode_frame(HQContext *ctx, AVFrame *pic,
 117                            int prof_num, size_t data_size)
 118 {
 119     const HQProfile *profile;
 120     GetBitContext gb;
 121     const uint8_t *perm, *src = ctx->gbc.buffer;
 122     uint32_t slice_off[21];
 123     int slice, start_off, next_off, i, ret;
 124
 125     if ((unsigned)prof_num >= NUM_HQ_PROFILES) {
 126         profile = &ff_hq_profile[0];
 127         avpriv_request_sample(ctx->avctx, "HQ Profile %d", prof_num);
 128     } else {
 129         profile = &ff_hq_profile[prof_num];
 130         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_VERBOSE, "HQ Profile %d\n", prof_num);
 131     }
 132
 133     ctx->avctx->coded_width         = FFALIGN(profile->width,  16);
 134     ctx->avctx->coded_height        = FFALIGN(profile->height, 16);
 135     ctx->avctx->width               = profile->width;
 136     ctx->avctx->height              = profile->height;
 137     ctx->avctx->bits_per_raw_sample = 8;
 138     ctx->avctx->pix_fmt             = AV_PIX_FMT_YUV422P;
 139
 140     ret = ff_get_buffer(ctx->avctx, pic, 0);
 141     if (ret < 0)
 142         return ret;
 143
 144     /* Offsets are stored from CUV position, so adjust them accordingly. */
 145     for (i = 0; i < profile->num_slices + 1; i++)
 146         slice_off[i] = bytestream2_get_be24(&ctx->gbc) - 4;
 147
 148     next_off = 0;
 149     for (slice = 0; slice < profile->num_slices; slice++) {
 150         start_off = next_off;
 151         next_off  = profile->tab_h * (slice + 1) / profile->num_slices;
 152         perm = profile->perm_tab + start_off * profile->tab_w * 2;
 153
 154         if (slice_off[slice] < (profile->num_slices + 1) * 3 ||
 155             slice_off[slice] >= slice_off[slice + 1] ||
 156             slice_off[slice + 1] > data_size) {
 157             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR,
 158                    "Invalid slice size %"SIZE_SPECIFIER".\n", data_size);
 159             break;
 160         }
 161         init_get_bits(&gb, src + slice_off[slice],
 162                       (slice_off[slice + 1] - slice_off[slice]) * 8);
 163
 164         for (i = 0; i < (next_off - start_off) * profile->tab_w; i++) {
 165             ret = hq_decode_mb(ctx, pic, &gb, perm[0] * 16, perm[1] * 16);
 166             if (ret < 0) {
 167                 av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR,
 168                        "Error decoding macroblock %d at slice %d.\n", i, slice);
 169                 return ret;
 170             }
 171             perm += 2;
 172         }
 173     }
 174
 175     return 0;
 176 }
 177
 178 static int hqa_decode_mb(HQContext *c, AVFrame *pic, int qgroup,
 179                          GetBitContext *gb, int x, int y)
 180 {
 181     int flag = 0;
 182     int i, ret, cbp;
 183
 184     if (get_bits_left(gb) < 1)
 185         return AVERROR_INVALIDDATA;
 186
 187     cbp = get_vlc2(gb, c->hqa_cbp_vlc.table, 5, 1);
 188
 189     for (i = 0; i < 12; i++)
 190         memset(c->block[i], 0, sizeof(*c->block));
 191     for (i = 0; i < 12; i++)
 192         c->block[i][0] = -128 * (1 << 6);
 193
 194     if (cbp) {
 195         flag = get_bits1(gb);
 196
 197         cbp |= cbp << 4;
 198         if (cbp & 0x3)
 199             cbp |= 0x500;
 200         if (cbp & 0xC)
 201             cbp |= 0xA00;
 202         for (i = 0; i < 12; i++) {
 203             if (!(cbp & (1 << i)))
 204                 continue;
 205             ret = hq_decode_block(c, gb, c->block[i], qgroup, i >= 8, 1);
 206             if (ret < 0)
 207                 return ret;
 208         }
 209     }
 210
 211     put_blocks(c, pic, 3, x,      y, flag, c->block[ 0], c->block[ 2]);
 212     put_blocks(c, pic, 3, x + 8,  y, flag, c->block[ 1], c->block[ 3]);
 213     put_blocks(c, pic, 0, x,      y, flag, c->block[ 4], c->block[ 6]);
 214     put_blocks(c, pic, 0, x + 8,  y, flag, c->block[ 5], c->block[ 7]);
 215     put_blocks(c, pic, 2, x >> 1, y, flag, c->block[ 8], c->block[ 9]);
 216     put_blocks(c, pic, 1, x >> 1, y, flag, c->block[10], c->block[11]);
 217
 218     return 0;
 219 }
 220
 221 static int hqa_decode_slice(HQContext *ctx, AVFrame *pic, GetBitContext *gb,
 222                             int quant, int slice_no, int w, int h)
 223 {
 224     int i, j, off;
 225     int ret;
 226
 227     for (i = 0; i < h; i += 16) {
 228         off = (slice_no * 16 + i * 3) & 0x70;
 229         for (j = off; j < w; j += 128) {
 230             ret = hqa_decode_mb(ctx, pic, quant, gb, j, i);
 231             if (ret < 0) {
 232                 av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR,
 233                        "Error decoding macroblock at %dx%d.\n", i, j);
 234                 return ret;
 235             }
 236         }
 237     }
 238
 239     return 0;
 240 }
 241
 242 static int hqa_decode_frame(HQContext *ctx, AVFrame *pic, size_t data_size)
 243 {
 244     GetBitContext gb;
 245     const int num_slices = 8;
 246     uint32_t slice_off[9];
 247     int i, slice, ret;
 248     int width, height, quant;
 249     const uint8_t *src = ctx->gbc.buffer;
 250
 251     if (bytestream2_get_bytes_left(&ctx->gbc) < 8 + 4*(num_slices + 1))
 252         return AVERROR_INVALIDDATA;
 253
 254     width  = bytestream2_get_be16(&ctx->gbc);
 255     height = bytestream2_get_be16(&ctx->gbc);
 256
 257     ret = ff_set_dimensions(ctx->avctx, width, height);
 258     if (ret < 0)
 259         return ret;
 260
 261     ctx->avctx->coded_width         = FFALIGN(width,  16);
 262     ctx->avctx->coded_height        = FFALIGN(height, 16);
 263     ctx->avctx->bits_per_raw_sample = 8;
 264     ctx->avctx->pix_fmt             = AV_PIX_FMT_YUVA422P;
 265
 266     av_log(ctx->avctx, AV_LOG_VERBOSE, "HQA Profile\n");
 267
 268     quant = bytestream2_get_byte(&ctx->gbc);
 269     bytestream2_skip(&ctx->gbc, 3);
 270     if (quant >= NUM_HQ_QUANTS) {
 271         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR,
 272                "Invalid quantization matrix %d.\n", quant);
 273         return AVERROR_INVALIDDATA;
 274     }
 275
 276     ret = ff_get_buffer(ctx->avctx, pic, 0);
 277     if (ret < 0)
 278         return ret;
 279
 280     /* Offsets are stored from HQA1 position, so adjust them accordingly. */
 281     for (i = 0; i < num_slices + 1; i++)
 282         slice_off[i] = bytestream2_get_be32(&ctx->gbc) - 4;
 283
 284     for (slice = 0; slice < num_slices; slice++) {
 285         if (slice_off[slice] < (num_slices + 1) * 3 ||
 286             slice_off[slice] >= slice_off[slice + 1] ||
 287             slice_off[slice + 1] > data_size) {
 288             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR,
 289                    "Invalid slice size %"SIZE_SPECIFIER".\n", data_size);
 290             break;
 291         }
 292         init_get_bits(&gb, src + slice_off[slice],
 293                       (slice_off[slice + 1] - slice_off[slice]) * 8);
 294
 295         ret = hqa_decode_slice(ctx, pic, &gb, quant, slice, width, height);
 296         if (ret < 0)
 297             return ret;
 298     }
 299
 300     return 0;
 301 }
 302
 303 static int hq_hqa_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 304                                int *got_frame, AVPacket *avpkt)
 305 {
 306     HQContext *ctx = avctx->priv_data;
 307     AVFrame *pic = data;
 308     uint32_t info_tag;
 309     unsigned int data_size;
 310     int ret;
 311     unsigned tag;
 312
 313     bytestream2_init(&ctx->gbc, avpkt->data, avpkt->size);
 314     if (bytestream2_get_bytes_left(&ctx->gbc) < 4 + 4) {
 315         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Frame is too small (%d).\n", avpkt->size);
 316         return AVERROR_INVALIDDATA;
 317     }
 318
 319     info_tag = bytestream2_peek_le32(&ctx->gbc);
 320     if (info_tag == MKTAG('I', 'N', 'F', 'O')) {
 321         int info_size;
 322         bytestream2_skip(&ctx->gbc, 4);
 323         info_size = bytestream2_get_le32(&ctx->gbc);
 324         if (info_size < 0 || bytestream2_get_bytes_left(&ctx->gbc) < info_size) {
 325             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid INFO size (%d).\n", info_size);
 326             return AVERROR_INVALIDDATA;
 327         }
 328         ff_canopus_parse_info_tag(avctx, ctx->gbc.buffer, info_size);
 329
 330         bytestream2_skip(&ctx->gbc, info_size);
 331     }
 332
 333     data_size = bytestream2_get_bytes_left(&ctx->gbc);
 334     if (data_size < 4) {
 335         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Frame is too small (%d).\n", data_size);
 336         return AVERROR_INVALIDDATA;
 337     }
 338
 339     /* HQ defines dimensions and number of slices, and thus slice traversal
 340      * order. HQA has no size constraint and a fixed number of slices, so it
 341      * needs a separate scheme for it. */
 342     tag = bytestream2_get_le32(&ctx->gbc);
 343     if ((tag & 0x00FFFFFF) == (MKTAG('U', 'V', 'C', ' ') & 0x00FFFFFF)) {
 344         ret = hq_decode_frame(ctx, pic, tag >> 24, data_size);
 345     } else if (tag == MKTAG('H', 'Q', 'A', '1')) {
 346         ret = hqa_decode_frame(ctx, pic, data_size);
 347     } else {
 348         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Not a HQ/HQA frame.\n");
 349         return AVERROR_INVALIDDATA;
 350     }
 351     if (ret < 0) {
 352         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding frame.\n");
 353         return ret;
 354     }
 355
 356     pic->key_frame = 1;
 357     pic->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
 358
 359     *got_frame = 1;
 360
 361     return avpkt->size;
 362 }
 363
 364 static av_cold int hq_hqa_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 365 {
 366     HQContext *ctx = avctx->priv_data;
 367     ctx->avctx = avctx;
 368
 369     ff_hqdsp_init(&ctx->hqhqadsp);
 370
 371     return ff_hq_init_vlcs(ctx);
 372 }
 373
 374 static av_cold int hq_hqa_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 375 {
 376     HQContext *ctx = avctx->priv_data;
 377
 378     ff_free_vlc(&ctx->hq_ac_vlc);
 379     ff_free_vlc(&ctx->hqa_cbp_vlc);
 380
 381     return 0;
 382 }
 383
 384 const AVCodec ff_hq_hqa_decoder = {
 385     .name           = "hq_hqa",
 386     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Canopus HQ/HQA"),
 387     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 388     .id             = AV_CODEC_ID_HQ_HQA,
 389     .priv_data_size = sizeof(HQContext),
 390     .init           = hq_hqa_decode_init,
 391     .decode         = hq_hqa_decode_frame,
 392     .close          = hq_hqa_decode_close,
 393     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DR1,
 394     .caps_internal  = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE |
 395                       FF_CODEC_CAP_INIT_CLEANUP,
 396 };