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

   1 /*
   2  * SpeedHQ encoder
   3  * Copyright (c) 2000, 2001 Fabrice Bellard
   4  * Copyright (c) 2003 Alex Beregszaszi
   5  * Copyright (c) 2003-2004 Michael Niedermayer
   6  * Copyright (c) 2020 FFmpeg
   7  *
   8  * This file is part of FFmpeg.
   9  *
  10  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
  11  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  12  * License as published by the Free Software Foundation; either
  13  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  14  *
  15  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  16  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  18  * Lesser General Public License for more details.
  19  *
  20  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  21  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  22  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  23  */
  24
  25 /**
  26  * @file
  27  * SpeedHQ encoder.
  28  */
  29
  30 #include "libavutil/pixdesc.h"
  31 #include "libavutil/thread.h"
  32
  33 #include "avcodec.h"
  34 #include "mpeg12.h"
  35 #include "mpegvideo.h"
  36 #include "speedhqenc.h"
  37
  38 extern RLTable ff_rl_speedhq;
  39 static uint8_t speedhq_static_rl_table_store[2][2*MAX_RUN + MAX_LEVEL + 3];
  40
  41 static uint16_t mpeg12_vlc_dc_lum_code_reversed[12];
  42 static uint16_t mpeg12_vlc_dc_chroma_code_reversed[12];
  43
  44 /* simple include everything table for dc, first byte is bits
  45  * number next 3 are code */
  46 static uint32_t speedhq_lum_dc_uni[512];
  47 static uint32_t speedhq_chr_dc_uni[512];
  48
  49 static uint8_t uni_speedhq_ac_vlc_len[64 * 64 * 2];
  50
  51 static uint32_t reverse(uint32_t num, int bits)
  52 {
  53     return bitswap_32(num) >> (32 - bits);
  54 }
  55
  56 static void reverse_code(const uint16_t *code, const uint8_t *bits,
  57                          uint16_t *reversed_code, int num_entries)
  58 {
  59     for (int i = 0; i < num_entries; i++)
  60         reversed_code[i] = reverse(code[i], bits[i]);
  61 }
  62
  63 static av_cold void speedhq_init_static_data(void)
  64 {
  65     /* Exactly the same as MPEG-2, except little-endian. */
  66     reverse_code(ff_mpeg12_vlc_dc_lum_code,
  67                  ff_mpeg12_vlc_dc_lum_bits,
  68                  mpeg12_vlc_dc_lum_code_reversed,
  69                  12);
  70     reverse_code(ff_mpeg12_vlc_dc_chroma_code,
  71                  ff_mpeg12_vlc_dc_chroma_bits,
  72                  mpeg12_vlc_dc_chroma_code_reversed,
  73                  12);
  74
  75     ff_rl_init(&ff_rl_speedhq, speedhq_static_rl_table_store);
  76
  77     /* build unified dc encoding tables */
  78     for (int i = -255; i < 256; i++) {
  79         int adiff, index;
  80         int bits, code;
  81         int diff = i;
  82
  83         adiff = FFABS(diff);
  84         if (diff < 0)
  85             diff--;
  86         index = av_log2(2 * adiff);
  87
  88         bits = ff_mpeg12_vlc_dc_lum_bits[index] + index;
  89         code = mpeg12_vlc_dc_lum_code_reversed[index] +
  90                 (av_mod_uintp2(diff, index) << ff_mpeg12_vlc_dc_lum_bits[index]);
  91         speedhq_lum_dc_uni[i + 255] = bits + (code << 8);
  92
  93         bits = ff_mpeg12_vlc_dc_chroma_bits[index] + index;
  94         code = mpeg12_vlc_dc_chroma_code_reversed[index] +
  95                 (av_mod_uintp2(diff, index) << ff_mpeg12_vlc_dc_chroma_bits[index]);
  96         speedhq_chr_dc_uni[i + 255] = bits + (code << 8);
  97     }
  98
  99     ff_mpeg1_init_uni_ac_vlc(&ff_rl_speedhq, uni_speedhq_ac_vlc_len);
 100 }
 101
 102 av_cold int ff_speedhq_encode_init(MpegEncContext *s)
 103 {
 104     static AVOnce init_static_once = AV_ONCE_INIT;
 105
 106     av_assert0(s->slice_context_count == 1);
 107
 108     if (s->width > 65500 || s->height > 65500) {
 109         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "SpeedHQ does not support resolutions above 65500x65500\n");
 110         return AVERROR(EINVAL);
 111     }
 112
 113     s->min_qcoeff = -2048;
 114     s->max_qcoeff = 2047;
 115
 116     ff_thread_once(&init_static_once, speedhq_init_static_data);
 117
 118     s->intra_ac_vlc_length      =
 119     s->intra_ac_vlc_last_length =
 120     s->intra_chroma_ac_vlc_length      =
 121     s->intra_chroma_ac_vlc_last_length = uni_speedhq_ac_vlc_len;
 122
 123     switch (s->avctx->pix_fmt) {
 124     case AV_PIX_FMT_YUV420P:
 125         s->avctx->codec_tag = MKTAG('S','H','Q','0');
 126         break;
 127     case AV_PIX_FMT_YUV422P:
 128         s->avctx->codec_tag = MKTAG('S','H','Q','2');
 129         break;
 130     case AV_PIX_FMT_YUV444P:
 131         s->avctx->codec_tag = MKTAG('S','H','Q','4');
 132         break;
 133     default:
 134         av_assert0(0);
 135     }
 136
 137     return 0;
 138 }
 139
 140 void ff_speedhq_encode_picture_header(MpegEncContext *s)
 141 {
 142     put_bits_le(&s->pb, 8, 100 - s->qscale * 2);  /* FIXME why doubled */
 143     put_bits_le(&s->pb, 24, 4);  /* no second field */
 144
 145     /* length of first slice, will be filled out later */
 146     s->slice_start = 4;
 147     put_bits_le(&s->pb, 24, 0);
 148 }
 149
 150 void ff_speedhq_end_slice(MpegEncContext *s)
 151 {
 152     int slice_len;
 153
 154     flush_put_bits_le(&s->pb);
 155     slice_len = s->pb.buf_ptr - (s->pb.buf + s->slice_start);
 156     AV_WL24(s->pb.buf + s->slice_start, slice_len);
 157
 158     /* length of next slice, will be filled out later */
 159     s->slice_start = s->pb.buf_ptr - s->pb.buf;
 160     put_bits_le(&s->pb, 24, 0);
 161 }
 162
 163 static inline void encode_dc(PutBitContext *pb, int diff, int component)
 164 {
 165     unsigned int diff_u = diff + 255;
 166     if (diff_u >= 511) {
 167         int index;
 168
 169         if (diff < 0) {
 170             index = av_log2_16bit(-2 * diff);
 171             diff--;
 172         } else {
 173             index = av_log2_16bit(2 * diff);
 174         }
 175         if (component == 0)
 176             put_bits_le(pb,
 177                         ff_mpeg12_vlc_dc_lum_bits[index] + index,
 178                         mpeg12_vlc_dc_lum_code_reversed[index] +
 179                         (av_mod_uintp2(diff, index) << ff_mpeg12_vlc_dc_lum_bits[index]));
 180         else
 181             put_bits_le(pb,
 182                         ff_mpeg12_vlc_dc_chroma_bits[index] + index,
 183                         mpeg12_vlc_dc_chroma_code_reversed[index] +
 184                         (av_mod_uintp2(diff, index) << ff_mpeg12_vlc_dc_chroma_bits[index]));
 185     } else {
 186         if (component == 0)
 187             put_bits_le(pb,
 188                         speedhq_lum_dc_uni[diff + 255] & 0xFF,
 189                         speedhq_lum_dc_uni[diff + 255] >> 8);
 190         else
 191             put_bits_le(pb,
 192                         speedhq_chr_dc_uni[diff + 255] & 0xFF,
 193                         speedhq_chr_dc_uni[diff + 255] >> 8);
 194     }
 195 }
 196
 197 static void encode_block(MpegEncContext *s, int16_t *block, int n)
 198 {
 199     int alevel, level, last_non_zero, dc, i, j, run, last_index, sign;
 200     int code;
 201     int component, val;
 202
 203     /* DC coef */
 204     component = (n <= 3 ? 0 : (n&1) + 1);
 205     dc = block[0]; /* overflow is impossible */
 206     val = s->last_dc[component] - dc;  /* opposite of most codecs */
 207     encode_dc(&s->pb, val, component);
 208     s->last_dc[component] = dc;
 209
 210     /* now quantify & encode AC coefs */
 211     last_non_zero = 0;
 212     last_index = s->block_last_index[n];
 213
 214     for (i = 1; i <= last_index; i++) {
 215         j     = s->intra_scantable.permutated[i];
 216         level = block[j];
 217
 218         /* encode using VLC */
 219         if (level != 0) {
 220             run = i - last_non_zero - 1;
 221
 222             alevel = level;
 223             MASK_ABS(sign, alevel);
 224             sign &= 1;
 225
 226             if (alevel <= ff_rl_speedhq.max_level[0][run]) {
 227                 code = ff_rl_speedhq.index_run[0][run] + alevel - 1;
 228                 /* store the VLC & sign at once */
 229                 put_bits_le(&s->pb, ff_rl_speedhq.table_vlc[code][1] + 1,
 230                             ff_rl_speedhq.table_vlc[code][0] + (sign << ff_rl_speedhq.table_vlc[code][1]));
 231             } else {
 232                 /* escape seems to be pretty rare <5% so I do not optimize it */
 233                 put_bits_le(&s->pb, ff_rl_speedhq.table_vlc[121][1], ff_rl_speedhq.table_vlc[121][0]);
 234                 /* escape: only clip in this case */
 235                 put_bits_le(&s->pb, 6, run);
 236                 put_bits_le(&s->pb, 12, level + 2048);
 237             }
 238             last_non_zero = i;
 239         }
 240     }
 241     /* end of block */
 242     put_bits_le(&s->pb, ff_rl_speedhq.table_vlc[122][1], ff_rl_speedhq.table_vlc[122][0]);
 243 }
 244
 245 void ff_speedhq_encode_mb(MpegEncContext *s, int16_t block[12][64])
 246 {
 247     int i;
 248     for(i=0;i<6;i++) {
 249         encode_block(s, block[i], i);
 250     }
 251     if (s->chroma_format == CHROMA_444) {
 252         encode_block(s, block[8], 8);
 253         encode_block(s, block[9], 9);
 254
 255         encode_block(s, block[6], 6);
 256         encode_block(s, block[7], 7);
 257
 258         encode_block(s, block[10], 10);
 259         encode_block(s, block[11], 11);
 260     } else if (s->chroma_format == CHROMA_422) {
 261         encode_block(s, block[6], 6);
 262         encode_block(s, block[7], 7);
 263     }
 264
 265     s->i_tex_bits += get_bits_diff(s);
 266 }
 267
 268 static int ff_speedhq_mb_rows_in_slice(int slice_num, int mb_height)
 269 {
 270     return mb_height / 4 + (slice_num < (mb_height % 4));
 271 }
 272
 273 int ff_speedhq_mb_y_order_to_mb(int mb_y_order, int mb_height, int *first_in_slice)
 274 {
 275     int slice_num = 0;
 276     while (mb_y_order >= ff_speedhq_mb_rows_in_slice(slice_num, mb_height)) {
 277          mb_y_order -= ff_speedhq_mb_rows_in_slice(slice_num, mb_height);
 278          slice_num++;
 279     }
 280     *first_in_slice = (mb_y_order == 0);
 281     return mb_y_order * 4 + slice_num;
 282 }
 283
 284 #if CONFIG_SPEEDHQ_ENCODER
 285 static const AVClass speedhq_class = {
 286     .class_name = "speedhq encoder",
 287     .item_name  = av_default_item_name,
 288     .option     = ff_mpv_generic_options,
 289     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 290 };
 291
 292 const AVCodec ff_speedhq_encoder = {
 293     .name           = "speedhq",
 294     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("NewTek SpeedHQ"),
 295     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 296     .id             = AV_CODEC_ID_SPEEDHQ,
 297     .priv_data_size = sizeof(MpegEncContext),
 298     .init           = ff_mpv_encode_init,
 299     .encode2        = ff_mpv_encode_picture,
 300     .close          = ff_mpv_encode_end,
 301     .caps_internal  = FF_CODEC_CAP_INIT_CLEANUP,
 302     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]) {
 303         AV_PIX_FMT_YUV420P, AV_PIX_FMT_YUV422P, AV_PIX_FMT_YUV444P,
 304         AV_PIX_FMT_NONE
 305     },
 306     .priv_class     = &speedhq_class,
 307 };
 308 #endif