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

   1 /*
   2  * H.26L/H.264/AVC/JVT/14496-10/... encoder/decoder
   3  * Copyright (c) 2003 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
   4  *
   5  * This file is part of Libav.
   6  *
   7  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 /**
  23  * @file
  24  * Context Adaptive Binary Arithmetic Coder.
  25  */
  26
  27 #include <string.h>
  28
  29 #include "libavutil/common.h"
  30 #include "get_bits.h"
  31 #include "cabac.h"
  32 #include "cabac_functions.h"
  33
  34 uint8_t ff_h264_cabac_tables[512 + 4*2*64 + 4*64 + 63] = {
  35  9,8,7,7,6,6,6,6,5,5,5,5,5,5,5,5,
  36  4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,
  37  3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,
  38  3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,
  39  2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,
  40  2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,
  41  2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,
  42  2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,
  43  1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,
  44  1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,
  45  1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,
  46  1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,
  47  0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
  48  0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
  49  0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
  50  0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
  51  0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
  52  0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
  53  0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
  54  0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
  55 };
  56
  57 static const uint8_t lps_range[64][4]= {
  58 {128,176,208,240}, {128,167,197,227}, {128,158,187,216}, {123,150,178,205},
  59 {116,142,169,195}, {111,135,160,185}, {105,128,152,175}, {100,122,144,166},
  60 { 95,116,137,158}, { 90,110,130,150}, { 85,104,123,142}, { 81, 99,117,135},
  61 { 77, 94,111,128}, { 73, 89,105,122}, { 69, 85,100,116}, { 66, 80, 95,110},
  62 { 62, 76, 90,104}, { 59, 72, 86, 99}, { 56, 69, 81, 94}, { 53, 65, 77, 89},
  63 { 51, 62, 73, 85}, { 48, 59, 69, 80}, { 46, 56, 66, 76}, { 43, 53, 63, 72},
  64 { 41, 50, 59, 69}, { 39, 48, 56, 65}, { 37, 45, 54, 62}, { 35, 43, 51, 59},
  65 { 33, 41, 48, 56}, { 32, 39, 46, 53}, { 30, 37, 43, 50}, { 29, 35, 41, 48},
  66 { 27, 33, 39, 45}, { 26, 31, 37, 43}, { 24, 30, 35, 41}, { 23, 28, 33, 39},
  67 { 22, 27, 32, 37}, { 21, 26, 30, 35}, { 20, 24, 29, 33}, { 19, 23, 27, 31},
  68 { 18, 22, 26, 30}, { 17, 21, 25, 28}, { 16, 20, 23, 27}, { 15, 19, 22, 25},
  69 { 14, 18, 21, 24}, { 14, 17, 20, 23}, { 13, 16, 19, 22}, { 12, 15, 18, 21},
  70 { 12, 14, 17, 20}, { 11, 14, 16, 19}, { 11, 13, 15, 18}, { 10, 12, 15, 17},
  71 { 10, 12, 14, 16}, {  9, 11, 13, 15}, {  9, 11, 12, 14}, {  8, 10, 12, 14},
  72 {  8,  9, 11, 13}, {  7,  9, 11, 12}, {  7,  9, 10, 12}, {  7,  8, 10, 11},
  73 {  6,  8,  9, 11}, {  6,  7,  9, 10}, {  6,  7,  8,  9}, {  2,  2,  2,  2},
  74 };
  75
  76 static uint8_t h264_mps_state[2 * 64];
  77
  78 static const uint8_t mps_state[64]= {
  79   1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,
  80   9,10,11,12,13,14,15,16,
  81  17,18,19,20,21,22,23,24,
  82  25,26,27,28,29,30,31,32,
  83  33,34,35,36,37,38,39,40,
  84  41,42,43,44,45,46,47,48,
  85  49,50,51,52,53,54,55,56,
  86  57,58,59,60,61,62,62,63,
  87 };
  88
  89 static const uint8_t lps_state[64]= {
  90   0, 0, 1, 2, 2, 4, 4, 5,
  91   6, 7, 8, 9, 9,11,11,12,
  92  13,13,15,15,16,16,18,18,
  93  19,19,21,21,22,22,23,24,
  94  24,25,26,26,27,27,28,29,
  95  29,30,30,30,31,32,32,33,
  96  33,33,34,34,35,35,35,36,
  97  36,36,37,37,37,38,38,63,
  98 };
  99
 100 static const uint8_t last_coeff_flag_offset_8x8[63] = {
 101  0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
 102  2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2,
 103  3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4,
 104  5, 5, 5, 5, 6, 6, 6, 6, 7, 7, 7, 7, 8, 8, 8
 105 };
 106
 107 /**
 108  *
 109  * @param buf_size size of buf in bits
 110  */
 111 void ff_init_cabac_encoder(CABACContext *c, uint8_t *buf, int buf_size){
 112     init_put_bits(&c->pb, buf, buf_size);
 113
 114     c->low= 0;
 115     c->range= 0x1FE;
 116     c->outstanding_count= 0;
 117     c->pb.bit_left++; //avoids firstBitFlag
 118 }
 119
 120 /**
 121  *
 122  * @param buf_size size of buf in bits
 123  */
 124 void ff_init_cabac_decoder(CABACContext *c, const uint8_t *buf, int buf_size){
 125     c->bytestream_start=
 126     c->bytestream= buf;
 127     c->bytestream_end= buf + buf_size;
 128
 129 #if CABAC_BITS == 16
 130     c->low =  (*c->bytestream++)<<18;
 131     c->low+=  (*c->bytestream++)<<10;
 132 #else
 133     c->low =  (*c->bytestream++)<<10;
 134 #endif
 135     c->low+= ((*c->bytestream++)<<2) + 2;
 136     c->range= 0x1FE;
 137 }
 138
 139 void ff_init_cabac_states(CABACContext *c){
 140     int i, j;
 141
 142     for(i=0; i<64; i++){
 143         for(j=0; j<4; j++){ //FIXME check if this is worth the 1 shift we save
 144             ff_h264_lps_range[j*2*64+2*i+0]=
 145             ff_h264_lps_range[j*2*64+2*i+1]= lps_range[i][j];
 146         }
 147
 148         ff_h264_mlps_state[128+2*i+0]=
 149         h264_mps_state[2 * i + 0] = 2 * mps_state[i] + 0;
 150         ff_h264_mlps_state[128+2*i+1]=
 151         h264_mps_state[2 * i + 1] = 2 * mps_state[i] + 1;
 152
 153         if( i ){
 154             ff_h264_mlps_state[128-2*i-1]= 2*lps_state[i]+0;
 155             ff_h264_mlps_state[128-2*i-2]= 2*lps_state[i]+1;
 156         }else{
 157             ff_h264_mlps_state[128-2*i-1]= 1;
 158             ff_h264_mlps_state[128-2*i-2]= 0;
 159         }
 160     }
 161     for(i=0; i< 63; i++){
 162       ff_h264_last_coeff_flag_offset_8x8[i] = last_coeff_flag_offset_8x8[i];
 163     }
 164 }