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

   1 /*
   2  * VC3/DNxHD decoder.
   3  * Copyright (c) 2007 SmartJog S.A., Baptiste Coudurier <baptiste dot coudurier at smartjog dot com>.
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 //#define TRACE
  23 //#define DEBUG
  24
  25 #include "avcodec.h"
  26 #include "bitstream.h"
  27 #include "dnxhddata.h"
  28 #include "dsputil.h"
  29 #include "mpegvideo.h"
  30
  31 typedef struct {
  32     int cid;
  33     unsigned int width, height;
  34     int interlaced;
  35     unsigned int frame_size;
  36     int index_bits;
  37     int bit_depth;
  38     const uint8_t *luma_weigth, *chroma_weigth;
  39     const uint8_t *dc_codes, *dc_bits;
  40     const uint16_t *ac_codes;
  41     const uint8_t *ac_bits, *ac_level;
  42     const uint8_t *ac_run_flag, *ac_index_flag;
  43     const uint16_t *run_codes;
  44     const uint8_t *run_bits, *run;
  45 } CIDEntry;
  46
  47 typedef struct {
  48     AVCodecContext *avctx;
  49     AVFrame picture;
  50     GetBitContext gb;
  51     int cid;                            ///< compression id
  52     unsigned int width, height;
  53     unsigned int mb_width, mb_height;
  54     uint32_t mb_scan_index[68];         /* max for 1080p */
  55     int cur_field;                      ///< current interlaced field
  56     int index_bits;                     ///< length of index value
  57     VLC ac_vlc, dc_vlc, run_vlc;
  58     const uint8_t *ac_level, *run;
  59     const uint8_t *ac_run_flag, *ac_index_flag;
  60     const uint8_t *luma_weigth, *chroma_weigth;
  61     int last_dc[3];
  62     DSPContext dsp;
  63     DECLARE_ALIGNED_16(DCTELEM, blocks[8][64]);
  64     DECLARE_ALIGNED_8(ScanTable, scantable);
  65     const CIDEntry *cid_table;
  66 } DNXHDContext;
  67
  68 static const CIDEntry cid_table[] = {
  69     { 1238, 1920, 1080, 0, 917504, 4, 8,
  70       dnxhd_1238_luma_weigth, dnxhd_1238_chroma_weigth,
  71       dnxhd_1238_dc_codes, dnxhd_1238_dc_bits,
  72       dnxhd_1238_ac_codes, dnxhd_1238_ac_bits, dnxhd_1238_ac_level,
  73       dnxhd_1238_ac_run_flag, dnxhd_1238_ac_index_flag,
  74       dnxhd_1238_run_codes, dnxhd_1238_run_bits, dnxhd_1238_run },
  75 /*     { 1243, 1920, 1080, 1, 917504, 4, 8, */
  76 /*       dnxhd_1243_luma_weigth, dnxhd_1243_chroma_weigth, */
  77 /*       dnxhd_1238_dc_codes, dnxhd_1238_dc_bits, */
  78 /*       dnxhd_1238_ac_codes, dnxhd_1238_ac_bits, dnxhd_1238_ac_level, */
  79 /*       dnxhd_1238_ac_run_flag, dnxhd_1238_ac_index_flag, */
  80 /*       dnxhd_1238_run_codes, dnxhd_1238_run_bits, dnxhd_1238_run }, */
  81 };
  82
  83 static int dnxhd_get_cid_table(int cid)
  84 {
  85     int i;
  86     for (i = 0; i < sizeof(cid_table)/sizeof(CIDEntry); i++)
  87         if (cid_table[i].cid == cid)
  88             return i;
  89     return -1;
  90 }
  91
  92 #define DNXHD_VLC_BITS 9
  93 #define DNXHD_DC_VLC_BITS 6
  94
  95 static int dnxhd_decode_init(AVCodecContext *avctx)
  96 {
  97     DNXHDContext *ctx = avctx->priv_data;
  98
  99     ctx->avctx = avctx;
 100     dsputil_init(&ctx->dsp, avctx);
 101     avctx->coded_frame = &ctx->picture;
 102     ctx->picture.type = FF_I_TYPE;
 103     return 0;
 104 }
 105
 106 static int dnxhd_init_vlc(DNXHDContext *ctx, int cid)
 107 {
 108     if (!ctx->cid_table) {
 109         int index;
 110
 111         if ((index = dnxhd_get_cid_table(cid)) < 0) {
 112             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported cid %d\n", cid);
 113             return -1;
 114         }
 115         ctx->cid_table = &cid_table[index];
 116         init_vlc(&ctx->ac_vlc, DNXHD_VLC_BITS, 257,
 117                  cid_table->ac_bits, 1, 1,
 118                  cid_table->ac_codes, 2, 2, 0);
 119         init_vlc(&ctx->dc_vlc, DNXHD_DC_VLC_BITS, 12,
 120                  cid_table->dc_bits, 1, 1,
 121                  cid_table->dc_codes, 1, 1, 0);
 122         init_vlc(&ctx->run_vlc, DNXHD_VLC_BITS, 62,
 123                  cid_table->run_bits, 1, 1,
 124                  cid_table->run_codes, 2, 2, 0);
 125
 126         ctx->run           = cid_table->run;
 127         ctx->ac_level      = cid_table->ac_level;
 128         ctx->ac_run_flag   = cid_table->ac_run_flag;
 129         ctx->ac_index_flag = cid_table->ac_index_flag;
 130         ctx->luma_weigth   = cid_table->luma_weigth;
 131         ctx->chroma_weigth = cid_table->chroma_weigth;
 132
 133         ctx->index_bits = cid_table->index_bits;
 134
 135         ff_init_scantable(ctx->dsp.idct_permutation, &ctx->scantable, ff_zigzag_direct);
 136     }
 137     return 0;
 138 }
 139
 140 static int dnxhd_decode_header(DNXHDContext *ctx, uint8_t *buf, int buf_size)
 141 {
 142     static const uint8_t header_prefix[] = { 0x00, 0x00, 0x02, 0x80, 0x01 };
 143     int i;
 144
 145     if (buf_size < 0x280)
 146         return -1;
 147
 148     if (memcmp(buf, header_prefix, 5)) {
 149         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "error in header\n");
 150         return -1;
 151     }
 152     if (buf[5] & 2) {/* interlaced FIXME top or bottom */
 153         ctx->picture.interlaced_frame = 1;
 154         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "interlaced %d\n", buf[5] & 3);
 155     }
 156
 157     ctx->height = AV_RB16(buf + 0x18);
 158     ctx->width  = AV_RB16(buf + 0x1a);
 159
 160     dprintf(ctx->avctx, "width %d, heigth %d\n", ctx->width, ctx->height);
 161
 162     if (buf[0x21] & 0x80) {
 163         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "10 bit per component\n");
 164         return -1;
 165     }
 166
 167     ctx->cid = AV_RB32(buf + 0x28);
 168     dprintf(ctx->avctx, "compression id %d\n", ctx->cid);
 169
 170     if (dnxhd_init_vlc(ctx, ctx->cid) < 0)
 171         return -1;
 172
 173     if (buf_size < ctx->cid_table->frame_size) {
 174         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "incorrect frame size\n");
 175         return -1;
 176     }
 177
 178     ctx->mb_width = ctx->width>>4;
 179     ctx->mb_height = buf[0x16d];
 180
 181     if (ctx->mb_height > 68) {
 182         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "mb height too big\n");
 183         return -1;
 184     }
 185
 186     dprintf(ctx->avctx, "mb width %d, mb height %d\n", ctx->mb_width, ctx->mb_height);
 187     for (i = 0; i < ctx->mb_height; i++) {
 188         ctx->mb_scan_index[i] = AV_RB32(buf + 0x170 + (i<<2));
 189         dprintf(ctx->avctx, "mb scan index %d\n", ctx->mb_scan_index[i]);
 190         if (buf_size < ctx->mb_scan_index[i] + 0x280) {
 191             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid mb scan index\n");
 192             return -1;
 193         }
 194     }
 195
 196     return 0;
 197 }
 198
 199 static int dnxhd_decode_dc(DNXHDContext *ctx)
 200 {
 201     int len;
 202
 203     len = get_vlc2(&ctx->gb, ctx->dc_vlc.table, DNXHD_DC_VLC_BITS, 1);
 204     return len ? get_xbits(&ctx->gb, len) : 0;
 205 }
 206
 207 static void dnxhd_decode_dct_block(DNXHDContext *ctx, DCTELEM *block, int n, int qscale)
 208 {
 209     int i, j, index, index2;
 210     int level, component, sign;
 211     const uint8_t *weigth_matrix;
 212
 213     if (n&2) {
 214         component = 1 + (n&1);
 215         weigth_matrix = ctx->chroma_weigth;
 216     } else {
 217         component = 0;
 218         weigth_matrix = ctx->luma_weigth;
 219     }
 220
 221     ctx->last_dc[component] += dnxhd_decode_dc(ctx);
 222     block[0] = ctx->last_dc[component];
 223     //av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "dc %d\n", block[0]);
 224     for (i = 1; ; i++) {
 225         index = get_vlc2(&ctx->gb, ctx->ac_vlc.table, DNXHD_VLC_BITS, 2);
 226         //av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "index %d\n", index);
 227         level = ctx->ac_level[index];
 228         if (!level) { /* EOB */
 229             //av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "EOB\n");
 230             return;
 231         }
 232         sign = get_sbits(&ctx->gb, 1);
 233
 234         if (ctx->ac_index_flag[index]) {
 235             level += get_bits(&ctx->gb, ctx->index_bits)<<6;
 236         }
 237
 238         if (ctx->ac_run_flag[index]) {
 239             index2 = get_vlc2(&ctx->gb, ctx->run_vlc.table, DNXHD_VLC_BITS, 2);
 240             i += ctx->run[index2];
 241         }
 242
 243         j = ctx->scantable.permutated[i];
 244         //av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "j %d\n", j);
 245         //av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "level %d, weigth %d\n", level, weigth_matrix[i]);
 246         level = (2*level+1) * qscale * weigth_matrix[i];
 247         if (weigth_matrix[i] != 32) // FIXME 10bit
 248             level += 32;
 249         level >>= 6;
 250         level = (level^sign) - sign;
 251
 252         if (i > 63) {
 253             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "ac tex damaged %d, %d\n", n, i);
 254             return;
 255         }
 256
 257         //av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "i %d, j %d, end level %d\n", i, j, level);
 258         block[j] = level;
 259     }
 260 }
 261
 262 static int dnxhd_decode_macroblock(DNXHDContext *ctx, int x, int y)
 263 {
 264     int dct_linesize_luma   = ctx->picture.linesize[0];
 265     int dct_linesize_chroma = ctx->picture.linesize[1];
 266     uint8_t *dest_y, *dest_u, *dest_v;
 267     int dct_offset;
 268     int qscale, i;
 269
 270     ctx->dsp.clear_blocks(ctx->blocks[0]);
 271     ctx->dsp.clear_blocks(ctx->blocks[2]); // FIXME change clear blocks to take block amount
 272
 273     qscale = get_bits(&ctx->gb, 11);
 274     skip_bits1(&ctx->gb);
 275     //av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "qscale %d\n", qscale);
 276
 277     for (i = 0; i < 8; i++) {
 278         dnxhd_decode_dct_block(ctx, ctx->blocks[i], i, qscale);
 279     }
 280     dest_y = ctx->picture.data[0] + ((y * dct_linesize_luma)   << 4) + (x << 4);
 281     dest_u = ctx->picture.data[1] + ((y * dct_linesize_chroma) << 4) + (x << 3);
 282     dest_v = ctx->picture.data[2] + ((y * dct_linesize_chroma) << 4) + (x << 3);
 283
 284     dct_offset = dct_linesize_luma << 3;
 285     ctx->dsp.idct_put(dest_y,                  dct_linesize_luma, ctx->blocks[0]);
 286     ctx->dsp.idct_put(dest_y + 8,              dct_linesize_luma, ctx->blocks[1]);
 287     ctx->dsp.idct_put(dest_y + dct_offset,     dct_linesize_luma, ctx->blocks[4]);
 288     ctx->dsp.idct_put(dest_y + dct_offset + 8, dct_linesize_luma, ctx->blocks[5]);
 289
 290     if (!(ctx->avctx->flags & CODEC_FLAG_GRAY)) {
 291         dct_offset = dct_linesize_chroma << 3;
 292         ctx->dsp.idct_put(dest_u,              dct_linesize_chroma, ctx->blocks[2]);
 293         ctx->dsp.idct_put(dest_v,              dct_linesize_chroma, ctx->blocks[3]);
 294         ctx->dsp.idct_put(dest_u + dct_offset, dct_linesize_chroma, ctx->blocks[6]);
 295         ctx->dsp.idct_put(dest_v + dct_offset, dct_linesize_chroma, ctx->blocks[7]);
 296     }
 297
 298     return 0;
 299 }
 300
 301 static int dnxhd_decode_macroblocks(DNXHDContext *ctx, uint8_t *buf, int buf_size)
 302 {
 303     int x, y;
 304     for (y = 0; y < ctx->mb_height; y++) {
 305         memset(ctx->last_dc, 4, sizeof(ctx->last_dc)); // 4 for levels +128
 306         init_get_bits(&ctx->gb, buf + ctx->mb_scan_index[y], (buf_size - ctx->mb_scan_index[y]) << 3);
 307         for (x = 0; x < ctx->mb_width; x++) {
 308             //START_TIMER;
 309             dnxhd_decode_macroblock(ctx, x, y);
 310             //STOP_TIMER("decode macroblock");
 311         }
 312     }
 313     return 0;
 314 }
 315
 316 static int dnxhd_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data, int *data_size,
 317                               uint8_t *buf, int buf_size)
 318 {
 319     DNXHDContext *ctx = avctx->priv_data;
 320     AVFrame *picture = data;
 321
 322     dprintf(avctx, "frame size %d\n", buf_size);
 323
 324     if (dnxhd_decode_header(ctx, buf, buf_size) < 0)
 325         return -1;
 326
 327     avctx->pix_fmt = PIX_FMT_YUV422P;
 328     if (avcodec_check_dimensions(avctx, ctx->width, ctx->height))
 329         return -1;
 330     avcodec_set_dimensions(avctx, ctx->width, ctx->height);
 331
 332     if (ctx->picture.data[0])
 333         avctx->release_buffer(avctx, &ctx->picture);
 334     if (avctx->get_buffer(avctx, &ctx->picture) < 0) {
 335         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
 336         return -1;
 337     }
 338
 339     dnxhd_decode_macroblocks(ctx, buf + 0x280, buf_size - 0x280);
 340
 341     *picture = ctx->picture;
 342     *data_size = sizeof(AVPicture);
 343     return buf_size;
 344 }
 345
 346 static int dnxhd_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 347 {
 348     DNXHDContext *ctx = avctx->priv_data;
 349
 350     if(ctx->picture.data[0])
 351         avctx->release_buffer(avctx, &ctx->picture);
 352     free_vlc(&ctx->ac_vlc);
 353     free_vlc(&ctx->dc_vlc);
 354     free_vlc(&ctx->run_vlc);
 355     return 0;
 356 }
 357
 358 AVCodec dnxhd_decoder = {
 359     "dnxhd",
 360     CODEC_TYPE_VIDEO,
 361     CODEC_ID_DNXHD,
 362     sizeof(DNXHDContext),
 363     dnxhd_decode_init,
 364     NULL,
 365     dnxhd_decode_close,
 366     dnxhd_decode_frame,
 367     CODEC_CAP_DR1,
 368 };