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 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 //#define TRACE
  23 //#define DEBUG
  24
  25 #include "libavutil/imgutils.h"
  26 #include "avcodec.h"
  27 #include "get_bits.h"
  28 #include "dnxhddata.h"
  29 #include "dsputil.h"
  30
  31 typedef struct {
  32     AVCodecContext *avctx;
  33     AVFrame picture;
  34     GetBitContext gb;
  35     int cid;                            ///< compression id
  36     unsigned int width, height;
  37     unsigned int mb_width, mb_height;
  38     uint32_t mb_scan_index[68];         /* max for 1080p */
  39     int cur_field;                      ///< current interlaced field
  40     VLC ac_vlc, dc_vlc, run_vlc;
  41     int last_dc[3];
  42     DSPContext dsp;
  43     DECLARE_ALIGNED(16, DCTELEM, blocks)[8][64];
  44     ScanTable scantable;
  45     const CIDEntry *cid_table;
  46 } DNXHDContext;
  47
  48 #define DNXHD_VLC_BITS 9
  49 #define DNXHD_DC_VLC_BITS 7
  50
  51 static av_cold int dnxhd_decode_init(AVCodecContext *avctx)
  52 {
  53     DNXHDContext *ctx = avctx->priv_data;
  54
  55     ctx->avctx = avctx;
  56     dsputil_init(&ctx->dsp, avctx);
  57     avctx->coded_frame = &ctx->picture;
  58     ctx->picture.type = AV_PICTURE_TYPE_I;
  59     ctx->picture.key_frame = 1;
  60     return 0;
  61 }
  62
  63 static int dnxhd_init_vlc(DNXHDContext *ctx, int cid)
  64 {
  65     if (!ctx->cid_table) {
  66         int index;
  67
  68         if ((index = ff_dnxhd_get_cid_table(cid)) < 0) {
  69             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported cid %d\n", cid);
  70             return -1;
  71         }
  72         ctx->cid_table = &ff_dnxhd_cid_table[index];
  73         init_vlc(&ctx->ac_vlc, DNXHD_VLC_BITS, 257,
  74                  ctx->cid_table->ac_bits, 1, 1,
  75                  ctx->cid_table->ac_codes, 2, 2, 0);
  76         init_vlc(&ctx->dc_vlc, DNXHD_DC_VLC_BITS, ctx->cid_table->bit_depth+4,
  77                  ctx->cid_table->dc_bits, 1, 1,
  78                  ctx->cid_table->dc_codes, 1, 1, 0);
  79         init_vlc(&ctx->run_vlc, DNXHD_VLC_BITS, 62,
  80                  ctx->cid_table->run_bits, 1, 1,
  81                  ctx->cid_table->run_codes, 2, 2, 0);
  82
  83         ff_init_scantable(ctx->dsp.idct_permutation, &ctx->scantable, ff_zigzag_direct);
  84     }
  85     return 0;
  86 }
  87
  88 static int dnxhd_decode_header(DNXHDContext *ctx, const uint8_t *buf, int buf_size, int first_field)
  89 {
  90     static const uint8_t header_prefix[] = { 0x00, 0x00, 0x02, 0x80, 0x01 };
  91     int i;
  92
  93     if (buf_size < 0x280)
  94         return -1;
  95
  96     if (memcmp(buf, header_prefix, 5)) {
  97         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "error in header\n");
  98         return -1;
  99     }
 100     if (buf[5] & 2) { /* interlaced */
 101         ctx->cur_field = buf[5] & 1;
 102         ctx->picture.interlaced_frame = 1;
 103         ctx->picture.top_field_first = first_field ^ ctx->cur_field;
 104         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "interlaced %d, cur field %d\n", buf[5] & 3, ctx->cur_field);
 105     }
 106
 107     ctx->height = AV_RB16(buf + 0x18);
 108     ctx->width  = AV_RB16(buf + 0x1a);
 109
 110     av_dlog(ctx->avctx, "width %d, heigth %d\n", ctx->width, ctx->height);
 111
 112     if (buf[0x21] & 0x40) {
 113         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "10 bit per component\n");
 114         return -1;
 115     }
 116
 117     ctx->cid = AV_RB32(buf + 0x28);
 118     av_dlog(ctx->avctx, "compression id %d\n", ctx->cid);
 119
 120     if (dnxhd_init_vlc(ctx, ctx->cid) < 0)
 121         return -1;
 122
 123     if (buf_size < ctx->cid_table->coding_unit_size) {
 124         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "incorrect frame size\n");
 125         return -1;
 126     }
 127
 128     ctx->mb_width = ctx->width>>4;
 129     ctx->mb_height = buf[0x16d];
 130
 131     av_dlog(ctx->avctx, "mb width %d, mb height %d\n", ctx->mb_width, ctx->mb_height);
 132
 133     if ((ctx->height+15)>>4 == ctx->mb_height && ctx->picture.interlaced_frame)
 134         ctx->height <<= 1;
 135
 136     if (ctx->mb_height > 68 ||
 137         (ctx->mb_height<<ctx->picture.interlaced_frame) > (ctx->height+15)>>4) {
 138         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "mb height too big: %d\n", ctx->mb_height);
 139         return -1;
 140     }
 141
 142     for (i = 0; i < ctx->mb_height; i++) {
 143         ctx->mb_scan_index[i] = AV_RB32(buf + 0x170 + (i<<2));
 144         av_dlog(ctx->avctx, "mb scan index %d\n", ctx->mb_scan_index[i]);
 145         if (buf_size < ctx->mb_scan_index[i] + 0x280) {
 146             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid mb scan index\n");
 147             return -1;
 148         }
 149     }
 150
 151     return 0;
 152 }
 153
 154 static int dnxhd_decode_dc(DNXHDContext *ctx)
 155 {
 156     int len;
 157
 158     len = get_vlc2(&ctx->gb, ctx->dc_vlc.table, DNXHD_DC_VLC_BITS, 1);
 159     return len ? get_xbits(&ctx->gb, len) : 0;
 160 }
 161
 162 static void dnxhd_decode_dct_block(DNXHDContext *ctx, DCTELEM *block, int n, int qscale)
 163 {
 164     int i, j, index, index2;
 165     int level, component, sign;
 166     const uint8_t *weigth_matrix;
 167
 168     if (n&2) {
 169         component = 1 + (n&1);
 170         weigth_matrix = ctx->cid_table->chroma_weight;
 171     } else {
 172         component = 0;
 173         weigth_matrix = ctx->cid_table->luma_weight;
 174     }
 175
 176     ctx->last_dc[component] += dnxhd_decode_dc(ctx);
 177     block[0] = ctx->last_dc[component];
 178     //av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "dc %d\n", block[0]);
 179     for (i = 1; ; i++) {
 180         index = get_vlc2(&ctx->gb, ctx->ac_vlc.table, DNXHD_VLC_BITS, 2);
 181         //av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "index %d\n", index);
 182         level = ctx->cid_table->ac_level[index];
 183         if (!level) { /* EOB */
 184             //av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "EOB\n");
 185             return;
 186         }
 187         sign = get_sbits(&ctx->gb, 1);
 188
 189         if (ctx->cid_table->ac_index_flag[index]) {
 190             level += get_bits(&ctx->gb, ctx->cid_table->index_bits)<<6;
 191         }
 192
 193         if (ctx->cid_table->ac_run_flag[index]) {
 194             index2 = get_vlc2(&ctx->gb, ctx->run_vlc.table, DNXHD_VLC_BITS, 2);
 195             i += ctx->cid_table->run[index2];
 196         }
 197
 198         if (i > 63) {
 199             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "ac tex damaged %d, %d\n", n, i);
 200             return;
 201         }
 202
 203         j = ctx->scantable.permutated[i];
 204         //av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "j %d\n", j);
 205         //av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "level %d, weigth %d\n", level, weigth_matrix[i]);
 206         level = (2*level+1) * qscale * weigth_matrix[i];
 207         if (ctx->cid_table->bit_depth == 10) {
 208             if (weigth_matrix[i] != 8)
 209                 level += 8;
 210             level >>= 4;
 211         } else {
 212             if (weigth_matrix[i] != 32)
 213                 level += 32;
 214             level >>= 6;
 215         }
 216         //av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "i %d, j %d, end level %d\n", i, j, level);
 217         block[j] = (level^sign) - sign;
 218     }
 219 }
 220
 221 static int dnxhd_decode_macroblock(DNXHDContext *ctx, int x, int y)
 222 {
 223     int dct_linesize_luma   = ctx->picture.linesize[0];
 224     int dct_linesize_chroma = ctx->picture.linesize[1];
 225     uint8_t *dest_y, *dest_u, *dest_v;
 226     int dct_offset;
 227     int qscale, i;
 228
 229     qscale = get_bits(&ctx->gb, 11);
 230     skip_bits1(&ctx->gb);
 231     //av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "qscale %d\n", qscale);
 232
 233     for (i = 0; i < 8; i++) {
 234         ctx->dsp.clear_block(ctx->blocks[i]);
 235         dnxhd_decode_dct_block(ctx, ctx->blocks[i], i, qscale);
 236     }
 237
 238     if (ctx->picture.interlaced_frame) {
 239         dct_linesize_luma   <<= 1;
 240         dct_linesize_chroma <<= 1;
 241     }
 242
 243     dest_y = ctx->picture.data[0] + ((y * dct_linesize_luma)   << 4) + (x << 4);
 244     dest_u = ctx->picture.data[1] + ((y * dct_linesize_chroma) << 4) + (x << 3);
 245     dest_v = ctx->picture.data[2] + ((y * dct_linesize_chroma) << 4) + (x << 3);
 246
 247     if (ctx->cur_field) {
 248         dest_y += ctx->picture.linesize[0];
 249         dest_u += ctx->picture.linesize[1];
 250         dest_v += ctx->picture.linesize[2];
 251     }
 252
 253     dct_offset = dct_linesize_luma << 3;
 254     ctx->dsp.idct_put(dest_y,                  dct_linesize_luma, ctx->blocks[0]);
 255     ctx->dsp.idct_put(dest_y + 8,              dct_linesize_luma, ctx->blocks[1]);
 256     ctx->dsp.idct_put(dest_y + dct_offset,     dct_linesize_luma, ctx->blocks[4]);
 257     ctx->dsp.idct_put(dest_y + dct_offset + 8, dct_linesize_luma, ctx->blocks[5]);
 258
 259     if (!(ctx->avctx->flags & CODEC_FLAG_GRAY)) {
 260         dct_offset = dct_linesize_chroma << 3;
 261         ctx->dsp.idct_put(dest_u,              dct_linesize_chroma, ctx->blocks[2]);
 262         ctx->dsp.idct_put(dest_v,              dct_linesize_chroma, ctx->blocks[3]);
 263         ctx->dsp.idct_put(dest_u + dct_offset, dct_linesize_chroma, ctx->blocks[6]);
 264         ctx->dsp.idct_put(dest_v + dct_offset, dct_linesize_chroma, ctx->blocks[7]);
 265     }
 266
 267     return 0;
 268 }
 269
 270 static int dnxhd_decode_macroblocks(DNXHDContext *ctx, const uint8_t *buf, int buf_size)
 271 {
 272     int x, y;
 273     for (y = 0; y < ctx->mb_height; y++) {
 274         ctx->last_dc[0] =
 275         ctx->last_dc[1] =
 276         ctx->last_dc[2] = 1<<(ctx->cid_table->bit_depth+2); // for levels +2^(bitdepth-1)
 277         init_get_bits(&ctx->gb, buf + ctx->mb_scan_index[y], (buf_size - ctx->mb_scan_index[y]) << 3);
 278         for (x = 0; x < ctx->mb_width; x++) {
 279             //START_TIMER;
 280             dnxhd_decode_macroblock(ctx, x, y);
 281             //STOP_TIMER("decode macroblock");
 282         }
 283     }
 284     return 0;
 285 }
 286
 287 static int dnxhd_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data, int *data_size,
 288                               AVPacket *avpkt)
 289 {
 290     const uint8_t *buf = avpkt->data;
 291     int buf_size = avpkt->size;
 292     DNXHDContext *ctx = avctx->priv_data;
 293     AVFrame *picture = data;
 294     int first_field = 1;
 295
 296     av_dlog(avctx, "frame size %d\n", buf_size);
 297
 298  decode_coding_unit:
 299     if (dnxhd_decode_header(ctx, buf, buf_size, first_field) < 0)
 300         return -1;
 301
 302     if ((avctx->width || avctx->height) &&
 303         (ctx->width != avctx->width || ctx->height != avctx->height)) {
 304         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "frame size changed: %dx%d -> %dx%d\n",
 305                avctx->width, avctx->height, ctx->width, ctx->height);
 306         first_field = 1;
 307     }
 308
 309     avctx->pix_fmt = PIX_FMT_YUV422P;
 310     if (av_image_check_size(ctx->width, ctx->height, 0, avctx))
 311         return -1;
 312     avcodec_set_dimensions(avctx, ctx->width, ctx->height);
 313
 314     if (first_field) {
 315         if (ctx->picture.data[0])
 316             avctx->release_buffer(avctx, &ctx->picture);
 317         if (avctx->get_buffer(avctx, &ctx->picture) < 0) {
 318             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
 319             return -1;
 320         }
 321     }
 322
 323     dnxhd_decode_macroblocks(ctx, buf + 0x280, buf_size - 0x280);
 324
 325     if (first_field && ctx->picture.interlaced_frame) {
 326         buf      += ctx->cid_table->coding_unit_size;
 327         buf_size -= ctx->cid_table->coding_unit_size;
 328         first_field = 0;
 329         goto decode_coding_unit;
 330     }
 331
 332     *picture = ctx->picture;
 333     *data_size = sizeof(AVPicture);
 334     return buf_size;
 335 }
 336
 337 static av_cold int dnxhd_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 338 {
 339     DNXHDContext *ctx = avctx->priv_data;
 340
 341     if (ctx->picture.data[0])
 342         avctx->release_buffer(avctx, &ctx->picture);
 343     free_vlc(&ctx->ac_vlc);
 344     free_vlc(&ctx->dc_vlc);
 345     free_vlc(&ctx->run_vlc);
 346     return 0;
 347 }
 348
 349 AVCodec ff_dnxhd_decoder = {
 350     "dnxhd",
 351     AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 352     CODEC_ID_DNXHD,
 353     sizeof(DNXHDContext),
 354     dnxhd_decode_init,
 355     NULL,
 356     dnxhd_decode_close,
 357     dnxhd_decode_frame,
 358     CODEC_CAP_DR1,
 359     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("VC3/DNxHD"),
 360 };