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