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