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 "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     avcodec_get_frame_defaults(&ctx->picture);
  59     ctx->picture.type = AV_PICTURE_TYPE_I;
  60     ctx->picture.key_frame = 1;
  61     return 0;
  62 }
  63
  64 static int dnxhd_init_vlc(DNXHDContext *ctx, int cid)
  65 {
  66     if (!ctx->cid_table) {
  67         int index;
  68
  69         if ((index = ff_dnxhd_get_cid_table(cid)) < 0) {
  70             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported cid %d\n", cid);
  71             return -1;
  72         }
  73         ctx->cid_table = &ff_dnxhd_cid_table[index];
  74         init_vlc(&ctx->ac_vlc, DNXHD_VLC_BITS, 257,
  75                  ctx->cid_table->ac_bits, 1, 1,
  76                  ctx->cid_table->ac_codes, 2, 2, 0);
  77         init_vlc(&ctx->dc_vlc, DNXHD_DC_VLC_BITS, ctx->cid_table->bit_depth+4,
  78                  ctx->cid_table->dc_bits, 1, 1,
  79                  ctx->cid_table->dc_codes, 1, 1, 0);
  80         init_vlc(&ctx->run_vlc, DNXHD_VLC_BITS, 62,
  81                  ctx->cid_table->run_bits, 1, 1,
  82                  ctx->cid_table->run_codes, 2, 2, 0);
  83
  84         ff_init_scantable(ctx->dsp.idct_permutation, &ctx->scantable, ff_zigzag_direct);
  85     }
  86     return 0;
  87 }
  88
  89 static int dnxhd_decode_header(DNXHDContext *ctx, const uint8_t *buf, int buf_size, int first_field)
  90 {
  91     static const uint8_t header_prefix[] = { 0x00, 0x00, 0x02, 0x80, 0x01 };
  92     int i;
  93
  94     if (buf_size < 0x280)
  95         return -1;
  96
  97     if (memcmp(buf, header_prefix, 5)) {
  98         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "error in header\n");
  99         return -1;
 100     }
 101     if (buf[5] & 2) { /* interlaced */
 102         ctx->cur_field = buf[5] & 1;
 103         ctx->picture.interlaced_frame = 1;
 104         ctx->picture.top_field_first = first_field ^ ctx->cur_field;
 105         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "interlaced %d, cur field %d\n", buf[5] & 3, ctx->cur_field);
 106     }
 107
 108     ctx->height = AV_RB16(buf + 0x18);
 109     ctx->width  = AV_RB16(buf + 0x1a);
 110
 111     av_dlog(ctx->avctx, "width %d, heigth %d\n", ctx->width, ctx->height);
 112
 113     if (buf[0x21] & 0x40) {
 114         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "10 bit per component\n");
 115         return -1;
 116     }
 117
 118     ctx->cid = AV_RB32(buf + 0x28);
 119     av_dlog(ctx->avctx, "compression id %d\n", ctx->cid);
 120
 121     if (dnxhd_init_vlc(ctx, ctx->cid) < 0)
 122         return -1;
 123
 124     if (buf_size < ctx->cid_table->coding_unit_size) {
 125         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "incorrect frame size\n");
 126         return -1;
 127     }
 128
 129     ctx->mb_width = ctx->width>>4;
 130     ctx->mb_height = buf[0x16d];
 131
 132     av_dlog(ctx->avctx, "mb width %d, mb height %d\n", ctx->mb_width, ctx->mb_height);
 133
 134     if ((ctx->height+15)>>4 == ctx->mb_height && ctx->picture.interlaced_frame)
 135         ctx->height <<= 1;
 136
 137     if (ctx->mb_height > 68 ||
 138         (ctx->mb_height<<ctx->picture.interlaced_frame) > (ctx->height+15)>>4) {
 139         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "mb height too big: %d\n", ctx->mb_height);
 140         return -1;
 141     }
 142
 143     for (i = 0; i < ctx->mb_height; i++) {
 144         ctx->mb_scan_index[i] = AV_RB32(buf + 0x170 + (i<<2));
 145         av_dlog(ctx->avctx, "mb scan index %d\n", ctx->mb_scan_index[i]);
 146         if (buf_size < ctx->mb_scan_index[i] + 0x280) {
 147             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid mb scan index\n");
 148             return -1;
 149         }
 150     }
 151
 152     return 0;
 153 }
 154
 155 static int dnxhd_decode_dc(DNXHDContext *ctx)
 156 {
 157     int len;
 158
 159     len = get_vlc2(&ctx->gb, ctx->dc_vlc.table, DNXHD_DC_VLC_BITS, 1);
 160     return len ? get_xbits(&ctx->gb, len) : 0;
 161 }
 162
 163 static void dnxhd_decode_dct_block(DNXHDContext *ctx, DCTELEM *block, int n, int qscale)
 164 {
 165     int i, j, index, index2;
 166     int level, component, sign;
 167     const uint8_t *weigth_matrix;
 168
 169     if (n&2) {
 170         component = 1 + (n&1);
 171         weigth_matrix = ctx->cid_table->chroma_weight;
 172     } else {
 173         component = 0;
 174         weigth_matrix = ctx->cid_table->luma_weight;
 175     }
 176
 177     ctx->last_dc[component] += dnxhd_decode_dc(ctx);
 178     block[0] = ctx->last_dc[component];
 179     //av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "dc %d\n", block[0]);
 180     for (i = 1; ; i++) {
 181         index = get_vlc2(&ctx->gb, ctx->ac_vlc.table, DNXHD_VLC_BITS, 2);
 182         //av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "index %d\n", index);
 183         level = ctx->cid_table->ac_level[index];
 184         if (!level) { /* EOB */
 185             //av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "EOB\n");
 186             return;
 187         }
 188         sign = get_sbits(&ctx->gb, 1);
 189
 190         if (ctx->cid_table->ac_index_flag[index]) {
 191             level += get_bits(&ctx->gb, ctx->cid_table->index_bits)<<6;
 192         }
 193
 194         if (ctx->cid_table->ac_run_flag[index]) {
 195             index2 = get_vlc2(&ctx->gb, ctx->run_vlc.table, DNXHD_VLC_BITS, 2);
 196             i += ctx->cid_table->run[index2];
 197         }
 198
 199         if (i > 63) {
 200             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "ac tex damaged %d, %d\n", n, i);
 201             return;
 202         }
 203
 204         j = ctx->scantable.permutated[i];
 205         //av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "j %d\n", j);
 206         //av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "level %d, weigth %d\n", level, weigth_matrix[i]);
 207         level = (2*level+1) * qscale * weigth_matrix[i];
 208         if (ctx->cid_table->bit_depth == 10) {
 209             if (weigth_matrix[i] != 8)
 210                 level += 8;
 211             level >>= 4;
 212         } else {
 213             if (weigth_matrix[i] != 32)
 214                 level += 32;
 215             level >>= 6;
 216         }
 217         //av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "i %d, j %d, end level %d\n", i, j, level);
 218         block[j] = (level^sign) - sign;
 219     }
 220 }
 221
 222 static int dnxhd_decode_macroblock(DNXHDContext *ctx, int x, int y)
 223 {
 224     int dct_linesize_luma   = ctx->picture.linesize[0];
 225     int dct_linesize_chroma = ctx->picture.linesize[1];
 226     uint8_t *dest_y, *dest_u, *dest_v;
 227     int dct_offset;
 228     int qscale, i;
 229
 230     qscale = get_bits(&ctx->gb, 11);
 231     skip_bits1(&ctx->gb);
 232     //av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "qscale %d\n", qscale);
 233
 234     for (i = 0; i < 8; i++) {
 235         ctx->dsp.clear_block(ctx->blocks[i]);
 236         dnxhd_decode_dct_block(ctx, ctx->blocks[i], i, qscale);
 237     }
 238
 239     if (ctx->picture.interlaced_frame) {
 240         dct_linesize_luma   <<= 1;
 241         dct_linesize_chroma <<= 1;
 242     }
 243
 244     dest_y = ctx->picture.data[0] + ((y * dct_linesize_luma)   << 4) + (x << 4);
 245     dest_u = ctx->picture.data[1] + ((y * dct_linesize_chroma) << 4) + (x << 3);
 246     dest_v = ctx->picture.data[2] + ((y * dct_linesize_chroma) << 4) + (x << 3);
 247
 248     if (ctx->cur_field) {
 249         dest_y += ctx->picture.linesize[0];
 250         dest_u += ctx->picture.linesize[1];
 251         dest_v += ctx->picture.linesize[2];
 252     }
 253
 254     dct_offset = dct_linesize_luma << 3;
 255     ctx->dsp.idct_put(dest_y,                  dct_linesize_luma, ctx->blocks[0]);
 256     ctx->dsp.idct_put(dest_y + 8,              dct_linesize_luma, ctx->blocks[1]);
 257     ctx->dsp.idct_put(dest_y + dct_offset,     dct_linesize_luma, ctx->blocks[4]);
 258     ctx->dsp.idct_put(dest_y + dct_offset + 8, dct_linesize_luma, ctx->blocks[5]);
 259
 260     if (!(ctx->avctx->flags & CODEC_FLAG_GRAY)) {
 261         dct_offset = dct_linesize_chroma << 3;
 262         ctx->dsp.idct_put(dest_u,              dct_linesize_chroma, ctx->blocks[2]);
 263         ctx->dsp.idct_put(dest_v,              dct_linesize_chroma, ctx->blocks[3]);
 264         ctx->dsp.idct_put(dest_u + dct_offset, dct_linesize_chroma, ctx->blocks[6]);
 265         ctx->dsp.idct_put(dest_v + dct_offset, dct_linesize_chroma, ctx->blocks[7]);
 266     }
 267
 268     return 0;
 269 }
 270
 271 static int dnxhd_decode_macroblocks(DNXHDContext *ctx, const uint8_t *buf, int buf_size)
 272 {
 273     int x, y;
 274     for (y = 0; y < ctx->mb_height; y++) {
 275         ctx->last_dc[0] =
 276         ctx->last_dc[1] =
 277         ctx->last_dc[2] = 1<<(ctx->cid_table->bit_depth+2); // for levels +2^(bitdepth-1)
 278         init_get_bits(&ctx->gb, buf + ctx->mb_scan_index[y], (buf_size - ctx->mb_scan_index[y]) << 3);
 279         for (x = 0; x < ctx->mb_width; x++) {
 280             //START_TIMER;
 281             dnxhd_decode_macroblock(ctx, x, y);
 282             //STOP_TIMER("decode macroblock");
 283         }
 284     }
 285     return 0;
 286 }
 287
 288 static int dnxhd_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data, int *data_size,
 289                               AVPacket *avpkt)
 290 {
 291     const uint8_t *buf = avpkt->data;
 292     int buf_size = avpkt->size;
 293     DNXHDContext *ctx = avctx->priv_data;
 294     AVFrame *picture = data;
 295     int first_field = 1;
 296
 297     av_dlog(avctx, "frame size %d\n", buf_size);
 298
 299  decode_coding_unit:
 300     if (dnxhd_decode_header(ctx, buf, buf_size, first_field) < 0)
 301         return -1;
 302
 303     if ((avctx->width || avctx->height) &&
 304         (ctx->width != avctx->width || ctx->height != avctx->height)) {
 305         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "frame size changed: %dx%d -> %dx%d\n",
 306                avctx->width, avctx->height, ctx->width, ctx->height);
 307         first_field = 1;
 308     }
 309
 310     avctx->pix_fmt = PIX_FMT_YUV422P;
 311     if (av_image_check_size(ctx->width, ctx->height, 0, avctx))
 312         return -1;
 313     avcodec_set_dimensions(avctx, ctx->width, ctx->height);
 314
 315     if (first_field) {
 316         if (ctx->picture.data[0])
 317             avctx->release_buffer(avctx, &ctx->picture);
 318         if (avctx->get_buffer(avctx, &ctx->picture) < 0) {
 319             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
 320             return -1;
 321         }
 322     }
 323
 324     dnxhd_decode_macroblocks(ctx, buf + 0x280, buf_size - 0x280);
 325
 326     if (first_field && ctx->picture.interlaced_frame) {
 327         buf      += ctx->cid_table->coding_unit_size;
 328         buf_size -= ctx->cid_table->coding_unit_size;
 329         first_field = 0;
 330         goto decode_coding_unit;
 331     }
 332
 333     *picture = ctx->picture;
 334     *data_size = sizeof(AVPicture);
 335     return buf_size;
 336 }
 337
 338 static av_cold int dnxhd_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 339 {
 340     DNXHDContext *ctx = avctx->priv_data;
 341
 342     if (ctx->picture.data[0])
 343         avctx->release_buffer(avctx, &ctx->picture);
 344     free_vlc(&ctx->ac_vlc);
 345     free_vlc(&ctx->dc_vlc);
 346     free_vlc(&ctx->run_vlc);
 347     return 0;
 348 }
 349
 350 AVCodec ff_dnxhd_decoder = {
 351     "dnxhd",
 352     AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 353     CODEC_ID_DNXHD,
 354     sizeof(DNXHDContext),
 355     dnxhd_decode_init,
 356     NULL,
 357     dnxhd_decode_close,
 358     dnxhd_decode_frame,
 359     CODEC_CAP_DR1,
 360     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("VC3/DNxHD"),
 361 };