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 (cid != ctx->cid) {
  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
  75         free_vlc(&ctx->ac_vlc);
  76         free_vlc(&ctx->dc_vlc);
  77         free_vlc(&ctx->run_vlc);
  78
  79         init_vlc(&ctx->ac_vlc, DNXHD_VLC_BITS, 257,
  80                  ctx->cid_table->ac_bits, 1, 1,
  81                  ctx->cid_table->ac_codes, 2, 2, 0);
  82         init_vlc(&ctx->dc_vlc, DNXHD_DC_VLC_BITS, ctx->cid_table->bit_depth+4,
  83                  ctx->cid_table->dc_bits, 1, 1,
  84                  ctx->cid_table->dc_codes, 1, 1, 0);
  85         init_vlc(&ctx->run_vlc, DNXHD_VLC_BITS, 62,
  86                  ctx->cid_table->run_bits, 1, 1,
  87                  ctx->cid_table->run_codes, 2, 2, 0);
  88
  89         ff_init_scantable(ctx->dsp.idct_permutation, &ctx->scantable, ff_zigzag_direct);
  90         ctx->cid = cid;
  91     }
  92     return 0;
  93 }
  94
  95 static int dnxhd_decode_header(DNXHDContext *ctx, const uint8_t *buf, int buf_size, int first_field)
  96 {
  97     static const uint8_t header_prefix[] = { 0x00, 0x00, 0x02, 0x80, 0x01 };
  98     int i, cid;
  99
 100     if (buf_size < 0x280)
 101         return -1;
 102
 103     if (memcmp(buf, header_prefix, 5)) {
 104         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "error in header\n");
 105         return -1;
 106     }
 107     if (buf[5] & 2) { /* interlaced */
 108         ctx->cur_field = buf[5] & 1;
 109         ctx->picture.interlaced_frame = 1;
 110         ctx->picture.top_field_first = first_field ^ ctx->cur_field;
 111         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "interlaced %d, cur field %d\n", buf[5] & 3, ctx->cur_field);
 112     }
 113
 114     ctx->height = AV_RB16(buf + 0x18);
 115     ctx->width  = AV_RB16(buf + 0x1a);
 116
 117     av_dlog(ctx->avctx, "width %d, heigth %d\n", ctx->width, ctx->height);
 118
 119     if (buf[0x21] & 0x40) {
 120         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "10 bit per component\n");
 121         return -1;
 122     }
 123
 124     cid = AV_RB32(buf + 0x28);
 125     av_dlog(ctx->avctx, "compression id %d\n", cid);
 126
 127     if (dnxhd_init_vlc(ctx, cid) < 0)
 128         return -1;
 129
 130     if (buf_size < ctx->cid_table->coding_unit_size) {
 131         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "incorrect frame size\n");
 132         return -1;
 133     }
 134
 135     ctx->mb_width = ctx->width>>4;
 136     ctx->mb_height = buf[0x16d];
 137
 138     av_dlog(ctx->avctx, "mb width %d, mb height %d\n", ctx->mb_width, ctx->mb_height);
 139
 140     if ((ctx->height+15)>>4 == ctx->mb_height && ctx->picture.interlaced_frame)
 141         ctx->height <<= 1;
 142
 143     if (ctx->mb_height > 68 ||
 144         (ctx->mb_height<<ctx->picture.interlaced_frame) > (ctx->height+15)>>4) {
 145         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "mb height too big: %d\n", ctx->mb_height);
 146         return -1;
 147     }
 148
 149     for (i = 0; i < ctx->mb_height; i++) {
 150         ctx->mb_scan_index[i] = AV_RB32(buf + 0x170 + (i<<2));
 151         av_dlog(ctx->avctx, "mb scan index %d\n", ctx->mb_scan_index[i]);
 152         if (buf_size < ctx->mb_scan_index[i] + 0x280) {
 153             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid mb scan index\n");
 154             return -1;
 155         }
 156     }
 157
 158     return 0;
 159 }
 160
 161 static int dnxhd_decode_dc(DNXHDContext *ctx)
 162 {
 163     int len;
 164
 165     len = get_vlc2(&ctx->gb, ctx->dc_vlc.table, DNXHD_DC_VLC_BITS, 1);
 166     return len ? get_xbits(&ctx->gb, len) : 0;
 167 }
 168
 169 static void dnxhd_decode_dct_block(DNXHDContext *ctx, DCTELEM *block, int n, int qscale)
 170 {
 171     int i, j, index, index2;
 172     int level, component, sign;
 173     const uint8_t *weigth_matrix;
 174
 175     if (n&2) {
 176         component = 1 + (n&1);
 177         weigth_matrix = ctx->cid_table->chroma_weight;
 178     } else {
 179         component = 0;
 180         weigth_matrix = ctx->cid_table->luma_weight;
 181     }
 182
 183     ctx->last_dc[component] += dnxhd_decode_dc(ctx);
 184     block[0] = ctx->last_dc[component];
 185     //av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "dc %d\n", block[0]);
 186     for (i = 1; ; i++) {
 187         index = get_vlc2(&ctx->gb, ctx->ac_vlc.table, DNXHD_VLC_BITS, 2);
 188         //av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "index %d\n", index);
 189         level = ctx->cid_table->ac_level[index];
 190         if (!level) { /* EOB */
 191             //av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "EOB\n");
 192             return;
 193         }
 194         sign = get_sbits(&ctx->gb, 1);
 195
 196         if (ctx->cid_table->ac_index_flag[index]) {
 197             level += get_bits(&ctx->gb, ctx->cid_table->index_bits)<<6;
 198         }
 199
 200         if (ctx->cid_table->ac_run_flag[index]) {
 201             index2 = get_vlc2(&ctx->gb, ctx->run_vlc.table, DNXHD_VLC_BITS, 2);
 202             i += ctx->cid_table->run[index2];
 203         }
 204
 205         if (i > 63) {
 206             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "ac tex damaged %d, %d\n", n, i);
 207             return;
 208         }
 209
 210         j = ctx->scantable.permutated[i];
 211         //av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "j %d\n", j);
 212         //av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "level %d, weigth %d\n", level, weigth_matrix[i]);
 213         level = (2*level+1) * qscale * weigth_matrix[i];
 214         if (ctx->cid_table->bit_depth == 10) {
 215             if (weigth_matrix[i] != 8)
 216                 level += 8;
 217             level >>= 4;
 218         } else {
 219             if (weigth_matrix[i] != 32)
 220                 level += 32;
 221             level >>= 6;
 222         }
 223         //av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "i %d, j %d, end level %d\n", i, j, level);
 224         block[j] = (level^sign) - sign;
 225     }
 226 }
 227
 228 static int dnxhd_decode_macroblock(DNXHDContext *ctx, int x, int y)
 229 {
 230     int dct_linesize_luma   = ctx->picture.linesize[0];
 231     int dct_linesize_chroma = ctx->picture.linesize[1];
 232     uint8_t *dest_y, *dest_u, *dest_v;
 233     int dct_offset;
 234     int qscale, i;
 235
 236     qscale = get_bits(&ctx->gb, 11);
 237     skip_bits1(&ctx->gb);
 238     //av_log(ctx->avctx, AV_LOG_DEBUG, "qscale %d\n", qscale);
 239
 240     for (i = 0; i < 8; i++) {
 241         ctx->dsp.clear_block(ctx->blocks[i]);
 242         dnxhd_decode_dct_block(ctx, ctx->blocks[i], i, qscale);
 243     }
 244
 245     if (ctx->picture.interlaced_frame) {
 246         dct_linesize_luma   <<= 1;
 247         dct_linesize_chroma <<= 1;
 248     }
 249
 250     dest_y = ctx->picture.data[0] + ((y * dct_linesize_luma)   << 4) + (x << 4);
 251     dest_u = ctx->picture.data[1] + ((y * dct_linesize_chroma) << 4) + (x << 3);
 252     dest_v = ctx->picture.data[2] + ((y * dct_linesize_chroma) << 4) + (x << 3);
 253
 254     if (ctx->cur_field) {
 255         dest_y += ctx->picture.linesize[0];
 256         dest_u += ctx->picture.linesize[1];
 257         dest_v += ctx->picture.linesize[2];
 258     }
 259
 260     dct_offset = dct_linesize_luma << 3;
 261     ctx->dsp.idct_put(dest_y,                  dct_linesize_luma, ctx->blocks[0]);
 262     ctx->dsp.idct_put(dest_y + 8,              dct_linesize_luma, ctx->blocks[1]);
 263     ctx->dsp.idct_put(dest_y + dct_offset,     dct_linesize_luma, ctx->blocks[4]);
 264     ctx->dsp.idct_put(dest_y + dct_offset + 8, dct_linesize_luma, ctx->blocks[5]);
 265
 266     if (!(ctx->avctx->flags & CODEC_FLAG_GRAY)) {
 267         dct_offset = dct_linesize_chroma << 3;
 268         ctx->dsp.idct_put(dest_u,              dct_linesize_chroma, ctx->blocks[2]);
 269         ctx->dsp.idct_put(dest_v,              dct_linesize_chroma, ctx->blocks[3]);
 270         ctx->dsp.idct_put(dest_u + dct_offset, dct_linesize_chroma, ctx->blocks[6]);
 271         ctx->dsp.idct_put(dest_v + dct_offset, dct_linesize_chroma, ctx->blocks[7]);
 272     }
 273
 274     return 0;
 275 }
 276
 277 static int dnxhd_decode_macroblocks(DNXHDContext *ctx, const uint8_t *buf, int buf_size)
 278 {
 279     int x, y;
 280     for (y = 0; y < ctx->mb_height; y++) {
 281         ctx->last_dc[0] =
 282         ctx->last_dc[1] =
 283         ctx->last_dc[2] = 1<<(ctx->cid_table->bit_depth+2); // for levels +2^(bitdepth-1)
 284         init_get_bits(&ctx->gb, buf + ctx->mb_scan_index[y], (buf_size - ctx->mb_scan_index[y]) << 3);
 285         for (x = 0; x < ctx->mb_width; x++) {
 286             //START_TIMER;
 287             dnxhd_decode_macroblock(ctx, x, y);
 288             //STOP_TIMER("decode macroblock");
 289         }
 290     }
 291     return 0;
 292 }
 293
 294 static int dnxhd_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data, int *data_size,
 295                               AVPacket *avpkt)
 296 {
 297     const uint8_t *buf = avpkt->data;
 298     int buf_size = avpkt->size;
 299     DNXHDContext *ctx = avctx->priv_data;
 300     AVFrame *picture = data;
 301     int first_field = 1;
 302
 303     av_dlog(avctx, "frame size %d\n", buf_size);
 304
 305  decode_coding_unit:
 306     if (dnxhd_decode_header(ctx, buf, buf_size, first_field) < 0)
 307         return -1;
 308
 309     if ((avctx->width || avctx->height) &&
 310         (ctx->width != avctx->width || ctx->height != avctx->height)) {
 311         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "frame size changed: %dx%d -> %dx%d\n",
 312                avctx->width, avctx->height, ctx->width, ctx->height);
 313         first_field = 1;
 314     }
 315
 316     avctx->pix_fmt = PIX_FMT_YUV422P;
 317     if (av_image_check_size(ctx->width, ctx->height, 0, avctx))
 318         return -1;
 319     avcodec_set_dimensions(avctx, ctx->width, ctx->height);
 320
 321     if (first_field) {
 322         if (ctx->picture.data[0])
 323             avctx->release_buffer(avctx, &ctx->picture);
 324         if (avctx->get_buffer(avctx, &ctx->picture) < 0) {
 325             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
 326             return -1;
 327         }
 328     }
 329
 330     dnxhd_decode_macroblocks(ctx, buf + 0x280, buf_size - 0x280);
 331
 332     if (first_field && ctx->picture.interlaced_frame) {
 333         buf      += ctx->cid_table->coding_unit_size;
 334         buf_size -= ctx->cid_table->coding_unit_size;
 335         first_field = 0;
 336         goto decode_coding_unit;
 337     }
 338
 339     *picture = ctx->picture;
 340     *data_size = sizeof(AVPicture);
 341     return buf_size;
 342 }
 343
 344 static av_cold int dnxhd_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 345 {
 346     DNXHDContext *ctx = avctx->priv_data;
 347
 348     if (ctx->picture.data[0])
 349         avctx->release_buffer(avctx, &ctx->picture);
 350     free_vlc(&ctx->ac_vlc);
 351     free_vlc(&ctx->dc_vlc);
 352     free_vlc(&ctx->run_vlc);
 353     return 0;
 354 }
 355
 356 AVCodec ff_dnxhd_decoder = {
 357     "dnxhd",
 358     AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 359     CODEC_ID_DNXHD,
 360     sizeof(DNXHDContext),
 361     dnxhd_decode_init,
 362     NULL,
 363     dnxhd_decode_close,
 364     dnxhd_decode_frame,
 365     CODEC_CAP_DR1,
 366     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("VC3/DNxHD"),
 367 };