git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/ffv1.c

   1 /*
   2  * FFV1 codec for libavcodec
   3  *
   4  * Copyright (c) 2003 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
   5  *
   6  * This file is part of Libav.
   7  *
   8  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 /**
  24  * @file
  25  * FF Video Codec 1 (a lossless codec)
  26  */
  27
  28 #include "libavutil/attributes.h"
  29 #include "libavutil/avassert.h"
  30 #include "avcodec.h"
  31 #include "get_bits.h"
  32 #include "put_bits.h"
  33 #include "rangecoder.h"
  34 #include "golomb.h"
  35 #include "mathops.h"
  36 #include "ffv1.h"
  37
  38 const int8_t ffv1_quant5_10bit[256] = {
  39      0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  1,  1,  1,  1,  1,
  40      1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,
  41      1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,
  42      1,  1,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,
  43      2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,
  44      2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,
  45      2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,
  46      2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,
  47     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
  48     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
  49     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
  50     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
  51     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -1,
  52     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
  53     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,
  54     -1, -1, -1, -1, -1, -1, -0, -0, -0, -0, -0, -0, -0, -0, -0, -0,
  55 };
  56
  57 const int8_t ffv1_quant5[256] = {
  58      0,  1,  1,  1,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,
  59      2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,
  60      2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,
  61      2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,
  62      2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,
  63      2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,
  64      2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,
  65      2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,
  66     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
  67     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
  68     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
  69     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
  70     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
  71     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
  72     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
  73     -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -1, -1, -1,
  74 };
  75
  76 const int8_t ffv1_quant9_10bit[256] = {
  77      0,  0,  0,  0,  0,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  1,  2,  2,  2,
  78      2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  2,  3,  3,  3,  3,  3,
  79      3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,
  80      3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,
  81      4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,
  82      4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,
  83      4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,
  84      4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,
  85     -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4,
  86     -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4,
  87     -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4,
  88     -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4,
  89     -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3,
  90     -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3,
  91     -3, -3, -3, -3, -3, -3, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2, -2,
  92     -2, -2, -2, -2, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -0, -0, -0, -0,
  93 };
  94
  95 const int8_t ffv1_quant11[256] = {
  96      0,  1,  2,  2,  2,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  3,  4,  4,  4,  4,
  97      4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,  4,
  98      4,  4,  4,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,
  99      5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,
 100      5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,
 101      5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,
 102      5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,
 103      5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,  5,
 104     -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5,
 105     -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5,
 106     -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5,
 107     -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5,
 108     -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5,
 109     -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -5, -4, -4,
 110     -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4, -4,
 111     -4, -4, -4, -4, -4, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -3, -2, -2, -2, -1,
 112 };
 113
 114 const uint8_t ffv1_ver2_state[256] = {
 115       0,  10,  10,  10,  10,  16,  16,  16,  28,  16,  16,  29,  42,  49,  20,  49,
 116      59,  25,  26,  26,  27,  31,  33,  33,  33,  34,  34,  37,  67,  38,  39,  39,
 117      40,  40,  41,  79,  43,  44,  45,  45,  48,  48,  64,  50,  51,  52,  88,  52,
 118      53,  74,  55,  57,  58,  58,  74,  60,  101, 61,  62,  84,  66,  66,  68,  69,
 119      87,  82,  71,  97,  73,  73,  82,  75,  111, 77,  94,  78,  87,  81,  83,  97,
 120      85,  83,  94,  86,  99,  89,  90,  99,  111, 92,  93,  134, 95,  98,  105, 98,
 121     105, 110, 102, 108, 102, 118, 103, 106, 106, 113, 109, 112, 114, 112, 116, 125,
 122     115, 116, 117, 117, 126, 119, 125, 121, 121, 123, 145, 124, 126, 131, 127, 129,
 123     165, 130, 132, 138, 133, 135, 145, 136, 137, 139, 146, 141, 143, 142, 144, 148,
 124     147, 155, 151, 149, 151, 150, 152, 157, 153, 154, 156, 168, 158, 162, 161, 160,
 125     172, 163, 169, 164, 166, 184, 167, 170, 177, 174, 171, 173, 182, 176, 180, 178,
 126     175, 189, 179, 181, 186, 183, 192, 185, 200, 187, 191, 188, 190, 197, 193, 196,
 127     197, 194, 195, 196, 198, 202, 199, 201, 210, 203, 207, 204, 205, 206, 208, 214,
 128     209, 211, 221, 212, 213, 215, 224, 216, 217, 218, 219, 220, 222, 228, 223, 225,
 129     226, 224, 227, 229, 240, 230, 231, 232, 233, 234, 235, 236, 238, 239, 237, 242,
 130     241, 243, 242, 244, 245, 246, 247, 248, 249, 250, 251, 252, 252, 253, 254, 255,
 131 };
 132
 133
 134 av_cold int ffv1_common_init(AVCodecContext *avctx)
 135 {
 136     FFV1Context *s = avctx->priv_data;
 137
 138     s->avctx = avctx;
 139     s->flags = avctx->flags;
 140
 141     if (!avctx->width || !avctx->height)
 142         return AVERROR_INVALIDDATA;
 143
 144     s->width  = avctx->width;
 145     s->height = avctx->height;
 146
 147     // defaults
 148     s->num_h_slices = 1;
 149     s->num_v_slices = 1;
 150
 151     return 0;
 152 }
 153
 154 int ffv1_init_slice_state(FFV1Context *f, FFV1Context *fs)
 155 {
 156     int j;
 157
 158     fs->plane_count  = f->plane_count;
 159     fs->transparency = f->transparency;
 160     for (j = 0; j < f->plane_count; j++) {
 161         PlaneContext *const p = &fs->plane[j];
 162
 163         if (fs->ac) {
 164             if (!p->state)
 165                 p->state = av_malloc(CONTEXT_SIZE * p->context_count *
 166                                      sizeof(uint8_t));
 167             if (!p->state)
 168                 return AVERROR(ENOMEM);
 169         } else {
 170             if (!p->vlc_state)
 171                 p->vlc_state = av_malloc(p->context_count * sizeof(VlcState));
 172             if (!p->vlc_state)
 173                 return AVERROR(ENOMEM);
 174         }
 175     }
 176
 177     if (fs->ac > 1) {
 178         //FIXME only redo if state_transition changed
 179         for (j = 1; j < 256; j++) {
 180             fs->c.one_state[j]        = f->state_transition[j];
 181             fs->c.zero_state[256 - j] = 256 - fs->c.one_state[j];
 182         }
 183     }
 184
 185     return 0;
 186 }
 187
 188 av_cold int ffv1_init_slice_contexts(FFV1Context *f)
 189 {
 190     int i;
 191
 192     f->slice_count = f->num_h_slices * f->num_v_slices;
 193     if (f->slice_count <= 0) {
 194         av_log(f->avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid number of slices\n");
 195         return AVERROR(EINVAL);
 196     }
 197
 198     for (i = 0; i < f->slice_count; i++) {
 199         FFV1Context *fs = av_mallocz(sizeof(*fs));
 200         int sx          = i % f->num_h_slices;
 201         int sy          = i / f->num_h_slices;
 202         int sxs         = f->avctx->width  *  sx      / f->num_h_slices;
 203         int sxe         = f->avctx->width  * (sx + 1) / f->num_h_slices;
 204         int sys         = f->avctx->height *  sy      / f->num_v_slices;
 205         int sye         = f->avctx->height * (sy + 1) / f->num_v_slices;
 206         f->slice_context[i] = fs;
 207         memcpy(fs, f, sizeof(*fs));
 208         memset(fs->rc_stat2, 0, sizeof(fs->rc_stat2));
 209
 210         fs->slice_width  = sxe - sxs;
 211         fs->slice_height = sye - sys;
 212         fs->slice_x      = sxs;
 213         fs->slice_y      = sys;
 214
 215         fs->sample_buffer = av_malloc(3 * MAX_PLANES * (fs->width + 6) *
 216                                       sizeof(*fs->sample_buffer));
 217         if (!fs->sample_buffer)
 218             return AVERROR(ENOMEM);
 219     }
 220     return 0;
 221 }
 222
 223 int ffv1_allocate_initial_states(FFV1Context *f)
 224 {
 225     int i;
 226
 227     for (i = 0; i < f->quant_table_count; i++) {
 228         f->initial_states[i] = av_malloc(f->context_count[i] *
 229                                          sizeof(*f->initial_states[i]));
 230         if (!f->initial_states[i])
 231             return AVERROR(ENOMEM);
 232         memset(f->initial_states[i], 128,
 233                f->context_count[i] * sizeof(*f->initial_states[i]));
 234     }
 235     return 0;
 236 }
 237
 238 void ffv1_clear_slice_state(FFV1Context *f, FFV1Context *fs)
 239 {
 240     int i, j;
 241
 242     for (i = 0; i < f->plane_count; i++) {
 243         PlaneContext *p = &fs->plane[i];
 244
 245         p->interlace_bit_state[0] = 128;
 246         p->interlace_bit_state[1] = 128;
 247
 248         if (fs->ac) {
 249             if (f->initial_states[p->quant_table_index]) {
 250                 memcpy(p->state, f->initial_states[p->quant_table_index],
 251                        CONTEXT_SIZE * p->context_count);
 252             } else
 253                 memset(p->state, 128, CONTEXT_SIZE * p->context_count);
 254         } else {
 255             for (j = 0; j < p->context_count; j++) {
 256                 p->vlc_state[j].drift     = 0;
 257                 p->vlc_state[j].error_sum = 4;    //FFMAX((RANGE + 32)/64, 2);
 258                 p->vlc_state[j].bias      = 0;
 259                 p->vlc_state[j].count     = 1;
 260             }
 261         }
 262     }
 263 }
 264
 265 av_cold int ffv1_close(AVCodecContext *avctx)
 266 {
 267     FFV1Context *s = avctx->priv_data;
 268     int i, j;
 269
 270     for (j = 0; j < s->slice_count; j++) {
 271         FFV1Context *fs = s->slice_context[j];
 272         for (i = 0; i < s->plane_count; i++) {
 273             PlaneContext *p = &fs->plane[i];
 274
 275             av_freep(&p->state);
 276             av_freep(&p->vlc_state);
 277         }
 278         av_freep(&fs->sample_buffer);
 279     }
 280
 281     av_freep(&avctx->stats_out);
 282     for (j = 0; j < s->quant_table_count; j++) {
 283         av_freep(&s->initial_states[j]);
 284         for (i = 0; i < s->slice_count; i++) {
 285             FFV1Context *sf = s->slice_context[i];
 286             av_freep(&sf->rc_stat2[j]);
 287         }
 288         av_freep(&s->rc_stat2[j]);
 289     }
 290
 291     for (i = 0; i < s->slice_count; i++)
 292         av_freep(&s->slice_context[i]);
 293
 294     return 0;
 295 }