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

   1 /*
   2  * Canopus HQ/HQA decoder
   3  *
   4  * This file is part of FFmpeg.
   5  *
   6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8  * License as published by the Free Software Foundation; either
   9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14  * Lesser General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  19  */
  20
  21 #include <stdint.h>
  22
  23 #include "libavutil/attributes.h"
  24 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  25
  26 #include "avcodec.h"
  27 #include "canopus.h"
  28 #include "internal.h"
  29
  30 #include "hq_hqa.h"
  31 #include "hq_hqadsp.h"
  32
  33 /* HQ/HQA slices are a set of macroblocks belonging to a frame, and
  34  * they usually form a pseudorandom pattern (probably because it is
  35  * nicer to display on partial decode).
  36  *
  37  * For HQA it just happens that each slice is on every 8th macroblock,
  38  * but they can be on any frame width like
  39  *   X.......X.
  40  *   ......X...
  41  *   ....X.....
  42  *   ..X.......
  43  * etc.
  44  *
  45  * The original decoder has special handling for edge macroblocks,
  46  * while lavc simply aligns coded_width and coded_height.
  47  */
  48
  49 static inline void put_blocks(HQContext *c, AVFrame *pic,
  50                               int plane, int x, int y, int ilace,
  51                               int16_t *block0, int16_t *block1)
  52 {
  53     uint8_t *p = pic->data[plane] + x;
  54
  55     c->hqhqadsp.idct_put(p + y * pic->linesize[plane],
  56                          pic->linesize[plane] << ilace, block0);
  57     c->hqhqadsp.idct_put(p + (y + (ilace ? 1 : 8)) * pic->linesize[plane],
  58                          pic->linesize[plane] << ilace, block1);
  59 }
  60
  61 static int hq_decode_block(HQContext *c, GetBitContext *gb, int16_t block[64],
  62                            int qsel, int is_chroma, int is_hqa)
  63 {
  64     const int32_t *q;
  65     int val, pos = 1;
  66
  67     memset(block, 0, 64 * sizeof(*block));
  68
  69     if (!is_hqa) {
  70         block[0] = get_sbits(gb, 9) << 6;
  71         q = ff_hq_quants[qsel][is_chroma][get_bits(gb, 2)];
  72     } else {
  73         q = ff_hq_quants[qsel][is_chroma][get_bits(gb, 2)];
  74         block[0] = get_sbits(gb, 9) << 6;
  75     }
  76
  77     for (;;) {
  78         val = get_vlc2(gb, c->hq_ac_vlc.table, 9, 2);
  79         if (val < 0)
  80             return AVERROR_INVALIDDATA;
  81
  82         pos += ff_hq_ac_skips[val];
  83         if (pos >= 64)
  84             break;
  85         block[ff_zigzag_direct[pos]] = (ff_hq_ac_syms[val] * q[pos]) >> 12;
  86         pos++;
  87     }
  88
  89     return 0;
  90 }
  91
  92 static int hq_decode_mb(HQContext *c, AVFrame *pic,
  93                         GetBitContext *gb, int x, int y)
  94 {
  95     int qgroup, flag;
  96     int i, ret;
  97
  98     qgroup = get_bits(gb, 4);
  99     flag = get_bits1(gb);
 100
 101     for (i = 0; i < 8; i++) {
 102         ret = hq_decode_block(c, gb, c->block[i], qgroup, i >= 4, 0);
 103         if (ret < 0)
 104             return ret;
 105     }
 106
 107     put_blocks(c, pic, 0, x,      y, flag, c->block[0], c->block[2]);
 108     put_blocks(c, pic, 0, x + 8,  y, flag, c->block[1], c->block[3]);
 109     put_blocks(c, pic, 2, x >> 1, y, flag, c->block[4], c->block[5]);
 110     put_blocks(c, pic, 1, x >> 1, y, flag, c->block[6], c->block[7]);
 111
 112     return 0;
 113 }
 114
 115 static int hq_decode_frame(HQContext *ctx, AVFrame *pic,
 116                            int prof_num, size_t data_size)
 117 {
 118     const HQProfile *profile;
 119     GetBitContext gb;
 120     const uint8_t *perm, *src = ctx->gbc.buffer;
 121     uint32_t slice_off[21];
 122     int slice, start_off, next_off, i, ret;
 123
 124     if ((unsigned)prof_num >= NUM_HQ_PROFILES) {
 125         profile = &ff_hq_profile[0];
 126         avpriv_request_sample(ctx->avctx, "HQ Profile %d", prof_num);
 127     } else {
 128         profile = &ff_hq_profile[prof_num];
 129         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_VERBOSE, "HQ Profile %d\n", prof_num);
 130     }
 131
 132     ctx->avctx->coded_width         = FFALIGN(profile->width,  16);
 133     ctx->avctx->coded_height        = FFALIGN(profile->height, 16);
 134     ctx->avctx->width               = profile->width;
 135     ctx->avctx->height              = profile->height;
 136     ctx->avctx->bits_per_raw_sample = 8;
 137     ctx->avctx->pix_fmt             = AV_PIX_FMT_YUV422P;
 138
 139     ret = ff_get_buffer(ctx->avctx, pic, 0);
 140     if (ret < 0)
 141         return ret;
 142
 143     /* Offsets are stored from CUV position, so adjust them accordingly. */
 144     for (i = 0; i < profile->num_slices + 1; i++)
 145         slice_off[i] = bytestream2_get_be24(&ctx->gbc) - 4;
 146
 147     next_off = 0;
 148     for (slice = 0; slice < profile->num_slices; slice++) {
 149         start_off = next_off;
 150         next_off  = profile->tab_h * (slice + 1) / profile->num_slices;
 151         perm = profile->perm_tab + start_off * profile->tab_w * 2;
 152
 153         if (slice_off[slice] < (profile->num_slices + 1) * 3 ||
 154             slice_off[slice] >= slice_off[slice + 1] ||
 155             slice_off[slice + 1] > data_size) {
 156             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR,
 157                    "Invalid slice size %zu.\n", data_size);
 158             break;
 159         }
 160         init_get_bits(&gb, src + slice_off[slice],
 161                       (slice_off[slice + 1] - slice_off[slice]) * 8);
 162
 163         for (i = 0; i < (next_off - start_off) * profile->tab_w; i++) {
 164             ret = hq_decode_mb(ctx, pic, &gb, perm[0] * 16, perm[1] * 16);
 165             if (ret < 0) {
 166                 av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR,
 167                        "Error decoding macroblock %d at slice %d.\n", i, slice);
 168                 return ret;
 169             }
 170             perm += 2;
 171         }
 172     }
 173
 174     return 0;
 175 }
 176
 177 static int hqa_decode_mb(HQContext *c, AVFrame *pic, int qgroup,
 178                          GetBitContext *gb, int x, int y)
 179 {
 180     int flag = 0;
 181     int i, ret, cbp;
 182
 183     cbp = get_vlc2(gb, c->hqa_cbp_vlc.table, 5, 1);
 184
 185     for (i = 0; i < 12; i++)
 186         memset(c->block[i], 0, sizeof(*c->block));
 187     for (i = 0; i < 12; i++)
 188         c->block[i][0] = -128 * (1 << 6);
 189
 190     if (cbp) {
 191         flag = get_bits1(gb);
 192
 193         cbp |= cbp << 4;
 194         if (cbp & 0x3)
 195             cbp |= 0x500;
 196         if (cbp & 0xC)
 197             cbp |= 0xA00;
 198         for (i = 0; i < 12; i++) {
 199             if (!(cbp & (1 << i)))
 200                 continue;
 201             ret = hq_decode_block(c, gb, c->block[i], qgroup, i >= 8, 1);
 202             if (ret < 0)
 203                 return ret;
 204         }
 205     }
 206
 207     put_blocks(c, pic, 3, x,      y, flag, c->block[ 0], c->block[ 2]);
 208     put_blocks(c, pic, 3, x + 8,  y, flag, c->block[ 1], c->block[ 3]);
 209     put_blocks(c, pic, 0, x,      y, flag, c->block[ 4], c->block[ 6]);
 210     put_blocks(c, pic, 0, x + 8,  y, flag, c->block[ 5], c->block[ 7]);
 211     put_blocks(c, pic, 2, x >> 1, y, flag, c->block[ 8], c->block[ 9]);
 212     put_blocks(c, pic, 1, x >> 1, y, flag, c->block[10], c->block[11]);
 213
 214     return 0;
 215 }
 216
 217 static int hqa_decode_slice(HQContext *ctx, AVFrame *pic, GetBitContext *gb,
 218                             int quant, int slice_no, int w, int h)
 219 {
 220     int i, j, off;
 221     int ret;
 222
 223     for (i = 0; i < h; i += 16) {
 224         off = (slice_no * 16 + i * 3) & 0x70;
 225         for (j = off; j < w; j += 128) {
 226             ret = hqa_decode_mb(ctx, pic, quant, gb, j, i);
 227             if (ret < 0) {
 228                 av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR,
 229                        "Error decoding macroblock at %dx%d.\n", i, j);
 230                 return ret;
 231             }
 232         }
 233     }
 234
 235     return 0;
 236 }
 237
 238 static int hqa_decode_frame(HQContext *ctx, AVFrame *pic, size_t data_size)
 239 {
 240     GetBitContext gb;
 241     const int num_slices = 8;
 242     uint32_t slice_off[9];
 243     int i, slice, ret;
 244     int width, height, quant;
 245     const uint8_t *src = ctx->gbc.buffer;
 246
 247     width  = bytestream2_get_be16(&ctx->gbc);
 248     height = bytestream2_get_be16(&ctx->gbc);
 249
 250     ctx->avctx->coded_width         = FFALIGN(width,  16);
 251     ctx->avctx->coded_height        = FFALIGN(height, 16);
 252     ctx->avctx->width               = width;
 253     ctx->avctx->height              = height;
 254     ctx->avctx->bits_per_raw_sample = 8;
 255     ctx->avctx->pix_fmt             = AV_PIX_FMT_YUVA422P;
 256
 257     av_log(ctx->avctx, AV_LOG_VERBOSE, "HQA Profile\n");
 258
 259     quant = bytestream2_get_byte(&ctx->gbc);
 260     bytestream2_skip(&ctx->gbc, 3);
 261     if (quant >= NUM_HQ_QUANTS) {
 262         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR,
 263                "Invalid quantization matrix %d.\n", quant);
 264         return AVERROR_INVALIDDATA;
 265     }
 266
 267     ret = ff_get_buffer(ctx->avctx, pic, 0);
 268     if (ret < 0)
 269         return ret;
 270
 271     /* Offsets are stored from HQA1 position, so adjust them accordingly. */
 272     for (i = 0; i < num_slices + 1; i++)
 273         slice_off[i] = bytestream2_get_be32(&ctx->gbc) - 4;
 274
 275     for (slice = 0; slice < num_slices; slice++) {
 276         if (slice_off[slice] < (num_slices + 1) * 3 ||
 277             slice_off[slice] >= slice_off[slice + 1] ||
 278             slice_off[slice + 1] > data_size) {
 279             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR,
 280                    "Invalid slice size %zu.\n", data_size);
 281             break;
 282         }
 283         init_get_bits(&gb, src + slice_off[slice],
 284                       (slice_off[slice + 1] - slice_off[slice]) * 8);
 285
 286         ret = hqa_decode_slice(ctx, pic, &gb, quant, slice, width, height);
 287         if (ret < 0)
 288             return ret;
 289     }
 290
 291     return 0;
 292 }
 293
 294 static int hq_hqa_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 295                                int *got_frame, AVPacket *avpkt)
 296 {
 297     HQContext *ctx = avctx->priv_data;
 298     AVFrame *pic = data;
 299     uint32_t info_tag;
 300     unsigned int data_size;
 301     int ret;
 302     unsigned tag;
 303
 304     bytestream2_init(&ctx->gbc, avpkt->data, avpkt->size);
 305     if (bytestream2_get_bytes_left(&ctx->gbc) < 4 + 4) {
 306         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Frame is too small (%d).\n", avpkt->size);
 307         return AVERROR_INVALIDDATA;
 308     }
 309
 310     info_tag = bytestream2_peek_le32(&ctx->gbc);
 311     if (info_tag == MKTAG('I', 'N', 'F', 'O')) {
 312         int info_size;
 313         bytestream2_skip(&ctx->gbc, 4);
 314         info_size = bytestream2_get_le32(&ctx->gbc);
 315         if (bytestream2_get_bytes_left(&ctx->gbc) < info_size) {
 316             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid INFO size (%d).\n", info_size);
 317             return AVERROR_INVALIDDATA;
 318         }
 319         ff_canopus_parse_info_tag(avctx, ctx->gbc.buffer, info_size);
 320
 321         bytestream2_skip(&ctx->gbc, info_size);
 322     }
 323
 324     data_size = bytestream2_get_bytes_left(&ctx->gbc);
 325     if (data_size < 4) {
 326         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Frame is too small (%d).\n", data_size);
 327         return AVERROR_INVALIDDATA;
 328     }
 329
 330     /* HQ defines dimensions and number of slices, and thus slice traversal
 331      * order. HQA has no size constraint and a fixed number of slices, so it
 332      * needs a separate scheme for it. */
 333     tag = bytestream2_get_le32(&ctx->gbc);
 334     if ((tag & 0x00FFFFFF) == (MKTAG('U', 'V', 'C', ' ') & 0x00FFFFFF)) {
 335         ret = hq_decode_frame(ctx, pic, tag >> 24, data_size);
 336     } else if (tag == MKTAG('H', 'Q', 'A', '1')) {
 337         ret = hqa_decode_frame(ctx, pic, data_size);
 338     } else {
 339         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Not a HQ/HQA frame.\n");
 340         return AVERROR_INVALIDDATA;
 341     }
 342     if (ret < 0) {
 343         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding frame.\n");
 344         return ret;
 345     }
 346
 347     pic->key_frame = 1;
 348     pic->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
 349
 350     *got_frame = 1;
 351
 352     return avpkt->size;
 353 }
 354
 355 static av_cold int hq_hqa_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 356 {
 357     HQContext *ctx = avctx->priv_data;
 358     ctx->avctx = avctx;
 359
 360     ff_hqdsp_init(&ctx->hqhqadsp);
 361
 362     return ff_hq_init_vlcs(ctx);
 363 }
 364
 365 static av_cold int hq_hqa_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 366 {
 367     HQContext *ctx = avctx->priv_data;
 368
 369     ff_free_vlc(&ctx->hq_ac_vlc);
 370     ff_free_vlc(&ctx->hqa_cbp_vlc);
 371
 372     return 0;
 373 }
 374
 375 AVCodec ff_hq_hqa_decoder = {
 376     .name           = "hq_hqa",
 377     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Canopus HQ/HQA"),
 378     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 379     .id             = AV_CODEC_ID_HQ_HQA,
 380     .priv_data_size = sizeof(HQContext),
 381     .init           = hq_hqa_decode_init,
 382     .decode         = hq_hqa_decode_frame,
 383     .close          = hq_hqa_decode_close,
 384     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
 385     .caps_internal  = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE |
 386                       FF_CODEC_CAP_INIT_CLEANUP,
 387 };