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

   1 /*
   2  * Canopus HQ/HQA decoder
   3  *
   4  * This file is part of Libav.
   5  *
   6  * Libav 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  * Libav 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 Libav; 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 (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         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not allocate buffer.\n");
 142         return ret;
 143     }
 144
 145     /* Offsets are stored from CUV position, so adjust them accordingly. */
 146     for (i = 0; i < profile->num_slices + 1; i++)
 147         slice_off[i] = bytestream2_get_be24(&ctx->gbc) - 4;
 148
 149     next_off = 0;
 150     for (slice = 0; slice < profile->num_slices; slice++) {
 151         start_off = next_off;
 152         next_off  = profile->tab_h * (slice + 1) / profile->num_slices;
 153         perm = profile->perm_tab + start_off * profile->tab_w * 2;
 154
 155         if (slice_off[slice] < (profile->num_slices + 1) * 3 ||
 156             slice_off[slice] >= slice_off[slice + 1] ||
 157             slice_off[slice + 1] > data_size) {
 158             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR,
 159                    "Invalid slice size %zu.\n", data_size);
 160             break;
 161         }
 162         init_get_bits(&gb, src + slice_off[slice],
 163                       (slice_off[slice + 1] - slice_off[slice]) * 8);
 164
 165         for (i = 0; i < (next_off - start_off) * profile->tab_w; i++) {
 166             ret = hq_decode_mb(ctx, pic, &gb, perm[0] * 16, perm[1] * 16);
 167             if (ret < 0) {
 168                 av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR,
 169                        "Error decoding macroblock %d at slice %d.\n", i, slice);
 170                 return ret;
 171             }
 172             perm += 2;
 173         }
 174     }
 175
 176     return 0;
 177 }
 178
 179 static int hqa_decode_mb(HQContext *c, AVFrame *pic, int qgroup,
 180                          GetBitContext *gb, int x, int y)
 181 {
 182     int flag = 0;
 183     int i, ret, cbp;
 184
 185     cbp = get_vlc2(gb, c->hqa_cbp_vlc.table, 5, 1);
 186
 187     for (i = 0; i < 12; i++)
 188         memset(c->block[i], 0, sizeof(*c->block));
 189     for (i = 0; i < 12; i++)
 190         c->block[i][0] = -128 * (1 << 6);
 191
 192     if (cbp) {
 193         flag = get_bits1(gb);
 194
 195         cbp |= cbp << 4;
 196         if (cbp & 0x3)
 197             cbp |= 0x500;
 198         if (cbp & 0xC)
 199             cbp |= 0xA00;
 200         for (i = 0; i < 12; i++) {
 201             if (!(cbp & (1 << i)))
 202                 continue;
 203             ret = hq_decode_block(c, gb, c->block[i], qgroup, i >= 8, 1);
 204             if (ret < 0)
 205                 return ret;
 206         }
 207     }
 208
 209     put_blocks(c, pic, 3, x,      y, flag, c->block[ 0], c->block[ 2]);
 210     put_blocks(c, pic, 3, x + 8,  y, flag, c->block[ 1], c->block[ 3]);
 211     put_blocks(c, pic, 0, x,      y, flag, c->block[ 4], c->block[ 6]);
 212     put_blocks(c, pic, 0, x + 8,  y, flag, c->block[ 5], c->block[ 7]);
 213     put_blocks(c, pic, 2, x >> 1, y, flag, c->block[ 8], c->block[ 9]);
 214     put_blocks(c, pic, 1, x >> 1, y, flag, c->block[10], c->block[11]);
 215
 216     return 0;
 217 }
 218
 219 static int hqa_decode_slice(HQContext *ctx, AVFrame *pic, GetBitContext *gb,
 220                             int quant, int slice_no, int w, int h)
 221 {
 222     int i, j, off;
 223     int ret;
 224
 225     for (i = 0; i < h; i += 16) {
 226         off = (slice_no * 16 + i * 3) & 0x70;
 227         for (j = off; j < w; j += 128) {
 228             ret = hqa_decode_mb(ctx, pic, quant, gb, j, i);
 229             if (ret < 0) {
 230                 av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR,
 231                        "Error decoding macroblock at %dx%d.\n", i, j);
 232                 return ret;
 233             }
 234         }
 235     }
 236
 237     return 0;
 238 }
 239
 240 static int hqa_decode_frame(HQContext *ctx, AVFrame *pic, size_t data_size)
 241 {
 242     GetBitContext gb;
 243     const int num_slices = 8;
 244     uint32_t slice_off[9];
 245     int i, slice, ret;
 246     int width, height, quant;
 247     const uint8_t *src = ctx->gbc.buffer;
 248
 249     width  = bytestream2_get_be16(&ctx->gbc);
 250     height = bytestream2_get_be16(&ctx->gbc);
 251
 252     ctx->avctx->coded_width         = FFALIGN(width,  16);
 253     ctx->avctx->coded_height        = FFALIGN(height, 16);
 254     ctx->avctx->width               = width;
 255     ctx->avctx->height              = height;
 256     ctx->avctx->bits_per_raw_sample = 8;
 257     ctx->avctx->pix_fmt             = AV_PIX_FMT_YUVA422P;
 258
 259     av_log(ctx->avctx, AV_LOG_VERBOSE, "HQA Profile\n");
 260
 261     quant = bytestream2_get_byte(&ctx->gbc);
 262     bytestream2_skip(&ctx->gbc, 3);
 263     if (quant >= NUM_HQ_QUANTS) {
 264         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR,
 265                "Invalid quantization matrix %d.\n", quant);
 266         return AVERROR_INVALIDDATA;
 267     }
 268
 269     ret = ff_get_buffer(ctx->avctx, pic, 0);
 270     if (ret < 0) {
 271         av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not allocate buffer.\n");
 272         return ret;
 273     }
 274
 275     /* Offsets are stored from HQA1 position, so adjust them accordingly. */
 276     for (i = 0; i < num_slices + 1; i++)
 277         slice_off[i] = bytestream2_get_be32(&ctx->gbc) - 4;
 278
 279     for (slice = 0; slice < num_slices; slice++) {
 280         if (slice_off[slice] < (num_slices + 1) * 3 ||
 281             slice_off[slice] >= slice_off[slice + 1] ||
 282             slice_off[slice + 1] > data_size) {
 283             av_log(ctx->avctx, AV_LOG_ERROR,
 284                    "Invalid slice size %zu.\n", data_size);
 285             break;
 286         }
 287         init_get_bits(&gb, src + slice_off[slice],
 288                       (slice_off[slice + 1] - slice_off[slice]) * 8);
 289
 290         ret = hqa_decode_slice(ctx, pic, &gb, quant, slice, width, height);
 291         if (ret < 0)
 292             return ret;
 293     }
 294
 295     return 0;
 296 }
 297
 298 static int hq_hqa_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 299                                int *got_frame, AVPacket *avpkt)
 300 {
 301     HQContext *ctx = avctx->priv_data;
 302     AVFrame *pic = data;
 303     uint32_t info_tag;
 304     unsigned int data_size;
 305     int tag, ret;
 306
 307     bytestream2_init(&ctx->gbc, avpkt->data, avpkt->size);
 308     if (bytestream2_get_bytes_left(&ctx->gbc) < 4 + 4) {
 309         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Frame is too small (%d).\n", avpkt->size);
 310         return AVERROR_INVALIDDATA;
 311     }
 312
 313     info_tag = bytestream2_get_le32(&ctx->gbc);
 314     if (info_tag == MKTAG('I', 'N', 'F', 'O')) {
 315         int info_size = bytestream2_get_le32(&ctx->gbc);
 316         if (bytestream2_get_bytes_left(&ctx->gbc) < info_size) {
 317             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid INFO size (%d).\n", info_size);
 318             return AVERROR_INVALIDDATA;
 319         }
 320         ff_canopus_parse_info_tag(avctx, ctx->gbc.buffer, info_size);
 321
 322         bytestream2_skip(&ctx->gbc, info_size);
 323     }
 324
 325     data_size = bytestream2_get_bytes_left(&ctx->gbc);
 326     if (data_size < 4) {
 327         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Frame is too small (%d).\n", data_size);
 328         return AVERROR_INVALIDDATA;
 329     }
 330
 331     /* HQ defines dimensions and number of slices, and thus slice traversal
 332      * order. HQA has no size constraint and a fixed number of slices, so it
 333      * needs a separate scheme for it. */
 334     tag = bytestream2_get_le32(&ctx->gbc);
 335     if ((tag & 0x00FFFFFF) == (MKTAG('U', 'V', 'C', ' ') & 0x00FFFFFF)) {
 336         ret = hq_decode_frame(ctx, pic, tag >> 24, data_size);
 337     } else if (tag == MKTAG('H', 'Q', 'A', '1')) {
 338         ret = hqa_decode_frame(ctx, pic, data_size);
 339     } else {
 340         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Not a HQ/HQA frame.\n");
 341         return AVERROR_INVALIDDATA;
 342     }
 343     if (ret < 0) {
 344         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding frame.\n");
 345         return ret;
 346     }
 347
 348     pic->key_frame = 1;
 349     pic->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
 350
 351     *got_frame = 1;
 352
 353     return avpkt->size;
 354 }
 355
 356 static av_cold int hq_hqa_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 357 {
 358     HQContext *ctx = avctx->priv_data;
 359     ctx->avctx = avctx;
 360
 361     ff_hqdsp_init(&ctx->hqhqadsp);
 362
 363     return ff_hq_init_vlcs(ctx);
 364 }
 365
 366 static av_cold int hq_hqa_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 367 {
 368     HQContext *ctx = avctx->priv_data;
 369
 370     ff_free_vlc(&ctx->hq_ac_vlc);
 371     ff_free_vlc(&ctx->hqa_cbp_vlc);
 372
 373     return 0;
 374 }
 375
 376 AVCodec ff_hq_hqa_decoder = {
 377     .name           = "hq_hqa",
 378     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Canopus HQ/HQA"),
 379     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 380     .id             = AV_CODEC_ID_HQ_HQA,
 381     .priv_data_size = sizeof(HQContext),
 382     .init           = hq_hqa_decode_init,
 383     .decode         = hq_hqa_decode_frame,
 384     .close          = hq_hqa_decode_close,
 385     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
 386     .caps_internal  = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE |
 387                       FF_CODEC_CAP_INIT_CLEANUP,
 388 };