git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/intrax8dsp.c

   1 /*
   2  * This file is part of FFmpeg.
   3  *
   4  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   5  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   6  * License as published by the Free Software Foundation; either
   7  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
   8  *
   9  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  12  * Lesser General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  15  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  16  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  17  */
  18
  19 /**
  20  * @file
  21  *@brief IntraX8 frame subdecoder image manipulation routines
  22  */
  23
  24 #include "intrax8dsp.h"
  25 #include "libavutil/common.h"
  26
  27 /*
  28  * area positions, #3 is 1 pixel only, other are 8 pixels
  29  *    |66666666|
  30  *   3|44444444|55555555|
  31  * - -+--------+--------+
  32  * 1 2|XXXXXXXX|
  33  * 1 2|XXXXXXXX|
  34  * 1 2|XXXXXXXX|
  35  * 1 2|XXXXXXXX|
  36  * 1 2|XXXXXXXX|
  37  * 1 2|XXXXXXXX|
  38  * 1 2|XXXXXXXX|
  39  * 1 2|XXXXXXXX|
  40  * ^-start
  41  */
  42
  43 #define area1 (0)
  44 #define area2 (8)
  45 #define area3 (8 + 8)
  46 #define area4 (8 + 8 + 1)
  47 #define area5 (8 + 8 + 1 + 8)
  48 #define area6 (8 + 8 + 1 + 16)
  49
  50 /**
  51  Collect statistics and prepare the edge pixels required by the other spatial compensation functions.
  52
  53  * @param src pointer to the beginning of the processed block
  54  * @param dst pointer to emu_edge, edge pixels are stored the way other compensation routines do.
  55  * @param linesize byte offset between 2 vertical pixels in the source image
  56  * @param range pointer to the variable where the edge pixel range is to be stored (max-min values)
  57  * @param psum  pointer to the variable where the edge pixel sum is to be stored
  58  * @param edges Informs this routine that the block is on an image border, so it has to interpolate the missing edge pixels.
  59                 and some of the edge pixels should be interpolated, the flag has the following meaning:
  60                 1   - mb_x==0 - first block in the row, interpolate area #1,#2,#3;
  61                 2   - mb_y==0 - first row, interpolate area #3,#4,#5,#6;
  62         note:   1|2 - mb_x==mb_y==0 - first block, use 0x80 value for all areas;
  63                 4   - mb_x>= (mb_width-1) last block in the row, interpolate area #5;
  64 -*/
  65 static void x8_setup_spatial_compensation(uint8_t *src, uint8_t *dst,
  66                                           int linesize, int *range, int *psum,
  67                                           int edges)
  68 {
  69     uint8_t *ptr;
  70     int sum;
  71     int i;
  72     int min_pix, max_pix;
  73     uint8_t c;
  74
  75     if ((edges & 3) == 3) {
  76         *psum  = 0x80 * (8 + 1 + 8 + 2);
  77         *range = 0;
  78         memset(dst, 0x80, 16 + 1 + 16 + 8);
  79         /* this triggers flat_dc for sure. flat_dc avoids all (other)
  80          * prediction modes, but requires dc_level decoding. */
  81         return;
  82     }
  83
  84     min_pix = 256;
  85     max_pix = -1;
  86
  87     sum = 0;
  88
  89     if (!(edges & 1)) { // (mb_x != 0) // there is previous block on this row
  90         ptr = src - 1; // left column, area 2
  91         for (i = 7; i >= 0; i--) {
  92             c              = *(ptr - 1); // area1, same mb as area2, no need to check
  93             dst[area1 + i] = c;
  94             c              = *ptr;
  95
  96             sum           += c;
  97             min_pix        = FFMIN(min_pix, c);
  98             max_pix        = FFMAX(max_pix, c);
  99             dst[area2 + i] = c;
 100
 101             ptr += linesize;
 102         }
 103     }
 104
 105     if (!(edges & 2)) { // (mb_y != 0) // there is row above
 106         ptr = src - linesize; // top line
 107         for (i = 0; i < 8; i++) {
 108             c       = *(ptr + i);
 109             sum    += c;
 110             min_pix = FFMIN(min_pix, c);
 111             max_pix = FFMAX(max_pix, c);
 112         }
 113         if (edges & 4) { // last block on the row?
 114             memset(dst + area5, c, 8); // set with last pixel fr
 115             memcpy(dst + area4, ptr, 8);
 116         } else {
 117             memcpy(dst + area4, ptr, 16); // both area4 and 5
 118         }
 119         // area6 always present in the above block
 120         memcpy(dst + area6, ptr - linesize, 8);
 121     }
 122     // now calculate the stuff we need
 123     if (edges & 3) { // mb_x ==0 || mb_y == 0) {
 124         int avg = (sum + 4) >> 3;
 125
 126         if (edges & 1) // (mb_x == 0) { // implies mb_y !=0
 127             memset(dst + area1, avg, 8 + 8 + 1); // areas 1, 2, 3 are averaged
 128         else // implies y == 0 x != 0
 129             memset(dst + area3, avg, 1 + 16 + 8); // areas 3, 4, 5, 6
 130
 131         sum += avg * 9;
 132     } else {
 133         // the edge pixel, in the top line and left column
 134         uint8_t c = *(src - 1 - linesize);
 135         dst[area3] = c;
 136         sum       += c;
 137         // edge pixel is not part of min/max
 138     }
 139     *range = max_pix - min_pix;
 140     sum   += *(dst + area5) + *(dst + area5 + 1);
 141     *psum  = sum;
 142 }
 143
 144 static const uint16_t zero_prediction_weights[64 * 2] = {
 145     640,  640, 669,  480, 708,  354, 748, 257,
 146     792,  198, 760,  143, 808,  101, 772,  72,
 147     480,  669, 537,  537, 598,  416, 661, 316,
 148     719,  250, 707,  185, 768,  134, 745,  97,
 149     354,  708, 416,  598, 488,  488, 564, 388,
 150     634,  317, 642,  241, 716,  179, 706, 132,
 151     257,  748, 316,  661, 388,  564, 469, 469,
 152     543,  395, 571,  311, 655,  238, 660, 180,
 153     198,  792, 250,  719, 317,  634, 395, 543,
 154     469,  469, 507,  380, 597,  299, 616, 231,
 155     161,  855, 206,  788, 266,  710, 340, 623,
 156     411,  548, 455,  455, 548,  366, 576, 288,
 157     122,  972, 159,  914, 211,  842, 276, 758,
 158     341,  682, 389,  584, 483,  483, 520, 390,
 159     110, 1172, 144, 1107, 193, 1028, 254, 932,
 160     317,  846, 366,  731, 458,  611, 499, 499,
 161 };
 162
 163 static void spatial_compensation_0(uint8_t *src, uint8_t *dst, int linesize)
 164 {
 165     int i, j;
 166     int x, y;
 167     unsigned int p; // power divided by 2
 168     int a;
 169     uint16_t left_sum[2][8] = { { 0 } };
 170     uint16_t  top_sum[2][8] = { { 0 } };
 171
 172     for (i = 0; i < 8; i++) {
 173         a = src[area2 + 7 - i] << 4;
 174         for (j = 0; j < 8; j++) {
 175             p                   = abs(i - j);
 176             left_sum[p & 1][j] += a >> (p >> 1);
 177         }
 178     }
 179
 180     for (i = 0; i < 8; i++) {
 181         a = src[area4 + i] << 4;
 182         for (j = 0; j < 8; j++) {
 183             p                  = abs(i - j);
 184             top_sum[p & 1][j] += a >> (p >> 1);
 185         }
 186     }
 187     for (; i < 10; i++) {
 188         a = src[area4 + i] << 4;
 189         for (j = 5; j < 8; j++) {
 190             p                  = abs(i - j);
 191             top_sum[p & 1][j] += a >> (p >> 1);
 192         }
 193     }
 194     for (; i < 12; i++) {
 195         a = src[area4 + i] << 4;
 196         for (j = 7; j < 8; j++) {
 197             p                  = abs(i - j);
 198             top_sum[p & 1][j] += a >> (p >> 1);
 199         }
 200     }
 201
 202     for (i = 0; i < 8; i++) {
 203         top_sum[0][i]  +=  (top_sum[1][i] * 181 + 128) >> 8; // 181 is sqrt(2)/2
 204         left_sum[0][i] += (left_sum[1][i] * 181 + 128) >> 8;
 205     }
 206     for (y = 0; y < 8; y++) {
 207         for (x = 0; x < 8; x++)
 208             dst[x] = ((uint32_t)  top_sum[0][x] * zero_prediction_weights[y * 16 + x * 2 + 0] +
 209                       (uint32_t) left_sum[0][y] * zero_prediction_weights[y * 16 + x * 2 + 1] +
 210                       0x8000) >> 16;
 211         dst += linesize;
 212     }
 213 }
 214
 215 static void spatial_compensation_1(uint8_t *src, uint8_t *dst, int linesize)
 216 {
 217     int x, y;
 218
 219     for (y = 0; y < 8; y++) {
 220         for (x = 0; x < 8; x++)
 221             dst[x] = src[area4 + FFMIN(2 * y + x + 2, 15)];
 222         dst += linesize;
 223     }
 224 }
 225
 226 static void spatial_compensation_2(uint8_t *src, uint8_t *dst, int linesize)
 227 {
 228     int x, y;
 229
 230     for (y = 0; y < 8; y++) {
 231         for (x = 0; x < 8; x++)
 232             dst[x] = src[area4 + 1 + y + x];
 233         dst += linesize;
 234     }
 235 }
 236
 237 static void spatial_compensation_3(uint8_t *src, uint8_t *dst, int linesize)
 238 {
 239     int x, y;
 240
 241     for (y = 0; y < 8; y++) {
 242         for (x = 0; x < 8; x++)
 243             dst[x] = src[area4 + ((y + 1) >> 1) + x];
 244         dst += linesize;
 245     }
 246 }
 247
 248 static void spatial_compensation_4(uint8_t *src, uint8_t *dst, int linesize)
 249 {
 250     int x, y;
 251
 252     for (y = 0; y < 8; y++) {
 253         for (x = 0; x < 8; x++)
 254             dst[x] = (src[area4 + x] + src[area6 + x] + 1) >> 1;
 255         dst += linesize;
 256     }
 257 }
 258
 259 static void spatial_compensation_5(uint8_t *src, uint8_t *dst, int linesize)
 260 {
 261     int x, y;
 262
 263     for (y = 0; y < 8; y++) {
 264         for (x = 0; x < 8; x++) {
 265             if (2 * x - y < 0)
 266                 dst[x] = src[area2 + 9 + 2 * x - y];
 267             else
 268                 dst[x] = src[area4 + x - ((y + 1) >> 1)];
 269         }
 270         dst += linesize;
 271     }
 272 }
 273
 274 static void spatial_compensation_6(uint8_t *src, uint8_t *dst, int linesize)
 275 {
 276     int x, y;
 277
 278     for (y = 0; y < 8; y++) {
 279         for (x = 0; x < 8; x++)
 280             dst[x] = src[area3 + x - y];
 281         dst += linesize;
 282     }
 283 }
 284
 285 static void spatial_compensation_7(uint8_t *src, uint8_t *dst, int linesize)
 286 {
 287     int x, y;
 288
 289     for (y = 0; y < 8; y++) {
 290         for (x = 0; x < 8; x++) {
 291             if (x - 2 * y > 0)
 292                 dst[x] = (src[area3 - 1 + x - 2 * y] + src[area3 + x - 2 * y] + 1) >> 1;
 293             else
 294                 dst[x] = src[area2 + 8 - y + (x >> 1)];
 295         }
 296         dst += linesize;
 297     }
 298 }
 299
 300 static void spatial_compensation_8(uint8_t *src, uint8_t *dst, int linesize)
 301 {
 302     int x, y;
 303
 304     for (y = 0; y < 8; y++) {
 305         for (x = 0; x < 8; x++)
 306             dst[x] = (src[area1 + 7 - y] + src[area2 + 7 - y] + 1) >> 1;
 307         dst += linesize;
 308     }
 309 }
 310
 311 static void spatial_compensation_9(uint8_t *src, uint8_t *dst, int linesize)
 312 {
 313     int x, y;
 314
 315     for (y = 0; y < 8; y++) {
 316         for (x = 0; x < 8; x++)
 317             dst[x] = src[area2 + 6 - FFMIN(x + y, 6)];
 318         dst += linesize;
 319     }
 320 }
 321
 322 static void spatial_compensation_10(uint8_t *src, uint8_t *dst, int linesize)
 323 {
 324     int x, y;
 325
 326     for (y = 0; y < 8; y++) {
 327         for (x = 0; x < 8; x++)
 328             dst[x] = (src[area2 + 7 - y] * (8 - x) + src[area4 + x] * x + 4) >> 3;
 329         dst += linesize;
 330     }
 331 }
 332
 333 static void spatial_compensation_11(uint8_t *src, uint8_t *dst, int linesize)
 334 {
 335     int x, y;
 336
 337     for (y = 0; y < 8; y++) {
 338         for (x = 0; x < 8; x++)
 339             dst[x] = (src[area2 + 7 - y] * y + src[area4 + x] * (8 - y) + 4) >> 3;
 340         dst += linesize;
 341     }
 342 }
 343
 344 static void x8_loop_filter(uint8_t *ptr, const int a_stride, const int b_stride, int quant)
 345 {
 346     int i, t;
 347     int p0, p1, p2, p3, p4, p5, p6, p7, p8, p9;
 348     int ql = (quant + 10) >> 3;
 349
 350     for (i = 0; i < 8; i++, ptr += b_stride) {
 351         p0 = ptr[-5 * a_stride];
 352         p1 = ptr[-4 * a_stride];
 353         p2 = ptr[-3 * a_stride];
 354         p3 = ptr[-2 * a_stride];
 355         p4 = ptr[-1 * a_stride];
 356         p5 = ptr[0];
 357         p6 = ptr[1 * a_stride];
 358         p7 = ptr[2 * a_stride];
 359         p8 = ptr[3 * a_stride];
 360         p9 = ptr[4 * a_stride];
 361
 362         t = (FFABS(p1 - p2) <= ql) +
 363             (FFABS(p2 - p3) <= ql) +
 364             (FFABS(p3 - p4) <= ql) +
 365             (FFABS(p4 - p5) <= ql);
 366
 367         // You need at least 1 to be able to reach a total score of 6.
 368         if (t > 0) {
 369             t += (FFABS(p5 - p6) <= ql) +
 370                  (FFABS(p6 - p7) <= ql) +
 371                  (FFABS(p7 - p8) <= ql) +
 372                  (FFABS(p8 - p9) <= ql) +
 373                  (FFABS(p0 - p1) <= ql);
 374             if (t >= 6) {
 375                 int min, max;
 376
 377                 min = max = p1;
 378                 min = FFMIN(min, p3);
 379                 max = FFMAX(max, p3);
 380                 min = FFMIN(min, p5);
 381                 max = FFMAX(max, p5);
 382                 min = FFMIN(min, p8);
 383                 max = FFMAX(max, p8);
 384                 if (max - min < 2 * quant) { // early stop
 385                     min = FFMIN(min, p2);
 386                     max = FFMAX(max, p2);
 387                     min = FFMIN(min, p4);
 388                     max = FFMAX(max, p4);
 389                     min = FFMIN(min, p6);
 390                     max = FFMAX(max, p6);
 391                     min = FFMIN(min, p7);
 392                     max = FFMAX(max, p7);
 393                     if (max - min < 2 * quant) {
 394                         ptr[-2 * a_stride] = (4 * p2 + 3 * p3 + 1 * p7 + 4) >> 3;
 395                         ptr[-1 * a_stride] = (3 * p2 + 3 * p4 + 2 * p7 + 4) >> 3;
 396                         ptr[0]             = (2 * p2 + 3 * p5 + 3 * p7 + 4) >> 3;
 397                         ptr[1 * a_stride]  = (1 * p2 + 3 * p6 + 4 * p7 + 4) >> 3;
 398                         continue;
 399                     }
 400                 }
 401             }
 402         }
 403         {
 404             int x, x0, x1, x2;
 405             int m;
 406
 407             x0 = (2 * p3 - 5 * p4 + 5 * p5 - 2 * p6 + 4) >> 3;
 408             if (FFABS(x0) < quant) {
 409                 x1 = (2 * p1 - 5 * p2 + 5 * p3 - 2 * p4 + 4) >> 3;
 410                 x2 = (2 * p5 - 5 * p6 + 5 * p7 - 2 * p8 + 4) >> 3;
 411
 412                 x = FFABS(x0) - FFMIN(FFABS(x1), FFABS(x2));
 413                 m = p4 - p5;
 414
 415                 if (x > 0 && (m ^ x0) < 0) {
 416                     int32_t sign;
 417
 418                     sign = m >> 31;
 419                     m    = (m ^ sign) - sign; // abs(m)
 420                     m  >>= 1;
 421
 422                     x = 5 * x >> 3;
 423
 424                     if (x > m)
 425                         x = m;
 426
 427                     x = (x ^ sign) - sign;
 428
 429                     ptr[-1 * a_stride] -= x;
 430                     ptr[0]             += x;
 431                 }
 432             }
 433         }
 434     }
 435 }
 436
 437 static void x8_h_loop_filter(uint8_t *src, int stride, int qscale)
 438 {
 439     x8_loop_filter(src, stride, 1, qscale);
 440 }
 441
 442 static void x8_v_loop_filter(uint8_t *src, int stride, int qscale)
 443 {
 444     x8_loop_filter(src, 1, stride, qscale);
 445 }
 446
 447 av_cold void ff_intrax8dsp_init(IntraX8DSPContext *dsp)
 448 {
 449     dsp->h_loop_filter              = x8_h_loop_filter;
 450     dsp->v_loop_filter              = x8_v_loop_filter;
 451     dsp->setup_spatial_compensation = x8_setup_spatial_compensation;
 452     dsp->spatial_compensation[0]    = spatial_compensation_0;
 453     dsp->spatial_compensation[1]    = spatial_compensation_1;
 454     dsp->spatial_compensation[2]    = spatial_compensation_2;
 455     dsp->spatial_compensation[3]    = spatial_compensation_3;
 456     dsp->spatial_compensation[4]    = spatial_compensation_4;
 457     dsp->spatial_compensation[5]    = spatial_compensation_5;
 458     dsp->spatial_compensation[6]    = spatial_compensation_6;
 459     dsp->spatial_compensation[7]    = spatial_compensation_7;
 460     dsp->spatial_compensation[8]    = spatial_compensation_8;
 461     dsp->spatial_compensation[9]    = spatial_compensation_9;
 462     dsp->spatial_compensation[10]   = spatial_compensation_10;
 463     dsp->spatial_compensation[11]   = spatial_compensation_11;
 464 }