git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/j2k.h

   1 /*
   2  * JPEG2000 tables
   3  * Copyright (c) 2007 Kamil Nowosad
   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 #ifndef AVCODEC_J2K_H
  23 #define AVCODEC_J2K_H
  24
  25 /**
  26  * JPEG2000 tables
  27  * @file
  28  * @author Kamil Nowosad
  29  */
  30
  31 #include "mqc.h"
  32 #include "j2k_dwt.h"
  33
  34 enum J2kMarkers{
  35     J2K_SOC = 0xff4f, ///< start of codestream
  36     J2K_SIZ = 0xff51, ///< image and tile size
  37     J2K_COD,          ///< coding style default
  38     J2K_COC,          ///< coding style component
  39     J2K_TLM = 0xff55, ///< packed packet headers, tile-part header
  40     J2K_PLM = 0xff57, ///< tile-part lengths
  41     J2K_PLT,          ///< packet length, main header
  42     J2K_QCD = 0xff5c, ///< quantization default
  43     J2K_QCC,          ///< quantization component
  44     J2K_RGN,          ///< region of interest
  45     J2K_POC,          ///< progression order change
  46     J2K_PPM,          ///< packet length, tile-part header
  47     J2K_PPT,          ///< packed packet headers, main header
  48     J2K_CRG = 0xff63, ///< component registration
  49     J2K_COM,          ///< comment
  50     J2K_SOT = 0xff90, ///< start of tile-part
  51     J2K_SOP,          ///< start of packet
  52     J2K_EPH,          ///< end of packet header
  53     J2K_SOD,          ///< start of data
  54     J2K_EOC = 0xffd9, ///< end of codestream
  55 };
  56
  57 enum J2kQuantsty{ ///< quantization style
  58     J2K_QSTY_NONE, ///< no quantization
  59     J2K_QSTY_SI,   ///< scalar derived
  60     J2K_QSTY_SE    ///< scalar expoounded
  61 };
  62
  63 #define J2K_MAX_CBLKW 64
  64 #define J2K_MAX_CBLKH 64
  65
  66 // T1 flags
  67 // flags determining significance of neighbour coefficients
  68 #define J2K_T1_SIG_N  0x0001
  69 #define J2K_T1_SIG_E  0x0002
  70 #define J2K_T1_SIG_W  0x0004
  71 #define J2K_T1_SIG_S  0x0008
  72 #define J2K_T1_SIG_NE 0x0010
  73 #define J2K_T1_SIG_NW 0x0020
  74 #define J2K_T1_SIG_SE 0x0040
  75 #define J2K_T1_SIG_SW 0x0080
  76 #define J2K_T1_SIG_NB (J2K_T1_SIG_N | J2K_T1_SIG_E | J2K_T1_SIG_S | J2K_T1_SIG_W \
  77                       |J2K_T1_SIG_NE | J2K_T1_SIG_NW | J2K_T1_SIG_SE | J2K_T1_SIG_SW)
  78 // flags determining sign bit of neighbour coefficients
  79 #define J2K_T1_SGN_N  0x0100
  80 #define J2K_T1_SGN_S  0x0200
  81 #define J2K_T1_SGN_W  0x0400
  82 #define J2K_T1_SGN_E  0x0800
  83
  84 #define J2K_T1_VIS    0x1000
  85 #define J2K_T1_SIG    0x2000
  86 #define J2K_T1_REF    0x4000
  87
  88 #define J2K_T1_SGN    0x8000
  89
  90 // Codeblock coding styles
  91 #define J2K_CBLK_BYPASS    0x01 // Selective arithmetic coding bypass
  92 #define J2K_CBLK_RESET     0x02 // Reset context probabilities
  93 #define J2K_CBLK_TERMALL   0x04 // Terminate after each coding pass
  94 #define J2K_CBLK_VSC       0x08 // Vertical stripe causal context formation
  95 #define J2K_CBLK_PREDTERM  0x10 // Predictable termination
  96 #define J2K_CBLK_SEGSYM    0x20 // Segmentation symbols present
  97
  98 // Coding styles
  99 #define J2K_CSTY_PREC      0x01 // Precincts defined in coding style
 100 #define J2K_CSTY_SOP       0x02 // SOP marker present
 101 #define J2K_CSTY_EPH       0x04 // EPH marker present
 102
 103 typedef struct {
 104     int data[J2K_MAX_CBLKW][J2K_MAX_CBLKH];
 105     int flags[J2K_MAX_CBLKW+2][J2K_MAX_CBLKH+2];
 106     MqcState mqc;
 107 } J2kT1Context;
 108
 109 typedef struct J2kTgtNode {
 110     uint8_t val;
 111     uint8_t vis;
 112     struct J2kTgtNode *parent;
 113 } J2kTgtNode;
 114
 115 typedef struct {
 116     uint8_t nreslevels;       ///< number of resolution levels
 117     uint8_t log2_cblk_width,
 118             log2_cblk_height; ///< exponent of codeblock size
 119     uint8_t transform;        ///< DWT type
 120     uint8_t csty;             ///< coding style
 121     uint8_t log2_prec_width,
 122             log2_prec_height; ///< precinct size
 123     uint8_t nlayers;          ///< number of layers
 124     uint8_t mct;              ///< multiple component transformation
 125     uint8_t cblk_style;       ///< codeblock coding style
 126 } J2kCodingStyle;
 127
 128 typedef struct {
 129     uint8_t  expn[32 * 3]; ///< quantization exponent
 130     uint16_t mant[32 * 3]; ///< quantization mantissa
 131     uint8_t  quantsty;     ///< quantization style
 132     uint8_t  nguardbits;   ///< number of guard bits
 133 } J2kQuantStyle;
 134
 135 typedef struct {
 136     uint16_t rate;
 137     int64_t disto;
 138 } J2kPass;
 139
 140 typedef struct {
 141     uint8_t npasses;
 142     uint8_t ninclpasses; ///< number coding of passes included in codestream
 143     uint8_t nonzerobits;
 144     uint16_t length;
 145     uint16_t lengthinc;
 146     uint8_t lblock;
 147     uint8_t zero;
 148     uint8_t data[8192];
 149     J2kPass passes[100];
 150 } J2kCblk; ///< code block
 151
 152 typedef struct {
 153     uint16_t xi0, xi1, yi0, yi1; ///< codeblock indexes ([xi0, xi1))
 154     J2kTgtNode *zerobits;
 155     J2kTgtNode *cblkincl;
 156 } J2kPrec; ///< precinct
 157
 158 typedef struct {
 159     uint16_t coord[2][2]; ///< border coordinates {{x0, x1}, {y0, y1}}
 160     uint16_t codeblock_width, codeblock_height;
 161     uint16_t cblknx, cblkny;
 162     uint32_t stepsize; ///< quantization stepsize (* 2^13)
 163     J2kPrec *prec;
 164     J2kCblk *cblk;
 165 } J2kBand; ///< subband
 166
 167 typedef struct {
 168     uint8_t nbands;
 169     uint16_t coord[2][2]; ///< border coordinates {{x0, x1}, {y0, y1}}
 170     uint16_t num_precincts_x, num_precincts_y; ///< number of precincts in x/y direction
 171     uint8_t log2_prec_width, log2_prec_height; ///< exponent of precinct size
 172     J2kBand *band;
 173 } J2kResLevel; ///< resolution level
 174
 175 typedef struct {
 176    J2kResLevel *reslevel;
 177    DWTContext dwt;
 178    int *data;
 179    uint16_t coord[2][2]; ///< border coordinates {{x0, x1}, {y0, y1}}
 180 } J2kComponent;
 181
 182 /* debug routines */
 183 #if 0
 184 #undef fprintf
 185 #undef printf
 186 void ff_j2k_printv(int *tab, int l);
 187 void ff_j2k_printu(uint8_t *tab, int l);
 188 #endif
 189
 190 /* misc tools */
 191 static inline int ff_j2k_ceildivpow2(int a, int b)
 192 {
 193     return (a + (1 << b) - 1)>> b;
 194 }
 195
 196 static inline int ff_j2k_ceildiv(int a, int b)
 197 {
 198     return (a + b - 1) / b;
 199 }
 200
 201 /* tag tree routines */
 202 J2kTgtNode *ff_j2k_tag_tree_init(int w, int h);
 203
 204 /* TIER-1 routines */
 205 void ff_j2k_init_tier1_luts(void);
 206
 207 void ff_j2k_set_significant(J2kT1Context *t1, int x, int y, int negative);
 208
 209 extern uint8_t ff_j2k_nbctxno_lut[256][4];
 210
 211 static inline int ff_j2k_getnbctxno(int flag, int bandno, int vert_causal_ctx_csty_symbol)
 212 {
 213     return ff_j2k_nbctxno_lut[flag&255][bandno];
 214 }
 215
 216 static inline int ff_j2k_getrefctxno(int flag)
 217 {
 218     static const uint8_t refctxno_lut[2][2] = {{14, 15}, {16, 16}};
 219     return refctxno_lut[(flag>>14)&1][(flag & 255) != 0];
 220 }
 221
 222 extern uint8_t ff_j2k_sgnctxno_lut[16][16], ff_j2k_xorbit_lut[16][16];
 223
 224 static inline int ff_j2k_getsgnctxno(int flag, int *xorbit)
 225 {
 226     *xorbit = ff_j2k_xorbit_lut[flag&15][(flag>>8)&15];
 227     return  ff_j2k_sgnctxno_lut[flag&15][(flag>>8)&15];
 228 }
 229
 230 int ff_j2k_init_component(J2kComponent *comp, J2kCodingStyle *codsty, J2kQuantStyle *qntsty, int cbps, int dx, int dy);
 231 void ff_j2k_reinit(J2kComponent *comp, J2kCodingStyle *codsty);
 232 void ff_j2k_cleanup(J2kComponent *comp, J2kCodingStyle *codsty);
 233
 234 #endif /* AVCODEC_J2K_H */