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

   1 /*
   2  * JPEG-LS decoder
   3  * Copyright (c) 2003 Michael Niedermayer
   4  * Copyright (c) 2006 Konstantin Shishkov
   5  *
   6  * This file is part of FFmpeg.
   7  *
   8  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; 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 jpeglsdec.c
  25  * JPEG-LS decoder.
  26  */
  27
  28 #include "avcodec.h"
  29 #include "bitstream.h"
  30 #include "golomb.h"
  31 #include "mjpeg.h"
  32 #include "jpegls.h"
  33 #include "jpeglsdec.h"
  34
  35
  36 /*
  37 * Uncomment this to significantly speed up decoding of broken JPEG-LS
  38 * (or test broken JPEG-LS decoder) and slow down ordinary decoding a bit.
  39 *
  40 * There is no Golomb code with length >= 32 bits possible, so check and
  41 * avoid situation of 32 zeros, FFmpeg Golomb decoder is painfully slow
  42 * on this errors.
  43 */
  44 //#define JLS_BROKEN
  45
  46
  47 /**
  48  * Decode LSE block with initialization parameters
  49  */
  50 int ff_jpegls_decode_lse(MJpegDecodeContext *s)
  51 {
  52     int len, id;
  53
  54     /* XXX: verify len field validity */
  55     len = get_bits(&s->gb, 16);
  56     id = get_bits(&s->gb, 8);
  57
  58     switch(id){
  59     case 1:
  60         s->maxval= get_bits(&s->gb, 16);
  61         s->t1= get_bits(&s->gb, 16);
  62         s->t2= get_bits(&s->gb, 16);
  63         s->t3= get_bits(&s->gb, 16);
  64         s->reset= get_bits(&s->gb, 16);
  65
  66 //        ff_jpegls_reset_coding_parameters(s, 0);
  67         //FIXME quant table?
  68         break;
  69     case 2:
  70     case 3:
  71         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "palette not supported\n");
  72         return -1;
  73     case 4:
  74         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "oversize image not supported\n");
  75         return -1;
  76     default:
  77         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid id %d\n", id);
  78         return -1;
  79     }
  80 //    av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG, "ID=%i, T=%i,%i,%i\n", id, s->t1, s->t2, s->t3);
  81
  82     return 0;
  83 }
  84
  85 /**
  86  * Get context-dependent Golomb code, decode it and update context
  87  */
  88 static inline int ls_get_code_regular(GetBitContext *gb, JLSState *state, int Q){
  89     int k, ret;
  90
  91     for(k = 0; (state->N[Q] << k) < state->A[Q]; k++);
  92
  93 #ifdef JLS_BROKEN
  94     if(!show_bits_long(gb, 32))return -1;
  95 #endif
  96     ret = get_ur_golomb_jpegls(gb, k, state->limit, state->qbpp);
  97
  98     /* decode mapped error */
  99     if(ret & 1)
 100         ret = -((ret + 1) >> 1);
 101     else
 102         ret >>= 1;
 103
 104     /* for NEAR=0, k=0 and 2*B[Q] <= - N[Q] mapping is reversed */
 105     if(!state->near && !k && (2 * state->B[Q] <= -state->N[Q]))
 106         ret = -(ret + 1);
 107
 108     ret= ff_jpegls_update_state_regular(state, Q, ret);
 109
 110     return ret;
 111 }
 112
 113 /**
 114  * Get Golomb code, decode it and update state for run termination
 115  */
 116 static inline int ls_get_code_runterm(GetBitContext *gb, JLSState *state, int RItype, int limit_add){
 117     int k, ret, temp, map;
 118     int Q = 365 + RItype;
 119
 120     temp=  state->A[Q];
 121     if(RItype)
 122         temp += state->N[Q] >> 1;
 123
 124     for(k = 0; (state->N[Q] << k) < temp; k++);
 125
 126 #ifdef JLS_BROKEN
 127     if(!show_bits_long(gb, 32))return -1;
 128 #endif
 129     ret = get_ur_golomb_jpegls(gb, k, state->limit - limit_add - 1, state->qbpp);
 130
 131     /* decode mapped error */
 132     map = 0;
 133     if(!k && (RItype || ret) && (2 * state->B[Q] < state->N[Q]))
 134         map = 1;
 135     ret += RItype + map;
 136
 137     if(ret & 1){
 138         ret = map - ((ret + 1) >> 1);
 139         state->B[Q]++;
 140     } else {
 141         ret = ret >> 1;
 142     }
 143
 144     /* update state */
 145     state->A[Q] += FFABS(ret) - RItype;
 146     ret *= state->twonear;
 147     ff_jpegls_downscale_state(state, Q);
 148
 149     return ret;
 150 }
 151
 152 /**
 153  * Decode one line of image
 154  */
 155 static inline void ls_decode_line(JLSState *state, MJpegDecodeContext *s, void *last, void *dst, int last2, int w, int stride, int comp, int bits){
 156     int i, x = 0;
 157     int Ra, Rb, Rc, Rd;
 158     int D0, D1, D2;
 159
 160     while(x < w) {
 161         int err, pred;
 162
 163         /* compute gradients */
 164         Ra = x ? R(dst, x - stride) : R(last, x);
 165         Rb = R(last, x);
 166         Rc = x ? R(last, x - stride) : last2;
 167         Rd = (x >= w - stride) ? R(last, x) : R(last, x + stride);
 168         D0 = Rd - Rb;
 169         D1 = Rb - Rc;
 170         D2 = Rc - Ra;
 171         /* run mode */
 172         if((FFABS(D0) <= state->near) && (FFABS(D1) <= state->near) && (FFABS(D2) <= state->near)) {
 173             int r;
 174             int RItype;
 175
 176             /* decode full runs while available */
 177             while(get_bits1(&s->gb)) {
 178                 int r;
 179                 r = 1 << ff_log2_run[state->run_index[comp]];
 180                 if(x + r * stride > w) {
 181                     r = (w - x) / stride;
 182                 }
 183                 for(i = 0; i < r; i++) {
 184                     W(dst, x, Ra);
 185                     x += stride;
 186                 }
 187                 /* if EOL reached, we stop decoding */
 188                 if(r != (1 << ff_log2_run[state->run_index[comp]]))
 189                     return;
 190                 if(state->run_index[comp] < 31)
 191                     state->run_index[comp]++;
 192                 if(x + stride > w)
 193                     return;
 194             }
 195             /* decode aborted run */
 196             r = ff_log2_run[state->run_index[comp]];
 197             if(r)
 198                 r = get_bits_long(&s->gb, r);
 199             for(i = 0; i < r; i++) {
 200                 W(dst, x, Ra);
 201                 x += stride;
 202             }
 203
 204             /* decode run termination value */
 205             Rb = R(last, x);
 206             RItype = (FFABS(Ra - Rb) <= state->near) ? 1 : 0;
 207             err = ls_get_code_runterm(&s->gb, state, RItype, ff_log2_run[state->run_index[comp]]);
 208             if(state->run_index[comp])
 209                 state->run_index[comp]--;
 210
 211             if(state->near && RItype){
 212                 pred = Ra + err;
 213             } else {
 214                 if(Rb < Ra)
 215                     pred = Rb - err;
 216                 else
 217                     pred = Rb + err;
 218             }
 219         } else { /* regular mode */
 220             int context, sign;
 221
 222             context = ff_jpegls_quantize(state, D0) * 81 + ff_jpegls_quantize(state, D1) * 9 + ff_jpegls_quantize(state, D2);
 223             pred = mid_pred(Ra, Ra + Rb - Rc, Rb);
 224
 225             if(context < 0){
 226                 context = -context;
 227                 sign = 1;
 228             }else{
 229                 sign = 0;
 230             }
 231
 232             if(sign){
 233                 pred = av_clip(pred - state->C[context], 0, state->maxval);
 234                 err = -ls_get_code_regular(&s->gb, state, context);
 235             } else {
 236                 pred = av_clip(pred + state->C[context], 0, state->maxval);
 237                 err = ls_get_code_regular(&s->gb, state, context);
 238             }
 239
 240             /* we have to do something more for near-lossless coding */
 241             pred += err;
 242         }
 243         if(state->near){
 244             if(pred < -state->near)
 245                 pred += state->range * state->twonear;
 246             else if(pred > state->maxval + state->near)
 247                 pred -= state->range * state->twonear;
 248             pred = av_clip(pred, 0, state->maxval);
 249         }
 250
 251         pred &= state->maxval;
 252         W(dst, x, pred);
 253         x += stride;
 254     }
 255 }
 256
 257 int ff_jpegls_decode_picture(MJpegDecodeContext *s, int near, int point_transform, int ilv){
 258     int i, t = 0;
 259     uint8_t *zero, *last, *cur;
 260     JLSState *state;
 261     int off = 0, stride = 1, width, shift;
 262
 263     zero = av_mallocz(s->picture.linesize[0]);
 264     last = zero;
 265     cur = s->picture.data[0];
 266
 267     state = av_mallocz(sizeof(JLSState));
 268     /* initialize JPEG-LS state from JPEG parameters */
 269     state->near = near;
 270     state->bpp = (s->bits < 2) ? 2 : s->bits;
 271     state->maxval = s->maxval;
 272     state->T1 = s->t1;
 273     state->T2 = s->t2;
 274     state->T3 = s->t3;
 275     state->reset = s->reset;
 276     ff_jpegls_reset_coding_parameters(state, 0);
 277     ff_jpegls_init_state(state);
 278
 279     if(s->bits <= 8)
 280         shift = point_transform + (8 - s->bits);
 281     else
 282         shift = point_transform + (16 - s->bits);
 283
 284 //    av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG, "JPEG-LS params: %ix%i NEAR=%i MV=%i T(%i,%i,%i) RESET=%i, LIMIT=%i, qbpp=%i, RANGE=%i\n",s->width,s->height,state->near,state->maxval,state->T1,state->T2,state->T3,state->reset,state->limit,state->qbpp, state->range);
 285 //    av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG, "JPEG params: ILV=%i Pt=%i BPP=%i, scan = %i\n", ilv, point_transform, s->bits, s->cur_scan);
 286     if(ilv == 0) { /* separate planes */
 287         off = s->cur_scan - 1;
 288         stride = (s->nb_components > 1) ? 3 : 1;
 289         width = s->width * stride;
 290         cur += off;
 291         for(i = 0; i < s->height; i++) {
 292             if(s->bits <= 8){
 293                 ls_decode_line(state, s, last, cur, t, width, stride, off,  8);
 294                 t = last[0];
 295             }else{
 296                 ls_decode_line(state, s, last, cur, t, width, stride, off, 16);
 297                 t = *((uint16_t*)last);
 298             }
 299             last = cur;
 300             cur += s->picture.linesize[0];
 301
 302             if (s->restart_interval && !--s->restart_count) {
 303                 align_get_bits(&s->gb);
 304                 skip_bits(&s->gb, 16); /* skip RSTn */
 305             }
 306         }
 307     } else if(ilv == 1) { /* line interleaving */
 308         int j;
 309         int Rc[3] = {0, 0, 0};
 310         memset(cur, 0, s->picture.linesize[0]);
 311         width = s->width * 3;
 312         for(i = 0; i < s->height; i++) {
 313             for(j = 0; j < 3; j++) {
 314                 ls_decode_line(state, s, last + j, cur + j, Rc[j], width, 3, j, 8);
 315                 Rc[j] = last[j];
 316
 317                 if (s->restart_interval && !--s->restart_count) {
 318                     align_get_bits(&s->gb);
 319                     skip_bits(&s->gb, 16); /* skip RSTn */
 320                 }
 321             }
 322             last = cur;
 323             cur += s->picture.linesize[0];
 324         }
 325     } else if(ilv == 2) { /* sample interleaving */
 326         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Sample interleaved images are not supported.\n");
 327         av_free(state);
 328         av_free(zero);
 329         return -1;
 330     }
 331
 332     if(shift){ /* we need to do point transform or normalize samples */
 333         int x, w;
 334
 335         w = s->width * s->nb_components;
 336
 337         if(s->bits <= 8){
 338             uint8_t *src = s->picture.data[0];
 339
 340             for(i = 0; i < s->height; i++){
 341                 for(x = off; x < w; x+= stride){
 342                     src[x] <<= shift;
 343                 }
 344                 src += s->picture.linesize[0];
 345             }
 346         }else{
 347             uint16_t *src = (uint16_t*) s->picture.data[0];
 348
 349             for(i = 0; i < s->height; i++){
 350                 for(x = 0; x < w; x++){
 351                     src[x] <<= shift;
 352                 }
 353                 src += s->picture.linesize[0]/2;
 354             }
 355         }
 356     }
 357     av_free(state);
 358     av_free(zero);
 359
 360     return 0;
 361 }