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
  25  * JPEG-LS decoder.
  26  */
  27
  28 #include "avcodec.h"
  29 #include "get_bits.h"
  30 #include "golomb.h"
  31 #include "internal.h"
  32 #include "mathops.h"
  33 #include "mjpeg.h"
  34 #include "mjpegdec.h"
  35 #include "jpegls.h"
  36 #include "jpeglsdec.h"
  37
  38 /*
  39  * Uncomment this to significantly speed up decoding of broken JPEG-LS
  40  * (or test broken JPEG-LS decoder) and slow down ordinary decoding a bit.
  41  *
  42  * There is no Golomb code with length >= 32 bits possible, so check and
  43  * avoid situation of 32 zeros, FFmpeg Golomb decoder is painfully slow
  44  * on this errors.
  45  */
  46 //#define JLS_BROKEN
  47
  48 /**
  49  * Decode LSE block with initialization parameters
  50  */
  51 int ff_jpegls_decode_lse(MJpegDecodeContext *s)
  52 {
  53     int id;
  54     int tid, wt, maxtab, i, j;
  55
  56     int len = get_bits(&s->gb, 16);
  57     id = get_bits(&s->gb, 8);
  58
  59     switch (id) {
  60     case 1:
  61         if (len < 13)
  62             return AVERROR_INVALIDDATA;
  63
  64         s->maxval = get_bits(&s->gb, 16);
  65         s->t1     = get_bits(&s->gb, 16);
  66         s->t2     = get_bits(&s->gb, 16);
  67         s->t3     = get_bits(&s->gb, 16);
  68         s->reset  = get_bits(&s->gb, 16);
  69
  70         if(s->avctx->debug & FF_DEBUG_PICT_INFO) {
  71             av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG, "Coding parameters maxval:%d T1:%d T2:%d T3:%d reset:%d\n",
  72                    s->maxval, s->t1, s->t2, s->t3, s->reset);
  73         }
  74
  75 //        ff_jpegls_reset_coding_parameters(s, 0);
  76         //FIXME quant table?
  77         break;
  78     case 2:
  79         s->palette_index = 0;
  80     case 3:
  81         tid= get_bits(&s->gb, 8);
  82         wt = get_bits(&s->gb, 8);
  83
  84         if (len < 5)
  85             return AVERROR_INVALIDDATA;
  86
  87         if (wt < 1 || wt > MAX_COMPONENTS) {
  88             avpriv_request_sample(s->avctx, "wt %d", wt);
  89             return AVERROR_PATCHWELCOME;
  90         }
  91
  92         if (!s->maxval)
  93             maxtab = 255;
  94         else if ((5 + wt*(s->maxval+1)) < 65535)
  95             maxtab = s->maxval;
  96         else
  97             maxtab = 65530/wt - 1;
  98
  99         if(s->avctx->debug & FF_DEBUG_PICT_INFO) {
 100             av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG, "LSE palette %d tid:%d wt:%d maxtab:%d\n", id, tid, wt, maxtab);
 101         }
 102         if (maxtab >= 256) {
 103             avpriv_request_sample(s->avctx, ">8bit palette");
 104             return AVERROR_PATCHWELCOME;
 105         }
 106         maxtab = FFMIN(maxtab, (len - 5) / wt + s->palette_index);
 107
 108         if (s->palette_index > maxtab)
 109             return AVERROR_INVALIDDATA;
 110
 111         if ((s->avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_GRAY8 || s->avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_PAL8) &&
 112             (s->picture_ptr->format == AV_PIX_FMT_GRAY8 || s->picture_ptr->format == AV_PIX_FMT_PAL8)) {
 113             uint32_t *pal = (uint32_t *)s->picture_ptr->data[1];
 114             s->picture_ptr->format =
 115             s->avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_PAL8;
 116             for (i=s->palette_index; i<=maxtab; i++) {
 117                 pal[i] = 0;
 118                 for (j=0; j<wt; j++) {
 119                     pal[i] |= get_bits(&s->gb, 8) << (8*(wt-j-1));
 120                 }
 121             }
 122             s->palette_index = i;
 123         }
 124         break;
 125     case 4:
 126         avpriv_request_sample(s->avctx, "oversize image");
 127         return AVERROR(ENOSYS);
 128     default:
 129         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid id %d\n", id);
 130         return AVERROR_INVALIDDATA;
 131     }
 132     av_dlog(s->avctx, "ID=%i, T=%i,%i,%i\n", id, s->t1, s->t2, s->t3);
 133
 134     return 0;
 135 }
 136
 137 /**
 138  * Get context-dependent Golomb code, decode it and update context
 139  */
 140 static inline int ls_get_code_regular(GetBitContext *gb, JLSState *state, int Q)
 141 {
 142     int k, ret;
 143
 144     for (k = 0; (state->N[Q] << k) < state->A[Q]; k++)
 145         ;
 146
 147 #ifdef JLS_BROKEN
 148     if (!show_bits_long(gb, 32))
 149         return -1;
 150 #endif
 151     ret = get_ur_golomb_jpegls(gb, k, state->limit, state->qbpp);
 152
 153     /* decode mapped error */
 154     if (ret & 1)
 155         ret = -(ret + 1 >> 1);
 156     else
 157         ret >>= 1;
 158
 159     /* for NEAR=0, k=0 and 2*B[Q] <= - N[Q] mapping is reversed */
 160     if (!state->near && !k && (2 * state->B[Q] <= -state->N[Q]))
 161         ret = -(ret + 1);
 162
 163     ret = ff_jpegls_update_state_regular(state, Q, ret);
 164
 165     return ret;
 166 }
 167
 168 /**
 169  * Get Golomb code, decode it and update state for run termination
 170  */
 171 static inline int ls_get_code_runterm(GetBitContext *gb, JLSState *state,
 172                                       int RItype, int limit_add)
 173 {
 174     int k, ret, temp, map;
 175     int Q = 365 + RItype;
 176
 177     temp = state->A[Q];
 178     if (RItype)
 179         temp += state->N[Q] >> 1;
 180
 181     for (k = 0; (state->N[Q] << k) < temp; k++)
 182         ;
 183
 184 #ifdef JLS_BROKEN
 185     if (!show_bits_long(gb, 32))
 186         return -1;
 187 #endif
 188     ret = get_ur_golomb_jpegls(gb, k, state->limit - limit_add - 1,
 189                                state->qbpp);
 190
 191     /* decode mapped error */
 192     map = 0;
 193     if (!k && (RItype || ret) && (2 * state->B[Q] < state->N[Q]))
 194         map = 1;
 195     ret += RItype + map;
 196
 197     if (ret & 1) {
 198         ret = map - (ret + 1 >> 1);
 199         state->B[Q]++;
 200     } else {
 201         ret = ret >> 1;
 202     }
 203
 204     if(FFABS(ret) > 0xFFFF)
 205         return -0x10000;
 206     /* update state */
 207     state->A[Q] += FFABS(ret) - RItype;
 208     ret         *= state->twonear;
 209     ff_jpegls_downscale_state(state, Q);
 210
 211     return ret;
 212 }
 213
 214 /**
 215  * Decode one line of image
 216  */
 217 static inline void ls_decode_line(JLSState *state, MJpegDecodeContext *s,
 218                                   void *last, void *dst, int last2, int w,
 219                                   int stride, int comp, int bits)
 220 {
 221     int i, x = 0;
 222     int Ra, Rb, Rc, Rd;
 223     int D0, D1, D2;
 224
 225     while (x < w) {
 226         int err, pred;
 227
 228         /* compute gradients */
 229         Ra = x ? R(dst, x - stride) : R(last, x);
 230         Rb = R(last, x);
 231         Rc = x ? R(last, x - stride) : last2;
 232         Rd = (x >= w - stride) ? R(last, x) : R(last, x + stride);
 233         D0 = Rd - Rb;
 234         D1 = Rb - Rc;
 235         D2 = Rc - Ra;
 236         /* run mode */
 237         if ((FFABS(D0) <= state->near) &&
 238             (FFABS(D1) <= state->near) &&
 239             (FFABS(D2) <= state->near)) {
 240             int r;
 241             int RItype;
 242
 243             /* decode full runs while available */
 244             while (get_bits1(&s->gb)) {
 245                 int r;
 246                 r = 1 << ff_log2_run[state->run_index[comp]];
 247                 if (x + r * stride > w)
 248                     r = (w - x) / stride;
 249                 for (i = 0; i < r; i++) {
 250                     W(dst, x, Ra);
 251                     x += stride;
 252                 }
 253                 /* if EOL reached, we stop decoding */
 254                 if (r != 1 << ff_log2_run[state->run_index[comp]])
 255                     return;
 256                 if (state->run_index[comp] < 31)
 257                     state->run_index[comp]++;
 258                 if (x + stride > w)
 259                     return;
 260             }
 261             /* decode aborted run */
 262             r = ff_log2_run[state->run_index[comp]];
 263             if (r)
 264                 r = get_bits_long(&s->gb, r);
 265             if (x + r * stride > w) {
 266                 r = (w - x) / stride;
 267             }
 268             for (i = 0; i < r; i++) {
 269                 W(dst, x, Ra);
 270                 x += stride;
 271             }
 272
 273             if (x >= w) {
 274                 av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "run overflow\n");
 275                 return;
 276             }
 277
 278             /* decode run termination value */
 279             Rb     = R(last, x);
 280             RItype = (FFABS(Ra - Rb) <= state->near) ? 1 : 0;
 281             err    = ls_get_code_runterm(&s->gb, state, RItype,
 282                                          ff_log2_run[state->run_index[comp]]);
 283             if (state->run_index[comp])
 284                 state->run_index[comp]--;
 285
 286             if (state->near && RItype) {
 287                 pred = Ra + err;
 288             } else {
 289                 if (Rb < Ra)
 290                     pred = Rb - err;
 291                 else
 292                     pred = Rb + err;
 293             }
 294         } else { /* regular mode */
 295             int context, sign;
 296
 297             context = ff_jpegls_quantize(state, D0) * 81 +
 298                       ff_jpegls_quantize(state, D1) *  9 +
 299                       ff_jpegls_quantize(state, D2);
 300             pred    = mid_pred(Ra, Ra + Rb - Rc, Rb);
 301
 302             if (context < 0) {
 303                 context = -context;
 304                 sign    = 1;
 305             } else {
 306                 sign = 0;
 307             }
 308
 309             if (sign) {
 310                 pred = av_clip(pred - state->C[context], 0, state->maxval);
 311                 err  = -ls_get_code_regular(&s->gb, state, context);
 312             } else {
 313                 pred = av_clip(pred + state->C[context], 0, state->maxval);
 314                 err  = ls_get_code_regular(&s->gb, state, context);
 315             }
 316
 317             /* we have to do something more for near-lossless coding */
 318             pred += err;
 319         }
 320         if (state->near) {
 321             if (pred < -state->near)
 322                 pred += state->range * state->twonear;
 323             else if (pred > state->maxval + state->near)
 324                 pred -= state->range * state->twonear;
 325             pred = av_clip(pred, 0, state->maxval);
 326         }
 327
 328         pred &= state->maxval;
 329         W(dst, x, pred);
 330         x += stride;
 331     }
 332 }
 333
 334 int ff_jpegls_decode_picture(MJpegDecodeContext *s, int near,
 335                              int point_transform, int ilv)
 336 {
 337     int i, t = 0;
 338     uint8_t *zero, *last, *cur;
 339     JLSState *state;
 340     int off = 0, stride = 1, width, shift, ret = 0;
 341
 342     zero = av_mallocz(s->picture_ptr->linesize[0]);
 343     last = zero;
 344     cur  = s->picture_ptr->data[0];
 345
 346     state = av_mallocz(sizeof(JLSState));
 347     /* initialize JPEG-LS state from JPEG parameters */
 348     state->near   = near;
 349     state->bpp    = (s->bits < 2) ? 2 : s->bits;
 350     state->maxval = s->maxval;
 351     state->T1     = s->t1;
 352     state->T2     = s->t2;
 353     state->T3     = s->t3;
 354     state->reset  = s->reset;
 355     ff_jpegls_reset_coding_parameters(state, 0);
 356     ff_jpegls_init_state(state);
 357
 358     if (s->bits <= 8)
 359         shift = point_transform + (8 - s->bits);
 360     else
 361         shift = point_transform + (16 - s->bits);
 362
 363     if (s->avctx->debug & FF_DEBUG_PICT_INFO) {
 364         av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG,
 365                "JPEG-LS params: %ix%i NEAR=%i MV=%i T(%i,%i,%i) "
 366                "RESET=%i, LIMIT=%i, qbpp=%i, RANGE=%i\n",
 367                 s->width, s->height, state->near, state->maxval,
 368                 state->T1, state->T2, state->T3,
 369                 state->reset, state->limit, state->qbpp, state->range);
 370         av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG, "JPEG params: ILV=%i Pt=%i BPP=%i, scan = %i\n",
 371                 ilv, point_transform, s->bits, s->cur_scan);
 372     }
 373     if (ilv == 0) { /* separate planes */
 374         if (s->cur_scan > s->nb_components) {
 375             ret = AVERROR_INVALIDDATA;
 376             goto end;
 377         }
 378         stride = (s->nb_components > 1) ? 3 : 1;
 379         off    = av_clip(s->cur_scan - 1, 0, stride - 1);
 380         width  = s->width * stride;
 381         cur   += off;
 382         for (i = 0; i < s->height; i++) {
 383             if (s->bits <= 8) {
 384                 ls_decode_line(state, s, last, cur, t, width, stride, off, 8);
 385                 t = last[0];
 386             } else {
 387                 ls_decode_line(state, s, last, cur, t, width, stride, off, 16);
 388                 t = *((uint16_t *)last);
 389             }
 390             last = cur;
 391             cur += s->picture_ptr->linesize[0];
 392
 393             if (s->restart_interval && !--s->restart_count) {
 394                 align_get_bits(&s->gb);
 395                 skip_bits(&s->gb, 16); /* skip RSTn */
 396             }
 397         }
 398     } else if (ilv == 1) { /* line interleaving */
 399         int j;
 400         int Rc[3] = { 0, 0, 0 };
 401         stride = (s->nb_components > 1) ? 3 : 1;
 402         memset(cur, 0, s->picture_ptr->linesize[0]);
 403         width = s->width * stride;
 404         for (i = 0; i < s->height; i++) {
 405             for (j = 0; j < stride; j++) {
 406                 ls_decode_line(state, s, last + j, cur + j,
 407                                Rc[j], width, stride, j, 8);
 408                 Rc[j] = last[j];
 409
 410                 if (s->restart_interval && !--s->restart_count) {
 411                     align_get_bits(&s->gb);
 412                     skip_bits(&s->gb, 16); /* skip RSTn */
 413                 }
 414             }
 415             last = cur;
 416             cur += s->picture_ptr->linesize[0];
 417         }
 418     } else if (ilv == 2) { /* sample interleaving */
 419         avpriv_report_missing_feature(s->avctx, "Sample interleaved images");
 420         ret = AVERROR_PATCHWELCOME;
 421         goto end;
 422     }
 423
 424     if (s->xfrm && s->nb_components == 3) {
 425         int x, w;
 426
 427         w = s->width * s->nb_components;
 428
 429         if (s->bits <= 8) {
 430             uint8_t *src = s->picture_ptr->data[0];
 431
 432             for (i = 0; i < s->height; i++) {
 433                 switch(s->xfrm) {
 434                 case 1:
 435                     for (x = off; x < w; x += 3) {
 436                         src[x  ] += src[x+1] + 128;
 437                         src[x+2] += src[x+1] + 128;
 438                     }
 439                     break;
 440                 case 2:
 441                     for (x = off; x < w; x += 3) {
 442                         src[x  ] += src[x+1] + 128;
 443                         src[x+2] += ((src[x  ] + src[x+1])>>1) + 128;
 444                     }
 445                     break;
 446                 case 3:
 447                     for (x = off; x < w; x += 3) {
 448                         int g = src[x+0] - ((src[x+2]+src[x+1])>>2) + 64;
 449                         src[x+0] = src[x+2] + g + 128;
 450                         src[x+2] = src[x+1] + g + 128;
 451                         src[x+1] = g;
 452                     }
 453                     break;
 454                 case 4:
 455                     for (x = off; x < w; x += 3) {
 456                         int r    = src[x+0] - ((                       359 * (src[x+2]-128) + 490) >> 8);
 457                         int g    = src[x+0] - (( 88 * (src[x+1]-128) - 183 * (src[x+2]-128) +  30) >> 8);
 458                         int b    = src[x+0] + ((454 * (src[x+1]-128)                        + 574) >> 8);
 459                         src[x+0] = av_clip_uint8(r);
 460                         src[x+1] = av_clip_uint8(g);
 461                         src[x+2] = av_clip_uint8(b);
 462                     }
 463                     break;
 464                 }
 465                 src += s->picture_ptr->linesize[0];
 466             }
 467         }else
 468             avpriv_report_missing_feature(s->avctx, "16bit xfrm");
 469     }
 470
 471     if (shift) { /* we need to do point transform or normalize samples */
 472         int x, w;
 473
 474         w = s->width * s->nb_components;
 475
 476         if (s->bits <= 8) {
 477             uint8_t *src = s->picture_ptr->data[0];
 478
 479             for (i = 0; i < s->height; i++) {
 480                 for (x = off; x < w; x += stride)
 481                     src[x] <<= shift;
 482                 src += s->picture_ptr->linesize[0];
 483             }
 484         } else {
 485             uint16_t *src = (uint16_t *)s->picture_ptr->data[0];
 486
 487             for (i = 0; i < s->height; i++) {
 488                 for (x = 0; x < w; x++)
 489                     src[x] <<= shift;
 490                 src += s->picture_ptr->linesize[0] / 2;
 491             }
 492         }
 493     }
 494
 495 end:
 496     av_free(state);
 497     av_free(zero);
 498
 499     return ret;
 500 }
 501
 502 AVCodec ff_jpegls_decoder = {
 503     .name           = "jpegls",
 504     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("JPEG-LS"),
 505     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 506     .id             = AV_CODEC_ID_JPEGLS,
 507     .priv_data_size = sizeof(MJpegDecodeContext),
 508     .init           = ff_mjpeg_decode_init,
 509     .close          = ff_mjpeg_decode_end,
 510     .decode         = ff_mjpeg_decode_frame,
 511     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
 512     .caps_internal  = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE,
 513 };