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 Libav.
   7  *
   8  * Libav 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  * Libav 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 Libav; 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 "mathops.h"
  32 #include "mjpeg.h"
  33 #include "mjpegdec.h"
  34 #include "jpegls.h"
  35 #include "jpeglsdec.h"
  36
  37 /*
  38  * Uncomment this to significantly speed up decoding of broken JPEG-LS
  39  * (or test broken JPEG-LS decoder) and slow down ordinary decoding a bit.
  40  *
  41  * There is no Golomb code with length >= 32 bits possible, so check and
  42  * avoid situation of 32 zeros, Libav Golomb decoder is painfully slow
  43  * on this errors.
  44  */
  45 //#define JLS_BROKEN
  46
  47 /**
  48  * Decode LSE block with initialization parameters
  49  */
  50 int ff_jpegls_decode_lse(MJpegDecodeContext *s)
  51 {
  52     int id;
  53
  54     skip_bits(&s->gb, 16);  /* length: FIXME: verify field validity */
  55     id = get_bits(&s->gb, 8);
  56
  57     switch (id) {
  58     case 1:
  59         s->maxval = get_bits(&s->gb, 16);
  60         s->t1     = get_bits(&s->gb, 16);
  61         s->t2     = get_bits(&s->gb, 16);
  62         s->t3     = get_bits(&s->gb, 16);
  63         s->reset  = get_bits(&s->gb, 16);
  64
  65 //        ff_jpegls_reset_coding_parameters(s, 0);
  66         //FIXME quant table?
  67         break;
  68     case 2:
  69     case 3:
  70         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "palette not supported\n");
  71         return -1;
  72     case 4:
  73         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "oversize image not supported\n");
  74         return -1;
  75     default:
  76         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid id %d\n", id);
  77         return -1;
  78     }
  79     av_dlog(s->avctx, "ID=%i, T=%i,%i,%i\n", id, s->t1, s->t2, s->t3);
  80
  81     return 0;
  82 }
  83
  84 /**
  85  * Get context-dependent Golomb code, decode it and update context
  86  */
  87 static inline int ls_get_code_regular(GetBitContext *gb, JLSState *state, int Q)
  88 {
  89     int k, ret;
  90
  91     for (k = 0; (state->N[Q] << k) < state->A[Q]; k++)
  92         ;
  93
  94 #ifdef JLS_BROKEN
  95     if (!show_bits_long(gb, 32))
  96         return -1;
  97 #endif
  98     ret = get_ur_golomb_jpegls(gb, k, state->limit, state->qbpp);
  99
 100     /* decode mapped error */
 101     if (ret & 1)
 102         ret = -(ret + 1 >> 1);
 103     else
 104         ret >>= 1;
 105
 106     /* for NEAR=0, k=0 and 2*B[Q] <= - N[Q] mapping is reversed */
 107     if (!state->near && !k && (2 * state->B[Q] <= -state->N[Q]))
 108         ret = -(ret + 1);
 109
 110     ret = ff_jpegls_update_state_regular(state, Q, ret);
 111
 112     return ret;
 113 }
 114
 115 /**
 116  * Get Golomb code, decode it and update state for run termination
 117  */
 118 static inline int ls_get_code_runterm(GetBitContext *gb, JLSState *state,
 119                                       int RItype, int limit_add)
 120 {
 121     int k, ret, temp, map;
 122     int Q = 365 + RItype;
 123
 124     temp = state->A[Q];
 125     if (RItype)
 126         temp += state->N[Q] >> 1;
 127
 128     for (k = 0; (state->N[Q] << k) < temp; k++)
 129         ;
 130
 131 #ifdef JLS_BROKEN
 132     if (!show_bits_long(gb, 32))
 133         return -1;
 134 #endif
 135     ret = get_ur_golomb_jpegls(gb, k, state->limit - limit_add - 1,
 136                                state->qbpp);
 137
 138     /* decode mapped error */
 139     map = 0;
 140     if (!k && (RItype || ret) && (2 * state->B[Q] < state->N[Q]))
 141         map = 1;
 142     ret += RItype + map;
 143
 144     if (ret & 1) {
 145         ret = map - (ret + 1 >> 1);
 146         state->B[Q]++;
 147     } else {
 148         ret = ret >> 1;
 149     }
 150
 151     /* update state */
 152     state->A[Q] += FFABS(ret) - RItype;
 153     ret         *= state->twonear;
 154     ff_jpegls_downscale_state(state, Q);
 155
 156     return ret;
 157 }
 158
 159 /**
 160  * Decode one line of image
 161  */
 162 static inline void ls_decode_line(JLSState *state, MJpegDecodeContext *s,
 163                                   void *last, void *dst, int last2, int w,
 164                                   int stride, int comp, int bits)
 165 {
 166     int i, x = 0;
 167     int Ra, Rb, Rc, Rd;
 168     int D0, D1, D2;
 169
 170     while (x < w) {
 171         int err, pred;
 172
 173         /* compute gradients */
 174         Ra = x ? R(dst, x - stride) : R(last, x);
 175         Rb = R(last, x);
 176         Rc = x ? R(last, x - stride) : last2;
 177         Rd = (x >= w - stride) ? R(last, x) : R(last, x + stride);
 178         D0 = Rd - Rb;
 179         D1 = Rb - Rc;
 180         D2 = Rc - Ra;
 181         /* run mode */
 182         if ((FFABS(D0) <= state->near) &&
 183             (FFABS(D1) <= state->near) &&
 184             (FFABS(D2) <= state->near)) {
 185             int r;
 186             int RItype;
 187
 188             /* decode full runs while available */
 189             while (get_bits1(&s->gb)) {
 190                 int r;
 191                 r = 1 << ff_log2_run[state->run_index[comp]];
 192                 if (x + r * stride > w)
 193                     r = (w - x) / stride;
 194                 for (i = 0; i < r; i++) {
 195                     W(dst, x, Ra);
 196                     x += stride;
 197                 }
 198                 /* if EOL reached, we stop decoding */
 199                 if (r != 1 << ff_log2_run[state->run_index[comp]])
 200                     return;
 201                 if (state->run_index[comp] < 31)
 202                     state->run_index[comp]++;
 203                 if (x + stride > w)
 204                     return;
 205             }
 206             /* decode aborted run */
 207             r = ff_log2_run[state->run_index[comp]];
 208             if (r)
 209                 r = get_bits_long(&s->gb, r);
 210             for (i = 0; i < r; i++) {
 211                 W(dst, x, Ra);
 212                 x += stride;
 213             }
 214
 215             /* decode run termination value */
 216             Rb     = R(last, x);
 217             RItype = (FFABS(Ra - Rb) <= state->near) ? 1 : 0;
 218             err    = ls_get_code_runterm(&s->gb, state, RItype,
 219                                          ff_log2_run[state->run_index[comp]]);
 220             if (state->run_index[comp])
 221                 state->run_index[comp]--;
 222
 223             if (state->near && RItype) {
 224                 pred = Ra + err;
 225             } else {
 226                 if (Rb < Ra)
 227                     pred = Rb - err;
 228                 else
 229                     pred = Rb + err;
 230             }
 231         } else { /* regular mode */
 232             int context, sign;
 233
 234             context = ff_jpegls_quantize(state, D0) * 81 +
 235                       ff_jpegls_quantize(state, D1) *  9 +
 236                       ff_jpegls_quantize(state, D2);
 237             pred    = mid_pred(Ra, Ra + Rb - Rc, Rb);
 238
 239             if (context < 0) {
 240                 context = -context;
 241                 sign    = 1;
 242             } else {
 243                 sign = 0;
 244             }
 245
 246             if (sign) {
 247                 pred = av_clip(pred - state->C[context], 0, state->maxval);
 248                 err  = -ls_get_code_regular(&s->gb, state, context);
 249             } else {
 250                 pred = av_clip(pred + state->C[context], 0, state->maxval);
 251                 err  = ls_get_code_regular(&s->gb, state, context);
 252             }
 253
 254             /* we have to do something more for near-lossless coding */
 255             pred += err;
 256         }
 257         if (state->near) {
 258             if (pred < -state->near)
 259                 pred += state->range * state->twonear;
 260             else if (pred > state->maxval + state->near)
 261                 pred -= state->range * state->twonear;
 262             pred = av_clip(pred, 0, state->maxval);
 263         }
 264
 265         pred &= state->maxval;
 266         W(dst, x, pred);
 267         x += stride;
 268     }
 269 }
 270
 271 int ff_jpegls_decode_picture(MJpegDecodeContext *s, int near,
 272                              int point_transform, int ilv)
 273 {
 274     int i, t = 0;
 275     uint8_t *zero, *last, *cur;
 276     JLSState *state;
 277     int off = 0, stride = 1, width, shift;
 278
 279     zero = av_mallocz(s->picture_ptr->linesize[0]);
 280     last = zero;
 281     cur  = s->picture_ptr->data[0];
 282
 283     state = av_mallocz(sizeof(JLSState));
 284     /* initialize JPEG-LS state from JPEG parameters */
 285     state->near   = near;
 286     state->bpp    = (s->bits < 2) ? 2 : s->bits;
 287     state->maxval = s->maxval;
 288     state->T1     = s->t1;
 289     state->T2     = s->t2;
 290     state->T3     = s->t3;
 291     state->reset  = s->reset;
 292     ff_jpegls_reset_coding_parameters(state, 0);
 293     ff_jpegls_init_state(state);
 294
 295     if (s->bits <= 8)
 296         shift = point_transform + (8 - s->bits);
 297     else
 298         shift = point_transform + (16 - s->bits);
 299
 300     av_dlog(s->avctx,
 301             "JPEG-LS params: %ix%i NEAR=%i MV=%i T(%i,%i,%i) "
 302             "RESET=%i, LIMIT=%i, qbpp=%i, RANGE=%i\n",
 303             s->width, s->height, state->near, state->maxval,
 304             state->T1, state->T2, state->T3,
 305             state->reset, state->limit, state->qbpp, state->range);
 306     av_dlog(s->avctx, "JPEG params: ILV=%i Pt=%i BPP=%i, scan = %i\n",
 307             ilv, point_transform, s->bits, s->cur_scan);
 308     if (ilv == 0) { /* separate planes */
 309         off    = s->cur_scan - 1;
 310         stride = (s->nb_components > 1) ? 3 : 1;
 311         width  = s->width * stride;
 312         cur   += off;
 313         for (i = 0; i < s->height; i++) {
 314             if (s->bits <= 8) {
 315                 ls_decode_line(state, s, last, cur, t, width, stride, off, 8);
 316                 t = last[0];
 317             } else {
 318                 ls_decode_line(state, s, last, cur, t, width, stride, off, 16);
 319                 t = *((uint16_t *)last);
 320             }
 321             last = cur;
 322             cur += s->picture_ptr->linesize[0];
 323
 324             if (s->restart_interval && !--s->restart_count) {
 325                 align_get_bits(&s->gb);
 326                 skip_bits(&s->gb, 16); /* skip RSTn */
 327             }
 328         }
 329     } else if (ilv == 1) { /* line interleaving */
 330         int j;
 331         int Rc[3] = { 0, 0, 0 };
 332         memset(cur, 0, s->picture_ptr->linesize[0]);
 333         width = s->width * 3;
 334         for (i = 0; i < s->height; i++) {
 335             for (j = 0; j < 3; j++) {
 336                 ls_decode_line(state, s, last + j, cur + j,
 337                                Rc[j], width, 3, j, 8);
 338                 Rc[j] = last[j];
 339
 340                 if (s->restart_interval && !--s->restart_count) {
 341                     align_get_bits(&s->gb);
 342                     skip_bits(&s->gb, 16); /* skip RSTn */
 343                 }
 344             }
 345             last = cur;
 346             cur += s->picture_ptr->linesize[0];
 347         }
 348     } else if (ilv == 2) { /* sample interleaving */
 349         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
 350                "Sample interleaved images are not supported.\n");
 351         av_free(state);
 352         av_free(zero);
 353         return -1;
 354     }
 355
 356     if (shift) { /* we need to do point transform or normalize samples */
 357         int x, w;
 358
 359         w = s->width * s->nb_components;
 360
 361         if (s->bits <= 8) {
 362             uint8_t *src = s->picture_ptr->data[0];
 363
 364             for (i = 0; i < s->height; i++) {
 365                 for (x = off; x < w; x += stride)
 366                     src[x] <<= shift;
 367                 src += s->picture_ptr->linesize[0];
 368             }
 369         } else {
 370             uint16_t *src = (uint16_t *)s->picture_ptr->data[0];
 371
 372             for (i = 0; i < s->height; i++) {
 373                 for (x = 0; x < w; x++)
 374                     src[x] <<= shift;
 375                 src += s->picture_ptr->linesize[0] / 2;
 376             }
 377         }
 378     }
 379     av_free(state);
 380     av_free(zero);
 381
 382     return 0;
 383 }
 384
 385 AVCodec ff_jpegls_decoder = {
 386     .name           = "jpegls",
 387     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("JPEG-LS"),
 388     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 389     .id             = AV_CODEC_ID_JPEGLS,
 390     .priv_data_size = sizeof(MJpegDecodeContext),
 391     .init           = ff_mjpeg_decode_init,
 392     .close          = ff_mjpeg_decode_end,
 393     .decode         = ff_mjpeg_decode_frame,
 394     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1,
 395 };