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

   1 /*
   2  * LOCO codec
   3  * Copyright (c) 2005 Konstantin Shishkov
   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 /**
  23  * @file
  24  * LOCO codec.
  25  */
  26
  27 #include "avcodec.h"
  28 #include "get_bits.h"
  29 #include "golomb.h"
  30 #include "internal.h"
  31 #include "mathops.h"
  32
  33 enum LOCO_MODE {
  34     LOCO_UNKN  =  0,
  35     LOCO_CYUY2 = -1,
  36     LOCO_CRGB  = -2,
  37     LOCO_CRGBA = -3,
  38     LOCO_CYV12 = -4,
  39     LOCO_YUY2  =  1,
  40     LOCO_UYVY  =  2,
  41     LOCO_RGB   =  3,
  42     LOCO_RGBA  =  4,
  43     LOCO_YV12  =  5,
  44 };
  45
  46 typedef struct LOCOContext {
  47     AVCodecContext *avctx;
  48     int lossy;
  49     enum LOCO_MODE mode;
  50 } LOCOContext;
  51
  52 typedef struct RICEContext {
  53     GetBitContext gb;
  54     int save, run, run2; /* internal rice decoder state */
  55     int sum, count; /* sum and count for getting rice parameter */
  56     int lossy;
  57 } RICEContext;
  58
  59 static int loco_get_rice_param(RICEContext *r)
  60 {
  61     int cnt = 0;
  62     int val = r->count;
  63
  64     while (r->sum > val && cnt < 9) {
  65         val <<= 1;
  66         cnt++;
  67     }
  68
  69     return cnt;
  70 }
  71
  72 static inline void loco_update_rice_param(RICEContext *r, int val)
  73 {
  74     r->sum += val;
  75     r->count++;
  76
  77     if (r->count == 16) {
  78         r->sum   >>= 1;
  79         r->count >>= 1;
  80     }
  81 }
  82
  83 static inline int loco_get_rice(RICEContext *r)
  84 {
  85     int v;
  86     if (r->run > 0) { /* we have zero run */
  87         r->run--;
  88         loco_update_rice_param(r, 0);
  89         return 0;
  90     }
  91     if (get_bits_left(&r->gb) < 1)
  92         return INT_MIN;
  93     v = get_ur_golomb_jpegls(&r->gb, loco_get_rice_param(r), INT_MAX, 0);
  94     loco_update_rice_param(r, (v + 1) >> 1);
  95     if (!v) {
  96         if (r->save >= 0) {
  97             r->run = get_ur_golomb_jpegls(&r->gb, 2, INT_MAX, 0);
  98             if (r->run > 1)
  99                 r->save += r->run + 1;
 100             else
 101                 r->save -= 3;
 102         } else
 103             r->run2++;
 104     } else {
 105         v = ((v >> 1) + r->lossy) ^ -(v & 1);
 106         if (r->run2 > 0) {
 107             if (r->run2 > 2)
 108                 r->save += r->run2;
 109             else
 110                 r->save -= 3;
 111             r->run2 = 0;
 112         }
 113     }
 114
 115     return v;
 116 }
 117
 118 /* LOCO main predictor - LOCO-I/JPEG-LS predictor */
 119 static inline int loco_predict(uint8_t* data, int stride)
 120 {
 121     int a, b, c;
 122
 123     a = data[-stride];
 124     b = data[-1];
 125     c = data[-stride - 1];
 126
 127     return mid_pred(a, a + b - c, b);
 128 }
 129
 130 static int loco_decode_plane(LOCOContext *l, uint8_t *data, int width, int height,
 131                              int stride, const uint8_t *buf, int buf_size)
 132 {
 133     RICEContext rc;
 134     int val;
 135     int ret;
 136     int i, j;
 137
 138     if(buf_size<=0)
 139         return -1;
 140
 141     if ((ret = init_get_bits8(&rc.gb, buf, buf_size)) < 0)
 142         return ret;
 143
 144     rc.save  = 0;
 145     rc.run   = 0;
 146     rc.run2  = 0;
 147     rc.lossy = l->lossy;
 148
 149     rc.sum   = 8;
 150     rc.count = 1;
 151
 152     /* restore top left pixel */
 153     val     = loco_get_rice(&rc);
 154     data[0] = 128 + val;
 155     /* restore top line */
 156     for (i = 1; i < width; i++) {
 157         val = loco_get_rice(&rc);
 158         data[i] = data[i - 1] + val;
 159     }
 160     data += stride;
 161     for (j = 1; j < height; j++) {
 162         /* restore left column */
 163         val = loco_get_rice(&rc);
 164         if (val == INT_MIN)
 165            return AVERROR_INVALIDDATA;
 166         data[0] = data[-stride] + val;
 167         /* restore all other pixels */
 168         for (i = 1; i < width; i++) {
 169             val = loco_get_rice(&rc);
 170             if (val == INT_MIN)
 171                 return -1;
 172             data[i] = loco_predict(&data[i], stride) + val;
 173         }
 174         data += stride;
 175     }
 176
 177     return (get_bits_count(&rc.gb) + 7) >> 3;
 178 }
 179
 180 static void rotate_faulty_loco(uint8_t *data, int width, int height, int stride)
 181 {
 182     int y;
 183
 184     for (y=1; y<height; y++) {
 185         if (width>=y) {
 186             memmove(data + y*stride,
 187                     data + y*(stride + 1),
 188                     (width-y));
 189             if (y+1 < height)
 190                 memmove(data + y*stride + (width-y),
 191                         data + (y+1)*stride, y);
 192         }
 193     }
 194 }
 195
 196 static int decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 197                         void *data, int *got_frame,
 198                         AVPacket *avpkt)
 199 {
 200     LOCOContext * const l = avctx->priv_data;
 201     const uint8_t *buf    = avpkt->data;
 202     int buf_size          = avpkt->size;
 203     AVFrame * const p     = data;
 204     int decoded, ret;
 205
 206     if ((ret = ff_get_buffer(avctx, p, 0)) < 0)
 207         return ret;
 208     p->key_frame = 1;
 209
 210 #define ADVANCE_BY_DECODED do { \
 211     if (decoded < 0 || decoded >= buf_size) goto buf_too_small; \
 212     buf += decoded; buf_size -= decoded; \
 213 } while(0)
 214     switch(l->mode) {
 215     case LOCO_CYUY2: case LOCO_YUY2: case LOCO_UYVY:
 216         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[0], avctx->width, avctx->height,
 217                                     p->linesize[0], buf, buf_size);
 218         ADVANCE_BY_DECODED;
 219         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[1], avctx->width / 2, avctx->height,
 220                                     p->linesize[1], buf, buf_size);
 221         ADVANCE_BY_DECODED;
 222         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[2], avctx->width / 2, avctx->height,
 223                                     p->linesize[2], buf, buf_size);
 224         break;
 225     case LOCO_CYV12: case LOCO_YV12:
 226         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[0], avctx->width, avctx->height,
 227                                     p->linesize[0], buf, buf_size);
 228         ADVANCE_BY_DECODED;
 229         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[2], avctx->width / 2, avctx->height / 2,
 230                                     p->linesize[2], buf, buf_size);
 231         ADVANCE_BY_DECODED;
 232         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[1], avctx->width / 2, avctx->height / 2,
 233                                     p->linesize[1], buf, buf_size);
 234         break;
 235     case LOCO_CRGB: case LOCO_RGB:
 236         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[1] + p->linesize[1]*(avctx->height-1), avctx->width, avctx->height,
 237                                     -p->linesize[1], buf, buf_size);
 238         ADVANCE_BY_DECODED;
 239         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[0] + p->linesize[0]*(avctx->height-1), avctx->width, avctx->height,
 240                                     -p->linesize[0], buf, buf_size);
 241         ADVANCE_BY_DECODED;
 242         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[2] + p->linesize[2]*(avctx->height-1), avctx->width, avctx->height,
 243                                     -p->linesize[2], buf, buf_size);
 244         if (avctx->width & 1) {
 245             rotate_faulty_loco(p->data[0] + p->linesize[0]*(avctx->height-1), avctx->width, avctx->height, -p->linesize[0]);
 246             rotate_faulty_loco(p->data[1] + p->linesize[1]*(avctx->height-1), avctx->width, avctx->height, -p->linesize[1]);
 247             rotate_faulty_loco(p->data[2] + p->linesize[2]*(avctx->height-1), avctx->width, avctx->height, -p->linesize[2]);
 248         }
 249         break;
 250     case LOCO_CRGBA:
 251     case LOCO_RGBA:
 252         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[1] + p->linesize[1]*(avctx->height-1), avctx->width, avctx->height,
 253                                     -p->linesize[1], buf, buf_size);
 254         ADVANCE_BY_DECODED;
 255         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[0] + p->linesize[0]*(avctx->height-1), avctx->width, avctx->height,
 256                                     -p->linesize[0], buf, buf_size);
 257         ADVANCE_BY_DECODED;
 258         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[2] + p->linesize[2]*(avctx->height-1), avctx->width, avctx->height,
 259                                     -p->linesize[2], buf, buf_size);
 260         ADVANCE_BY_DECODED;
 261         decoded = loco_decode_plane(l, p->data[3] + p->linesize[3]*(avctx->height-1), avctx->width, avctx->height,
 262                                     -p->linesize[3], buf, buf_size);
 263         break;
 264     default:
 265         av_assert0(0);
 266     }
 267
 268     if (decoded < 0 || decoded > buf_size)
 269         goto buf_too_small;
 270     buf_size -= decoded;
 271
 272     *got_frame      = 1;
 273
 274     return avpkt->size - buf_size;
 275 buf_too_small:
 276     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Input data too small.\n");
 277     return AVERROR(EINVAL);
 278 }
 279
 280 static av_cold int decode_init(AVCodecContext *avctx)
 281 {
 282     LOCOContext * const l = avctx->priv_data;
 283     int version;
 284
 285     l->avctx = avctx;
 286     if (avctx->extradata_size < 12) {
 287         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Extradata size must be >= 12 instead of %i\n",
 288                avctx->extradata_size);
 289         return AVERROR_INVALIDDATA;
 290     }
 291     version = AV_RL32(avctx->extradata);
 292     switch (version) {
 293     case 1:
 294         l->lossy = 0;
 295         break;
 296     case 2:
 297         l->lossy = AV_RL32(avctx->extradata + 8);
 298         break;
 299     default:
 300         l->lossy = AV_RL32(avctx->extradata + 8);
 301         avpriv_request_sample(avctx, "LOCO codec version %i", version);
 302     }
 303
 304     if (l->lossy > 65536U) {
 305         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "lossy %i is too large\n", l->lossy);
 306         return AVERROR_INVALIDDATA;
 307     }
 308
 309     l->mode = AV_RL32(avctx->extradata + 4);
 310     switch (l->mode) {
 311     case LOCO_CYUY2:
 312     case LOCO_YUY2:
 313     case LOCO_UYVY:
 314         avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV422P;
 315         break;
 316     case LOCO_CRGB:
 317     case LOCO_RGB:
 318         avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_GBRP;
 319         break;
 320     case LOCO_CYV12:
 321     case LOCO_YV12:
 322         avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV420P;
 323         break;
 324     case LOCO_CRGBA:
 325     case LOCO_RGBA:
 326         avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_GBRAP;
 327         break;
 328     default:
 329         av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "Unknown colorspace, index = %i\n", l->mode);
 330         return AVERROR_INVALIDDATA;
 331     }
 332     if (avctx->debug & FF_DEBUG_PICT_INFO)
 333         av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "lossy:%i, version:%i, mode: %i\n", l->lossy, version, l->mode);
 334
 335     return 0;
 336 }
 337
 338 AVCodec ff_loco_decoder = {
 339     .name           = "loco",
 340     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("LOCO"),
 341     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 342     .id             = AV_CODEC_ID_LOCO,
 343     .priv_data_size = sizeof(LOCOContext),
 344     .init           = decode_init,
 345     .decode         = decode_frame,
 346     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DR1,
 347 };