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

   1 /*
   2  * Range coder
   3  * Copyright (c) 2004 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
   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 /**
  24  * @file rangecoder.c
  25  * Range coder.
  26  * based upon
  27  *    "Range encoding: an algorithm for removing redundancy from a digitised
  28  *                     message.
  29  *     G. N. N. Martin                  Presented in March 1979 to the Video &
  30  *                                      Data Recording Conference,
  31  *     IBM UK Scientific Center         held in Southampton July 24-27 1979."
  32  *
  33  */
  34
  35 #include <string.h>
  36
  37 #include "avcodec.h"
  38 #include "common.h"
  39 #include "rangecoder.h"
  40
  41
  42 void ff_init_range_encoder(RangeCoder *c, uint8_t *buf, int buf_size){
  43     c->bytestream_start=
  44     c->bytestream= buf;
  45     c->bytestream_end= buf + buf_size;
  46
  47     c->low= 0;
  48     c->range= 0xFF00;
  49     c->outstanding_count= 0;
  50     c->outstanding_byte= -1;
  51 }
  52
  53 void ff_init_range_decoder(RangeCoder *c, const uint8_t *buf, int buf_size){
  54     /* cast to avoid compiler warning */
  55     ff_init_range_encoder(c, (uint8_t *) buf, buf_size);
  56
  57     c->low =(*c->bytestream++)<<8;
  58     c->low+= *c->bytestream++;
  59 }
  60
  61 void ff_build_rac_states(RangeCoder *c, int factor, int max_p){
  62     const int64_t one= 1LL<<32;
  63     int64_t p;
  64     int last_p8, p8, i;
  65
  66     memset(c->zero_state, 0, sizeof(c->zero_state));
  67     memset(c-> one_state, 0, sizeof(c-> one_state));
  68
  69 #if 0
  70     for(i=1; i<256; i++){
  71         if(c->one_state[i])
  72             continue;
  73
  74         p= (i*one + 128) >> 8;
  75         last_p8= i;
  76         for(;;){
  77             p+= ((one-p)*factor + one/2) >> 32;
  78             p8= (256*p + one/2) >> 32; //FIXME try without the one
  79             if(p8 <= last_p8) p8= last_p8+1;
  80             if(p8 > max_p) p8= max_p;
  81             if(p8 < last_p8)
  82                 break;
  83             c->one_state[last_p8]=     p8;
  84             if(p8 == last_p8)
  85                 break;
  86             last_p8= p8;
  87         }
  88     }
  89 #endif
  90 #if 1
  91     last_p8= 0;
  92     p= one/2;
  93     for(i=0; i<128; i++){
  94         p8= (256*p + one/2) >> 32; //FIXME try without the one
  95         if(p8 <= last_p8) p8= last_p8+1;
  96         if(last_p8 && last_p8<256 && p8<=max_p)
  97             c->one_state[last_p8]= p8;
  98
  99         p+= ((one-p)*factor + one/2) >> 32;
 100         last_p8= p8;
 101     }
 102 #endif
 103     for(i=256-max_p; i<=max_p; i++){
 104         if(c->one_state[i])
 105             continue;
 106
 107         p= (i*one + 128) >> 8;
 108         p+= ((one-p)*factor + one/2) >> 32;
 109         p8= (256*p + one/2) >> 32; //FIXME try without the one
 110         if(p8 <= i) p8= i+1;
 111         if(p8 > max_p) p8= max_p;
 112         c->one_state[    i]=     p8;
 113     }
 114
 115     for(i=1; i<255; i++)
 116         c->zero_state[i]= 256-c->one_state[256-i];
 117 #if 0
 118     for(i=0; i<256; i++)
 119         av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "%3d %3d\n", i, c->one_state[i]);
 120 #endif
 121 }
 122
 123 /**
 124  *
 125  * @return the number of bytes written
 126  */
 127 int ff_rac_terminate(RangeCoder *c){
 128     c->range=0xFF;
 129     c->low +=0xFF;
 130     renorm_encoder(c);
 131     c->range=0xFF;
 132     renorm_encoder(c);
 133
 134     assert(c->low   == 0);
 135     assert(c->range >= 0x100);
 136
 137     return c->bytestream - c->bytestream_start;
 138 }
 139
 140 #if 0 //selftest
 141 #define SIZE 10240
 142 int main(){
 143     RangeCoder c;
 144     uint8_t b[9*SIZE];
 145     uint8_t r[9*SIZE];
 146     int i;
 147     uint8_t state[10]= {0};
 148
 149     ff_init_range_encoder(&c, b, SIZE);
 150     ff_build_rac_states(&c, 0.05*(1LL<<32), 128+64+32+16);
 151
 152     memset(state, 128, sizeof(state));
 153
 154     for(i=0; i<SIZE; i++){
 155         r[i]= random()%7;
 156     }
 157
 158
 159     for(i=0; i<SIZE; i++){
 160 START_TIMER
 161         put_rac(&c, state, r[i]&1);
 162 STOP_TIMER("put_rac")
 163     }
 164
 165     ff_put_rac_terminate(&c);
 166
 167     ff_init_range_decoder(&c, b, SIZE);
 168
 169     memset(state, 128, sizeof(state));
 170
 171     for(i=0; i<SIZE; i++){
 172 START_TIMER
 173         if( (r[i]&1) != get_rac(&c, state) )
 174             av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "rac failure at %d\n", i);
 175 STOP_TIMER("get_rac")
 176     }
 177
 178     return 0;
 179 }
 180
 181 #endif