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

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2003 the ffmpeg project
   3  *
   4  * This file is part of FFmpeg.
   5  *
   6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8  * License as published by the Free Software Foundation; either
   9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14  * Lesser General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  19  *
  20  */
  21
  22 /**
  23  * @file roqvideo.c
  24  * Id RoQ Video Decoder by Dr. Tim Ferguson
  25  * For more information about the Id RoQ format, visit:
  26  *   http://www.csse.monash.edu.au/~timf/
  27  */
  28
  29 #include <stdio.h>
  30 #include <stdlib.h>
  31 #include <string.h>
  32 #include <unistd.h>
  33
  34 #include "common.h"
  35 #include "avcodec.h"
  36 #include "dsputil.h"
  37
  38 typedef struct {
  39   unsigned char y0, y1, y2, y3, u, v;
  40 } roq_cell;
  41
  42 typedef struct {
  43   int idx[4];
  44 } roq_qcell;
  45
  46 static int uiclip[1024], *uiclp;  /* clipping table */
  47 #define avg2(a,b) uiclp[(((int)(a)+(int)(b)+1)>>1)]
  48 #define avg4(a,b,c,d) uiclp[(((int)(a)+(int)(b)+(int)(c)+(int)(d)+2)>>2)]
  49
  50 typedef struct RoqContext {
  51
  52     AVCodecContext *avctx;
  53     DSPContext dsp;
  54     AVFrame last_frame;
  55     AVFrame current_frame;
  56     int first_frame;
  57     int y_stride;
  58     int c_stride;
  59
  60     roq_cell cells[256];
  61     roq_qcell qcells[256];
  62
  63     unsigned char *buf;
  64     int size;
  65
  66 } RoqContext;
  67
  68 #define RoQ_INFO              0x1001
  69 #define RoQ_QUAD_CODEBOOK     0x1002
  70 #define RoQ_QUAD_VQ           0x1011
  71 #define RoQ_SOUND_MONO        0x1020
  72 #define RoQ_SOUND_STEREO      0x1021
  73
  74 #define RoQ_ID_MOT              0x00
  75 #define RoQ_ID_FCC              0x01
  76 #define RoQ_ID_SLD              0x02
  77 #define RoQ_ID_CCC              0x03
  78
  79 #define get_byte(in_buffer) *(in_buffer++)
  80 #define get_word(in_buffer) ((unsigned short)(in_buffer += 2, \
  81   (in_buffer[-1] << 8 | in_buffer[-2])))
  82 #define get_long(in_buffer) ((unsigned long)(in_buffer += 4, \
  83   (in_buffer[-1] << 24 | in_buffer[-2] << 16 | in_buffer[-3] << 8 | in_buffer[-4])))
  84
  85
  86 static void apply_vector_2x2(RoqContext *ri, int x, int y, roq_cell *cell)
  87 {
  88     unsigned char *yptr;
  89
  90     yptr = ri->current_frame.data[0] + (y * ri->y_stride) + x;
  91     *yptr++ = cell->y0;
  92     *yptr++ = cell->y1;
  93     yptr += (ri->y_stride - 2);
  94     *yptr++ = cell->y2;
  95     *yptr++ = cell->y3;
  96     ri->current_frame.data[1][(y/2) * (ri->c_stride) + x/2] = cell->u;
  97     ri->current_frame.data[2][(y/2) * (ri->c_stride) + x/2] = cell->v;
  98 }
  99
 100 static void apply_vector_4x4(RoqContext *ri, int x, int y, roq_cell *cell)
 101 {
 102     unsigned long row_inc, c_row_inc;
 103     register unsigned char y0, y1, u, v;
 104     unsigned char *yptr, *uptr, *vptr;
 105
 106     yptr = ri->current_frame.data[0] + (y * ri->y_stride) + x;
 107     uptr = ri->current_frame.data[1] + (y/2) * (ri->c_stride) + x/2;
 108     vptr = ri->current_frame.data[2] + (y/2) * (ri->c_stride) + x/2;
 109
 110     row_inc = ri->y_stride - 4;
 111     c_row_inc = (ri->c_stride) - 2;
 112     *yptr++ = y0 = cell->y0; *uptr++ = u = cell->u; *vptr++ = v = cell->v;
 113     *yptr++ = y0;
 114     *yptr++ = y1 = cell->y1; *uptr++ = u; *vptr++ = v;
 115     *yptr++ = y1;
 116
 117     yptr += row_inc;
 118
 119     *yptr++ = y0;
 120     *yptr++ = y0;
 121     *yptr++ = y1;
 122     *yptr++ = y1;
 123
 124     yptr += row_inc; uptr += c_row_inc; vptr += c_row_inc;
 125
 126     *yptr++ = y0 = cell->y2; *uptr++ = u; *vptr++ = v;
 127     *yptr++ = y0;
 128     *yptr++ = y1 = cell->y3; *uptr++ = u; *vptr++ = v;
 129     *yptr++ = y1;
 130
 131     yptr += row_inc;
 132
 133     *yptr++ = y0;
 134     *yptr++ = y0;
 135     *yptr++ = y1;
 136     *yptr++ = y1;
 137 }
 138
 139 static void apply_motion_4x4(RoqContext *ri, int x, int y, unsigned char mv,
 140     signed char mean_x, signed char mean_y)
 141 {
 142     int i, hw, mx, my;
 143     unsigned char *pa, *pb;
 144
 145     mx = x + 8 - (mv >> 4) - mean_x;
 146     my = y + 8 - (mv & 0xf) - mean_y;
 147
 148     /* check MV against frame boundaries */
 149     if ((mx < 0) || (mx > ri->avctx->width - 4) ||
 150         (my < 0) || (my > ri->avctx->height - 4)) {
 151         av_log(ri->avctx, AV_LOG_ERROR, "motion vector out of bounds: MV = (%d, %d), boundaries = (0, 0, %d, %d)\n",
 152             mx, my, ri->avctx->width, ri->avctx->height);
 153         return;
 154     }
 155
 156     pa = ri->current_frame.data[0] + (y * ri->y_stride) + x;
 157     pb = ri->last_frame.data[0] + (my * ri->y_stride) + mx;
 158     for(i = 0; i < 4; i++) {
 159         pa[0] = pb[0];
 160         pa[1] = pb[1];
 161         pa[2] = pb[2];
 162         pa[3] = pb[3];
 163         pa += ri->y_stride;
 164         pb += ri->y_stride;
 165     }
 166
 167     hw = ri->y_stride/2;
 168     pa = ri->current_frame.data[1] + (y * ri->y_stride)/4 + x/2;
 169     pb = ri->last_frame.data[1] + (my/2) * (ri->y_stride/2) + (mx + 1)/2;
 170
 171     for(i = 0; i < 2; i++) {
 172         switch(((my & 0x01) << 1) | (mx & 0x01)) {
 173
 174         case 0:
 175             pa[0] = pb[0];
 176             pa[1] = pb[1];
 177             pa[hw] = pb[hw];
 178             pa[hw+1] = pb[hw+1];
 179             break;
 180
 181         case 1:
 182             pa[0] = avg2(pb[0], pb[1]);
 183             pa[1] = avg2(pb[1], pb[2]);
 184             pa[hw] = avg2(pb[hw], pb[hw+1]);
 185             pa[hw+1] = avg2(pb[hw+1], pb[hw+2]);
 186             break;
 187
 188         case 2:
 189             pa[0] = avg2(pb[0], pb[hw]);
 190             pa[1] = avg2(pb[1], pb[hw+1]);
 191             pa[hw] = avg2(pb[hw], pb[hw*2]);
 192             pa[hw+1] = avg2(pb[hw+1], pb[(hw*2)+1]);
 193             break;
 194
 195         case 3:
 196             pa[0] = avg4(pb[0], pb[1], pb[hw], pb[hw+1]);
 197             pa[1] = avg4(pb[1], pb[2], pb[hw+1], pb[hw+2]);
 198             pa[hw] = avg4(pb[hw], pb[hw+1], pb[hw*2], pb[(hw*2)+1]);
 199             pa[hw+1] = avg4(pb[hw+1], pb[hw+2], pb[(hw*2)+1], pb[(hw*2)+1]);
 200             break;
 201         }
 202
 203         pa = ri->current_frame.data[2] + (y * ri->y_stride)/4 + x/2;
 204         pb = ri->last_frame.data[2] + (my/2) * (ri->y_stride/2) + (mx + 1)/2;
 205     }
 206 }
 207
 208 static void apply_motion_8x8(RoqContext *ri, int x, int y,
 209     unsigned char mv, signed char mean_x, signed char mean_y)
 210 {
 211     int mx, my, i, j, hw;
 212     unsigned char *pa, *pb;
 213
 214     mx = x + 8 - (mv >> 4) - mean_x;
 215     my = y + 8 - (mv & 0xf) - mean_y;
 216
 217     /* check MV against frame boundaries */
 218     if ((mx < 0) || (mx > ri->avctx->width - 8) ||
 219         (my < 0) || (my > ri->avctx->height - 8)) {
 220         av_log(ri->avctx, AV_LOG_ERROR, "motion vector out of bounds: MV = (%d, %d), boundaries = (0, 0, %d, %d)\n",
 221             mx, my, ri->avctx->width, ri->avctx->height);
 222         return;
 223     }
 224
 225     pa = ri->current_frame.data[0] + (y * ri->y_stride) + x;
 226     pb = ri->last_frame.data[0] + (my * ri->y_stride) + mx;
 227     for(i = 0; i < 8; i++) {
 228         pa[0] = pb[0];
 229         pa[1] = pb[1];
 230         pa[2] = pb[2];
 231         pa[3] = pb[3];
 232         pa[4] = pb[4];
 233         pa[5] = pb[5];
 234         pa[6] = pb[6];
 235         pa[7] = pb[7];
 236         pa += ri->y_stride;
 237         pb += ri->y_stride;
 238     }
 239
 240     hw = ri->c_stride;
 241     pa = ri->current_frame.data[1] + (y * ri->y_stride)/4 + x/2;
 242     pb = ri->last_frame.data[1] + (my/2) * (ri->y_stride/2) + (mx + 1)/2;
 243     for(j = 0; j < 2; j++) {
 244         for(i = 0; i < 4; i++) {
 245             switch(((my & 0x01) << 1) | (mx & 0x01)) {
 246
 247             case 0:
 248                 pa[0] = pb[0];
 249                 pa[1] = pb[1];
 250                 pa[2] = pb[2];
 251                 pa[3] = pb[3];
 252                 break;
 253
 254             case 1:
 255                 pa[0] = avg2(pb[0], pb[1]);
 256                 pa[1] = avg2(pb[1], pb[2]);
 257                 pa[2] = avg2(pb[2], pb[3]);
 258                 pa[3] = avg2(pb[3], pb[4]);
 259                 break;
 260
 261             case 2:
 262                 pa[0] = avg2(pb[0], pb[hw]);
 263                 pa[1] = avg2(pb[1], pb[hw+1]);
 264                 pa[2] = avg2(pb[2], pb[hw+2]);
 265                 pa[3] = avg2(pb[3], pb[hw+3]);
 266                 break;
 267
 268             case 3:
 269                 pa[0] = avg4(pb[0], pb[1], pb[hw], pb[hw+1]);
 270                 pa[1] = avg4(pb[1], pb[2], pb[hw+1], pb[hw+2]);
 271                 pa[2] = avg4(pb[2], pb[3], pb[hw+2], pb[hw+3]);
 272                 pa[3] = avg4(pb[3], pb[4], pb[hw+3], pb[hw+4]);
 273                 break;
 274             }
 275             pa += ri->c_stride;
 276             pb += ri->c_stride;
 277         }
 278
 279         pa = ri->current_frame.data[2] + (y * ri->y_stride)/4 + x/2;
 280         pb = ri->last_frame.data[2] + (my/2) * (ri->y_stride/2) + (mx + 1)/2;
 281     }
 282 }
 283
 284 static void roqvideo_decode_frame(RoqContext *ri)
 285 {
 286     unsigned int chunk_id = 0, chunk_arg = 0;
 287     unsigned long chunk_size = 0;
 288     int i, j, k, nv1, nv2, vqflg = 0, vqflg_pos = -1;
 289     int vqid, bpos, xpos, ypos, xp, yp, x, y;
 290     int frame_stats[2][4] = {{0},{0}};
 291     roq_qcell *qcell;
 292     unsigned char *buf = ri->buf;
 293     unsigned char *buf_end = ri->buf + ri->size;
 294
 295     while (buf < buf_end) {
 296         chunk_id = get_word(buf);
 297         chunk_size = get_long(buf);
 298         chunk_arg = get_word(buf);
 299
 300         if(chunk_id == RoQ_QUAD_VQ)
 301             break;
 302         if(chunk_id == RoQ_QUAD_CODEBOOK) {
 303             if((nv1 = chunk_arg >> 8) == 0)
 304                 nv1 = 256;
 305             if((nv2 = chunk_arg & 0xff) == 0 && nv1 * 6 < chunk_size)
 306                 nv2 = 256;
 307             for(i = 0; i < nv1; i++) {
 308                 ri->cells[i].y0 = get_byte(buf);
 309                 ri->cells[i].y1 = get_byte(buf);
 310                 ri->cells[i].y2 = get_byte(buf);
 311                 ri->cells[i].y3 = get_byte(buf);
 312                 ri->cells[i].u = get_byte(buf);
 313                 ri->cells[i].v = get_byte(buf);
 314             }
 315             for(i = 0; i < nv2; i++)
 316                 for(j = 0; j < 4; j++)
 317                     ri->qcells[i].idx[j] = get_byte(buf);
 318         }
 319     }
 320
 321     bpos = xpos = ypos = 0;
 322     while(bpos < chunk_size) {
 323         for (yp = ypos; yp < ypos + 16; yp += 8)
 324             for (xp = xpos; xp < xpos + 16; xp += 8) {
 325                 if (vqflg_pos < 0) {
 326                     vqflg = buf[bpos++]; vqflg |= (buf[bpos++] << 8);
 327                     vqflg_pos = 7;
 328                 }
 329                 vqid = (vqflg >> (vqflg_pos * 2)) & 0x3;
 330                 frame_stats[0][vqid]++;
 331                 vqflg_pos--;
 332
 333                 switch(vqid) {
 334                 case RoQ_ID_MOT:
 335                     apply_motion_8x8(ri, xp, yp, 0, 8, 8);
 336                     break;
 337                 case RoQ_ID_FCC:
 338                     apply_motion_8x8(ri, xp, yp, buf[bpos++], chunk_arg >> 8,
 339                         chunk_arg & 0xff);
 340                     break;
 341                 case RoQ_ID_SLD:
 342                     qcell = ri->qcells + buf[bpos++];
 343                     apply_vector_4x4(ri, xp, yp, ri->cells + qcell->idx[0]);
 344                     apply_vector_4x4(ri, xp+4, yp, ri->cells + qcell->idx[1]);
 345                     apply_vector_4x4(ri, xp, yp+4, ri->cells + qcell->idx[2]);
 346                     apply_vector_4x4(ri, xp+4, yp+4, ri->cells + qcell->idx[3]);
 347                     break;
 348                 case RoQ_ID_CCC:
 349                     for (k = 0; k < 4; k++) {
 350                         x = xp; y = yp;
 351                         if(k & 0x01) x += 4;
 352                         if(k & 0x02) y += 4;
 353
 354                         if (vqflg_pos < 0) {
 355                             vqflg = buf[bpos++];
 356                             vqflg |= (buf[bpos++] << 8);
 357                             vqflg_pos = 7;
 358                         }
 359                         vqid = (vqflg >> (vqflg_pos * 2)) & 0x3;
 360                         frame_stats[1][vqid]++;
 361                         vqflg_pos--;
 362                         switch(vqid) {
 363                         case RoQ_ID_MOT:
 364                             apply_motion_4x4(ri, x, y, 0, 8, 8);
 365                             break;
 366                         case RoQ_ID_FCC:
 367                             apply_motion_4x4(ri, x, y, buf[bpos++],
 368                                 chunk_arg >> 8, chunk_arg & 0xff);
 369                             break;
 370                         case RoQ_ID_SLD:
 371                             qcell = ri->qcells + buf[bpos++];
 372                             apply_vector_2x2(ri, x, y, ri->cells + qcell->idx[0]);
 373                             apply_vector_2x2(ri, x+2, y, ri->cells + qcell->idx[1]);
 374                             apply_vector_2x2(ri, x, y+2, ri->cells + qcell->idx[2]);
 375                             apply_vector_2x2(ri, x+2, y+2, ri->cells + qcell->idx[3]);
 376                             break;
 377                         case RoQ_ID_CCC:
 378                             apply_vector_2x2(ri, x, y, ri->cells + buf[bpos]);
 379                             apply_vector_2x2(ri, x+2, y, ri->cells + buf[bpos+1]);
 380                             apply_vector_2x2(ri, x, y+2, ri->cells + buf[bpos+2]);
 381                             apply_vector_2x2(ri, x+2, y+2, ri->cells + buf[bpos+3]);
 382                             bpos += 4;
 383                             break;
 384                         }
 385                     }
 386                     break;
 387                 default:
 388                     av_log(ri->avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown vq code: %d\n", vqid);
 389             }
 390         }
 391
 392         xpos += 16;
 393         if (xpos >= ri->avctx->width) {
 394             xpos -= ri->avctx->width;
 395             ypos += 16;
 396         }
 397         if(ypos >= ri->avctx->height)
 398             break;
 399     }
 400 }
 401
 402
 403 static int roq_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 404 {
 405     RoqContext *s = avctx->priv_data;
 406     int i;
 407
 408     s->avctx = avctx;
 409     s->first_frame = 1;
 410     avctx->pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
 411     avctx->has_b_frames = 0;
 412     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
 413
 414     uiclp = uiclip+512;
 415     for(i = -512; i < 512; i++)
 416         uiclp[i] = (i < 0 ? 0 : (i > 255 ? 255 : i));
 417
 418     return 0;
 419 }
 420
 421 static int roq_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 422                             void *data, int *data_size,
 423                             uint8_t *buf, int buf_size)
 424 {
 425     RoqContext *s = avctx->priv_data;
 426
 427     if (avctx->get_buffer(avctx, &s->current_frame)) {
 428         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "  RoQ: get_buffer() failed\n");
 429         return -1;
 430     }
 431     s->y_stride = s->current_frame.linesize[0];
 432     s->c_stride = s->current_frame.linesize[1];
 433
 434     s->buf = buf;
 435     s->size = buf_size;
 436     roqvideo_decode_frame(s);
 437
 438     /* release the last frame if it is allocated */
 439     if (s->first_frame)
 440         s->first_frame = 0;
 441     else
 442         avctx->release_buffer(avctx, &s->last_frame);
 443
 444     /* shuffle frames */
 445     s->last_frame = s->current_frame;
 446
 447     *data_size = sizeof(AVFrame);
 448     *(AVFrame*)data = s->current_frame;
 449
 450     return buf_size;
 451 }
 452
 453 static int roq_decode_end(AVCodecContext *avctx)
 454 {
 455     RoqContext *s = avctx->priv_data;
 456
 457     /* release the last frame */
 458     if (s->last_frame.data[0])
 459         avctx->release_buffer(avctx, &s->last_frame);
 460
 461     return 0;
 462 }
 463
 464 AVCodec roq_decoder = {
 465     "roqvideo",
 466     CODEC_TYPE_VIDEO,
 467     CODEC_ID_ROQ,
 468     sizeof(RoqContext),
 469     roq_decode_init,
 470     NULL,
 471     roq_decode_end,
 472     roq_decode_frame,
 473     CODEC_CAP_DR1,
 474 };