git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/vc2enc.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2016 Open Broadcast Systems Ltd.
   3  * Author        2016 Rostislav Pehlivanov <atomnuker@gmail.com>
   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 #include "libavutil/pixdesc.h"
  23 #include "libavutil/opt.h"
  24 #include "dirac.h"
  25 #include "put_bits.h"
  26 #include "internal.h"
  27 #include "version.h"
  28
  29 #include "vc2enc_dwt.h"
  30 #include "diractab.h"
  31
  32 /* Total range is -COEF_LUT_TAB to +COEFF_LUT_TAB, but total tab size is half
  33  * (COEF_LUT_TAB*DIRAC_MAX_QUANT_INDEX), as the sign is appended during encoding */
  34 #define COEF_LUT_TAB 2048
  35
  36 /* The limited size resolution of each slice forces us to do this */
  37 #define SSIZE_ROUND(b) (FFALIGN((b), s->size_scaler) + 4 + s->prefix_bytes)
  38
  39 /* Decides the cutoff point in # of slices to distribute the leftover bytes */
  40 #define SLICE_REDIST_TOTAL 150
  41
  42 typedef struct VC2BaseVideoFormat {
  43     enum AVPixelFormat pix_fmt;
  44     AVRational time_base;
  45     int width, height, interlaced, level;
  46     const char *name;
  47 } VC2BaseVideoFormat;
  48
  49 static const VC2BaseVideoFormat base_video_fmts[] = {
  50     { 0 }, /* Custom format, here just to make indexing equal to base_vf */
  51     { AV_PIX_FMT_YUV420P,   { 1001, 15000 },  176,  120, 0, 1,     "QSIF525" },
  52     { AV_PIX_FMT_YUV420P,   {    2,    25 },  176,  144, 0, 1,     "QCIF"    },
  53     { AV_PIX_FMT_YUV420P,   { 1001, 15000 },  352,  240, 0, 1,     "SIF525"  },
  54     { AV_PIX_FMT_YUV420P,   {    2,    25 },  352,  288, 0, 1,     "CIF"     },
  55     { AV_PIX_FMT_YUV420P,   { 1001, 15000 },  704,  480, 0, 1,     "4SIF525" },
  56     { AV_PIX_FMT_YUV420P,   {    2,    25 },  704,  576, 0, 1,     "4CIF"    },
  57
  58     { AV_PIX_FMT_YUV422P10, { 1001, 30000 },  720,  480, 1, 2,   "SD480I-60" },
  59     { AV_PIX_FMT_YUV422P10, {    1,    25 },  720,  576, 1, 2,   "SD576I-50" },
  60
  61     { AV_PIX_FMT_YUV422P10, { 1001, 60000 }, 1280,  720, 0, 3,  "HD720P-60"  },
  62     { AV_PIX_FMT_YUV422P10, {    1,    50 }, 1280,  720, 0, 3,  "HD720P-50"  },
  63     { AV_PIX_FMT_YUV422P10, { 1001, 30000 }, 1920, 1080, 1, 3,  "HD1080I-60" },
  64     { AV_PIX_FMT_YUV422P10, {    1,    25 }, 1920, 1080, 1, 3,  "HD1080I-50" },
  65     { AV_PIX_FMT_YUV422P10, { 1001, 60000 }, 1920, 1080, 0, 3,  "HD1080P-60" },
  66     { AV_PIX_FMT_YUV422P10, {    1,    50 }, 1920, 1080, 0, 3,  "HD1080P-50" },
  67
  68     { AV_PIX_FMT_YUV444P12, {    1,    24 }, 2048, 1080, 0, 4,        "DC2K" },
  69     { AV_PIX_FMT_YUV444P12, {    1,    24 }, 4096, 2160, 0, 5,        "DC4K" },
  70
  71     { AV_PIX_FMT_YUV422P10, { 1001, 60000 }, 3840, 2160, 0, 6, "UHDTV 4K-60" },
  72     { AV_PIX_FMT_YUV422P10, {    1,    50 }, 3840, 2160, 0, 6, "UHDTV 4K-50" },
  73
  74     { AV_PIX_FMT_YUV422P10, { 1001, 60000 }, 7680, 4320, 0, 7, "UHDTV 8K-60" },
  75     { AV_PIX_FMT_YUV422P10, {    1,    50 }, 7680, 4320, 0, 7, "UHDTV 8K-50" },
  76
  77     { AV_PIX_FMT_YUV422P10, { 1001, 24000 }, 1920, 1080, 0, 3,  "HD1080P-24" },
  78     { AV_PIX_FMT_YUV422P10, { 1001, 30000 },  720,  486, 1, 2,  "SD Pro486"  },
  79 };
  80 static const int base_video_fmts_len = FF_ARRAY_ELEMS(base_video_fmts);
  81
  82 enum VC2_QM {
  83     VC2_QM_DEF = 0,
  84     VC2_QM_COL,
  85     VC2_QM_FLAT,
  86
  87     VC2_QM_NB
  88 };
  89
  90 typedef struct SubBand {
  91     dwtcoef *buf;
  92     ptrdiff_t stride;
  93     int width;
  94     int height;
  95 } SubBand;
  96
  97 typedef struct Plane {
  98     SubBand band[MAX_DWT_LEVELS][4];
  99     dwtcoef *coef_buf;
 100     int width;
 101     int height;
 102     int dwt_width;
 103     int dwt_height;
 104     ptrdiff_t coef_stride;
 105 } Plane;
 106
 107 typedef struct SliceArgs {
 108     PutBitContext pb;
 109     int cache[DIRAC_MAX_QUANT_INDEX];
 110     void *ctx;
 111     int x;
 112     int y;
 113     int quant_idx;
 114     int bits_ceil;
 115     int bits_floor;
 116     int bytes;
 117 } SliceArgs;
 118
 119 typedef struct TransformArgs {
 120     void *ctx;
 121     Plane *plane;
 122     void *idata;
 123     ptrdiff_t istride;
 124     int field;
 125     VC2TransformContext t;
 126 } TransformArgs;
 127
 128 typedef struct VC2EncContext {
 129     AVClass *av_class;
 130     PutBitContext pb;
 131     Plane plane[3];
 132     AVCodecContext *avctx;
 133     DiracVersionInfo ver;
 134
 135     SliceArgs *slice_args;
 136     TransformArgs transform_args[3];
 137
 138     /* For conversion from unsigned pixel values to signed */
 139     int diff_offset;
 140     int bpp;
 141     int bpp_idx;
 142
 143     /* Picture number */
 144     uint32_t picture_number;
 145
 146     /* Base video format */
 147     int base_vf;
 148     int level;
 149     int profile;
 150
 151     /* Quantization matrix */
 152     uint8_t quant[MAX_DWT_LEVELS][4];
 153     int custom_quant_matrix;
 154
 155     /* Coefficient LUT */
 156     uint32_t *coef_lut_val;
 157     uint8_t  *coef_lut_len;
 158
 159     int num_x; /* #slices horizontally */
 160     int num_y; /* #slices vertically */
 161     int prefix_bytes;
 162     int size_scaler;
 163     int chroma_x_shift;
 164     int chroma_y_shift;
 165
 166     /* Rate control stuff */
 167     int slice_max_bytes;
 168     int slice_min_bytes;
 169     int q_ceil;
 170     int q_avg;
 171
 172     /* Options */
 173     double tolerance;
 174     int wavelet_idx;
 175     int wavelet_depth;
 176     int strict_compliance;
 177     int slice_height;
 178     int slice_width;
 179     int interlaced;
 180     enum VC2_QM quant_matrix;
 181
 182     /* Parse code state */
 183     uint32_t next_parse_offset;
 184     enum DiracParseCodes last_parse_code;
 185 } VC2EncContext;
 186
 187 static av_always_inline void put_vc2_ue_uint(PutBitContext *pb, uint32_t val)
 188 {
 189     int i;
 190     int pbits = 0, bits = 0, topbit = 1, maxval = 1;
 191
 192     if (!val++) {
 193         put_bits(pb, 1, 1);
 194         return;
 195     }
 196
 197     while (val > maxval) {
 198         topbit <<= 1;
 199         maxval <<= 1;
 200         maxval |=  1;
 201     }
 202
 203     bits = ff_log2(topbit);
 204
 205     for (i = 0; i < bits; i++) {
 206         topbit >>= 1;
 207         pbits <<= 2;
 208         if (val & topbit)
 209             pbits |= 0x1;
 210     }
 211
 212     put_bits(pb, bits*2 + 1, (pbits << 1) | 1);
 213 }
 214
 215 static av_always_inline int count_vc2_ue_uint(uint32_t val)
 216 {
 217     int topbit = 1, maxval = 1;
 218
 219     if (!val++)
 220         return 1;
 221
 222     while (val > maxval) {
 223         topbit <<= 1;
 224         maxval <<= 1;
 225         maxval |=  1;
 226     }
 227
 228     return ff_log2(topbit)*2 + 1;
 229 }
 230
 231 static av_always_inline void get_vc2_ue_uint(int val, uint8_t *nbits,
 232                                              uint32_t *eval)
 233 {
 234     int i;
 235     int pbits = 0, bits = 0, topbit = 1, maxval = 1;
 236
 237     if (!val++) {
 238         *nbits = 1;
 239         *eval = 1;
 240         return;
 241     }
 242
 243     while (val > maxval) {
 244         topbit <<= 1;
 245         maxval <<= 1;
 246         maxval |=  1;
 247     }
 248
 249     bits = ff_log2(topbit);
 250
 251     for (i = 0; i < bits; i++) {
 252         topbit >>= 1;
 253         pbits <<= 2;
 254         if (val & topbit)
 255             pbits |= 0x1;
 256     }
 257
 258     *nbits = bits*2 + 1;
 259     *eval = (pbits << 1) | 1;
 260 }
 261
 262 /* VC-2 10.4 - parse_info() */
 263 static void encode_parse_info(VC2EncContext *s, enum DiracParseCodes pcode)
 264 {
 265     uint32_t cur_pos, dist;
 266
 267     avpriv_align_put_bits(&s->pb);
 268
 269     cur_pos = put_bits_count(&s->pb) >> 3;
 270
 271     /* Magic string */
 272     avpriv_put_string(&s->pb, "BBCD", 0);
 273
 274     /* Parse code */
 275     put_bits(&s->pb, 8, pcode);
 276
 277     /* Next parse offset */
 278     dist = cur_pos - s->next_parse_offset;
 279     AV_WB32(s->pb.buf + s->next_parse_offset + 5, dist);
 280     s->next_parse_offset = cur_pos;
 281     put_bits32(&s->pb, pcode == DIRAC_PCODE_END_SEQ ? 13 : 0);
 282
 283     /* Last parse offset */
 284     put_bits32(&s->pb, s->last_parse_code == DIRAC_PCODE_END_SEQ ? 13 : dist);
 285
 286     s->last_parse_code = pcode;
 287 }
 288
 289 /* VC-2 11.1 - parse_parameters()
 290  * The level dictates what the decoder should expect in terms of resolution
 291  * and allows it to quickly reject whatever it can't support. Remember,
 292  * this codec kinda targets cheapo FPGAs without much memory. Unfortunately
 293  * it also limits us greatly in our choice of formats, hence the flag to disable
 294  * strict_compliance */
 295 static void encode_parse_params(VC2EncContext *s)
 296 {
 297     put_vc2_ue_uint(&s->pb, s->ver.major); /* VC-2 demands this to be 2 */
 298     put_vc2_ue_uint(&s->pb, s->ver.minor); /* ^^ and this to be 0       */
 299     put_vc2_ue_uint(&s->pb, s->profile);   /* 3 to signal HQ profile    */
 300     put_vc2_ue_uint(&s->pb, s->level);     /* 3 - 1080/720, 6 - 4K      */
 301 }
 302
 303 /* VC-2 11.3 - frame_size() */
 304 static void encode_frame_size(VC2EncContext *s)
 305 {
 306     put_bits(&s->pb, 1, !s->strict_compliance);
 307     if (!s->strict_compliance) {
 308         AVCodecContext *avctx = s->avctx;
 309         put_vc2_ue_uint(&s->pb, avctx->width);
 310         put_vc2_ue_uint(&s->pb, avctx->height);
 311     }
 312 }
 313
 314 /* VC-2 11.3.3 - color_diff_sampling_format() */
 315 static void encode_sample_fmt(VC2EncContext *s)
 316 {
 317     put_bits(&s->pb, 1, !s->strict_compliance);
 318     if (!s->strict_compliance) {
 319         int idx;
 320         if (s->chroma_x_shift == 1 && s->chroma_y_shift == 0)
 321             idx = 1; /* 422 */
 322         else if (s->chroma_x_shift == 1 && s->chroma_y_shift == 1)
 323             idx = 2; /* 420 */
 324         else
 325             idx = 0; /* 444 */
 326         put_vc2_ue_uint(&s->pb, idx);
 327     }
 328 }
 329
 330 /* VC-2 11.3.4 - scan_format() */
 331 static void encode_scan_format(VC2EncContext *s)
 332 {
 333     put_bits(&s->pb, 1, !s->strict_compliance);
 334     if (!s->strict_compliance)
 335         put_vc2_ue_uint(&s->pb, s->interlaced);
 336 }
 337
 338 /* VC-2 11.3.5 - frame_rate() */
 339 static void encode_frame_rate(VC2EncContext *s)
 340 {
 341     put_bits(&s->pb, 1, !s->strict_compliance);
 342     if (!s->strict_compliance) {
 343         AVCodecContext *avctx = s->avctx;
 344         put_vc2_ue_uint(&s->pb, 0);
 345         put_vc2_ue_uint(&s->pb, avctx->time_base.den);
 346         put_vc2_ue_uint(&s->pb, avctx->time_base.num);
 347     }
 348 }
 349
 350 /* VC-2 11.3.6 - aspect_ratio() */
 351 static void encode_aspect_ratio(VC2EncContext *s)
 352 {
 353     put_bits(&s->pb, 1, !s->strict_compliance);
 354     if (!s->strict_compliance) {
 355         AVCodecContext *avctx = s->avctx;
 356         put_vc2_ue_uint(&s->pb, 0);
 357         put_vc2_ue_uint(&s->pb, avctx->sample_aspect_ratio.num);
 358         put_vc2_ue_uint(&s->pb, avctx->sample_aspect_ratio.den);
 359     }
 360 }
 361
 362 /* VC-2 11.3.7 - clean_area() */
 363 static void encode_clean_area(VC2EncContext *s)
 364 {
 365     put_bits(&s->pb, 1, 0);
 366 }
 367
 368 /* VC-2 11.3.8 - signal_range() */
 369 static void encode_signal_range(VC2EncContext *s)
 370 {
 371     put_bits(&s->pb, 1, !s->strict_compliance);
 372     if (!s->strict_compliance)
 373         put_vc2_ue_uint(&s->pb, s->bpp_idx);
 374 }
 375
 376 /* VC-2 11.3.9 - color_spec() */
 377 static void encode_color_spec(VC2EncContext *s)
 378 {
 379     AVCodecContext *avctx = s->avctx;
 380     put_bits(&s->pb, 1, !s->strict_compliance);
 381     if (!s->strict_compliance) {
 382         int val;
 383         put_vc2_ue_uint(&s->pb, 0);
 384
 385         /* primaries */
 386         put_bits(&s->pb, 1, 1);
 387         if (avctx->color_primaries == AVCOL_PRI_BT470BG)
 388             val = 2;
 389         else if (avctx->color_primaries == AVCOL_PRI_SMPTE170M)
 390             val = 1;
 391         else if (avctx->color_primaries == AVCOL_PRI_SMPTE240M)
 392             val = 1;
 393         else
 394             val = 0;
 395         put_vc2_ue_uint(&s->pb, val);
 396
 397         /* color matrix */
 398         put_bits(&s->pb, 1, 1);
 399         if (avctx->colorspace == AVCOL_SPC_RGB)
 400             val = 3;
 401         else if (avctx->colorspace == AVCOL_SPC_YCOCG)
 402             val = 2;
 403         else if (avctx->colorspace == AVCOL_SPC_BT470BG)
 404             val = 1;
 405         else
 406             val = 0;
 407         put_vc2_ue_uint(&s->pb, val);
 408
 409         /* transfer function */
 410         put_bits(&s->pb, 1, 1);
 411         if (avctx->color_trc == AVCOL_TRC_LINEAR)
 412             val = 2;
 413         else if (avctx->color_trc == AVCOL_TRC_BT1361_ECG)
 414             val = 1;
 415         else
 416             val = 0;
 417         put_vc2_ue_uint(&s->pb, val);
 418     }
 419 }
 420
 421 /* VC-2 11.3 - source_parameters() */
 422 static void encode_source_params(VC2EncContext *s)
 423 {
 424     encode_frame_size(s);
 425     encode_sample_fmt(s);
 426     encode_scan_format(s);
 427     encode_frame_rate(s);
 428     encode_aspect_ratio(s);
 429     encode_clean_area(s);
 430     encode_signal_range(s);
 431     encode_color_spec(s);
 432 }
 433
 434 /* VC-2 11 - sequence_header() */
 435 static void encode_seq_header(VC2EncContext *s)
 436 {
 437     avpriv_align_put_bits(&s->pb);
 438     encode_parse_params(s);
 439     put_vc2_ue_uint(&s->pb, s->base_vf);
 440     encode_source_params(s);
 441     put_vc2_ue_uint(&s->pb, s->interlaced); /* Frames or fields coding */
 442 }
 443
 444 /* VC-2 12.1 - picture_header() */
 445 static void encode_picture_header(VC2EncContext *s)
 446 {
 447     avpriv_align_put_bits(&s->pb);
 448     put_bits32(&s->pb, s->picture_number++);
 449 }
 450
 451 /* VC-2 12.3.4.1 - slice_parameters() */
 452 static void encode_slice_params(VC2EncContext *s)
 453 {
 454     put_vc2_ue_uint(&s->pb, s->num_x);
 455     put_vc2_ue_uint(&s->pb, s->num_y);
 456     put_vc2_ue_uint(&s->pb, s->prefix_bytes);
 457     put_vc2_ue_uint(&s->pb, s->size_scaler);
 458 }
 459
 460 /* 1st idx = LL, second - vertical, third - horizontal, fourth - total */
 461 const uint8_t vc2_qm_col_tab[][4] = {
 462     {20,  9, 15,  4},
 463     { 0,  6,  6,  4},
 464     { 0,  3,  3,  5},
 465     { 0,  3,  5,  1},
 466     { 0, 11, 10, 11}
 467 };
 468
 469 const uint8_t vc2_qm_flat_tab[][4] = {
 470     { 0,  0,  0,  0},
 471     { 0,  0,  0,  0},
 472     { 0,  0,  0,  0},
 473     { 0,  0,  0,  0},
 474     { 0,  0,  0,  0}
 475 };
 476
 477 static void init_quant_matrix(VC2EncContext *s)
 478 {
 479     int level, orientation;
 480
 481     if (s->wavelet_depth <= 4 && s->quant_matrix == VC2_QM_DEF) {
 482         s->custom_quant_matrix = 0;
 483         for (level = 0; level < s->wavelet_depth; level++) {
 484             s->quant[level][0] = ff_dirac_default_qmat[s->wavelet_idx][level][0];
 485             s->quant[level][1] = ff_dirac_default_qmat[s->wavelet_idx][level][1];
 486             s->quant[level][2] = ff_dirac_default_qmat[s->wavelet_idx][level][2];
 487             s->quant[level][3] = ff_dirac_default_qmat[s->wavelet_idx][level][3];
 488         }
 489         return;
 490     }
 491
 492     s->custom_quant_matrix = 1;
 493
 494     if (s->quant_matrix == VC2_QM_DEF) {
 495         for (level = 0; level < s->wavelet_depth; level++) {
 496             for (orientation = 0; orientation < 4; orientation++) {
 497                 if (level <= 3)
 498                     s->quant[level][orientation] = ff_dirac_default_qmat[s->wavelet_idx][level][orientation];
 499                 else
 500                     s->quant[level][orientation] = vc2_qm_col_tab[level][orientation];
 501             }
 502         }
 503     } else if (s->quant_matrix == VC2_QM_COL) {
 504         for (level = 0; level < s->wavelet_depth; level++) {
 505             for (orientation = 0; orientation < 4; orientation++) {
 506                 s->quant[level][orientation] = vc2_qm_col_tab[level][orientation];
 507             }
 508         }
 509     } else {
 510         for (level = 0; level < s->wavelet_depth; level++) {
 511             for (orientation = 0; orientation < 4; orientation++) {
 512                 s->quant[level][orientation] = vc2_qm_flat_tab[level][orientation];
 513             }
 514         }
 515     }
 516 }
 517
 518 /* VC-2 12.3.4.2 - quant_matrix() */
 519 static void encode_quant_matrix(VC2EncContext *s)
 520 {
 521     int level;
 522     put_bits(&s->pb, 1, s->custom_quant_matrix);
 523     if (s->custom_quant_matrix) {
 524         put_vc2_ue_uint(&s->pb, s->quant[0][0]);
 525         for (level = 0; level < s->wavelet_depth; level++) {
 526             put_vc2_ue_uint(&s->pb, s->quant[level][1]);
 527             put_vc2_ue_uint(&s->pb, s->quant[level][2]);
 528             put_vc2_ue_uint(&s->pb, s->quant[level][3]);
 529         }
 530     }
 531 }
 532
 533 /* VC-2 12.3 - transform_parameters() */
 534 static void encode_transform_params(VC2EncContext *s)
 535 {
 536     put_vc2_ue_uint(&s->pb, s->wavelet_idx);
 537     put_vc2_ue_uint(&s->pb, s->wavelet_depth);
 538
 539     encode_slice_params(s);
 540     encode_quant_matrix(s);
 541 }
 542
 543 /* VC-2 12.2 - wavelet_transform() */
 544 static void encode_wavelet_transform(VC2EncContext *s)
 545 {
 546     encode_transform_params(s);
 547     avpriv_align_put_bits(&s->pb);
 548 }
 549
 550 /* VC-2 12 - picture_parse() */
 551 static void encode_picture_start(VC2EncContext *s)
 552 {
 553     avpriv_align_put_bits(&s->pb);
 554     encode_picture_header(s);
 555     avpriv_align_put_bits(&s->pb);
 556     encode_wavelet_transform(s);
 557 }
 558
 559 #define QUANT(c, qf) (((c) << 2)/(qf))
 560
 561 /* VC-2 13.5.5.2 - slice_band() */
 562 static void encode_subband(VC2EncContext *s, PutBitContext *pb, int sx, int sy,
 563                            SubBand *b, int quant)
 564 {
 565     int x, y;
 566
 567     const int left   = b->width  * (sx+0) / s->num_x;
 568     const int right  = b->width  * (sx+1) / s->num_x;
 569     const int top    = b->height * (sy+0) / s->num_y;
 570     const int bottom = b->height * (sy+1) / s->num_y;
 571
 572     const int qfactor = ff_dirac_qscale_tab[quant];
 573     const uint8_t  *len_lut = &s->coef_lut_len[quant*COEF_LUT_TAB];
 574     const uint32_t *val_lut = &s->coef_lut_val[quant*COEF_LUT_TAB];
 575
 576     dwtcoef *coeff = b->buf + top * b->stride;
 577
 578     for (y = top; y < bottom; y++) {
 579         for (x = left; x < right; x++) {
 580             const int neg = coeff[x] < 0;
 581             uint32_t c_abs = FFABS(coeff[x]);
 582             if (c_abs < COEF_LUT_TAB) {
 583                 put_bits(pb, len_lut[c_abs], val_lut[c_abs] | neg);
 584             } else {
 585                 c_abs = QUANT(c_abs, qfactor);
 586                 put_vc2_ue_uint(pb, c_abs);
 587                 if (c_abs)
 588                     put_bits(pb, 1, neg);
 589             }
 590         }
 591         coeff += b->stride;
 592     }
 593 }
 594
 595 static int count_hq_slice(SliceArgs *slice, int quant_idx)
 596 {
 597     int x, y;
 598     uint8_t quants[MAX_DWT_LEVELS][4];
 599     int bits = 0, p, level, orientation;
 600     VC2EncContext *s = slice->ctx;
 601
 602     if (slice->cache[quant_idx])
 603         return slice->cache[quant_idx];
 604
 605     bits += 8*s->prefix_bytes;
 606     bits += 8; /* quant_idx */
 607
 608     for (level = 0; level < s->wavelet_depth; level++)
 609         for (orientation = !!level; orientation < 4; orientation++)
 610             quants[level][orientation] = FFMAX(quant_idx - s->quant[level][orientation], 0);
 611
 612     for (p = 0; p < 3; p++) {
 613         int bytes_start, bytes_len, pad_s, pad_c;
 614         bytes_start = bits >> 3;
 615         bits += 8;
 616         for (level = 0; level < s->wavelet_depth; level++) {
 617             for (orientation = !!level; orientation < 4; orientation++) {
 618                 SubBand *b = &s->plane[p].band[level][orientation];
 619
 620                 const int q_idx = quants[level][orientation];
 621                 const uint8_t *len_lut = &s->coef_lut_len[q_idx*COEF_LUT_TAB];
 622                 const int qfactor = ff_dirac_qscale_tab[q_idx];
 623
 624                 const int left   = b->width  * slice->x    / s->num_x;
 625                 const int right  = b->width  *(slice->x+1) / s->num_x;
 626                 const int top    = b->height * slice->y    / s->num_y;
 627                 const int bottom = b->height *(slice->y+1) / s->num_y;
 628
 629                 dwtcoef *buf = b->buf + top * b->stride;
 630
 631                 for (y = top; y < bottom; y++) {
 632                     for (x = left; x < right; x++) {
 633                         uint32_t c_abs = FFABS(buf[x]);
 634                         if (c_abs < COEF_LUT_TAB) {
 635                             bits += len_lut[c_abs];
 636                         } else {
 637                             c_abs = QUANT(c_abs, qfactor);
 638                             bits += count_vc2_ue_uint(c_abs);
 639                             bits += !!c_abs;
 640                         }
 641                     }
 642                     buf += b->stride;
 643                 }
 644             }
 645         }
 646         bits += FFALIGN(bits, 8) - bits;
 647         bytes_len = (bits >> 3) - bytes_start - 1;
 648         pad_s = FFALIGN(bytes_len, s->size_scaler)/s->size_scaler;
 649         pad_c = (pad_s*s->size_scaler) - bytes_len;
 650         bits += pad_c*8;
 651     }
 652
 653     slice->cache[quant_idx] = bits;
 654
 655     return bits;
 656 }
 657
 658 /* Approaches the best possible quantizer asymptotically, its kinda exaustive
 659  * but we have a LUT to get the coefficient size in bits. Guaranteed to never
 660  * overshoot, which is apparently very important when streaming */
 661 static int rate_control(AVCodecContext *avctx, void *arg)
 662 {
 663     SliceArgs *slice_dat = arg;
 664     VC2EncContext *s = slice_dat->ctx;
 665     const int top = slice_dat->bits_ceil;
 666     const int bottom = slice_dat->bits_floor;
 667     int quant_buf[2] = {-1, -1};
 668     int quant = slice_dat->quant_idx, step = 1;
 669     int bits_last, bits = count_hq_slice(slice_dat, quant);
 670     while ((bits > top) || (bits < bottom)) {
 671         const int signed_step = bits > top ? +step : -step;
 672         quant  = av_clip(quant + signed_step, 0, s->q_ceil-1);
 673         bits   = count_hq_slice(slice_dat, quant);
 674         if (quant_buf[1] == quant) {
 675             quant = FFMAX(quant_buf[0], quant);
 676             bits  = quant == quant_buf[0] ? bits_last : bits;
 677             break;
 678         }
 679         step         = av_clip(step/2, 1, (s->q_ceil-1)/2);
 680         quant_buf[1] = quant_buf[0];
 681         quant_buf[0] = quant;
 682         bits_last    = bits;
 683     }
 684     slice_dat->quant_idx = av_clip(quant, 0, s->q_ceil-1);
 685     slice_dat->bytes = SSIZE_ROUND(bits >> 3);
 686     return 0;
 687 }
 688
 689 static int calc_slice_sizes(VC2EncContext *s)
 690 {
 691     int i, j, slice_x, slice_y, bytes_left = 0;
 692     int bytes_top[SLICE_REDIST_TOTAL] = {0};
 693     int64_t total_bytes_needed = 0;
 694     int slice_redist_range = FFMIN(SLICE_REDIST_TOTAL, s->num_x*s->num_y);
 695     SliceArgs *enc_args = s->slice_args;
 696     SliceArgs *top_loc[SLICE_REDIST_TOTAL] = {NULL};
 697
 698     init_quant_matrix(s);
 699
 700     for (slice_y = 0; slice_y < s->num_y; slice_y++) {
 701         for (slice_x = 0; slice_x < s->num_x; slice_x++) {
 702             SliceArgs *args = &enc_args[s->num_x*slice_y + slice_x];
 703             args->ctx = s;
 704             args->x   = slice_x;
 705             args->y   = slice_y;
 706             args->bits_ceil  = s->slice_max_bytes << 3;
 707             args->bits_floor = s->slice_min_bytes << 3;
 708             memset(args->cache, 0, s->q_ceil*sizeof(*args->cache));
 709         }
 710     }
 711
 712     /* First pass - determine baseline slice sizes w.r.t. max_slice_size */
 713     s->avctx->execute(s->avctx, rate_control, enc_args, NULL, s->num_x*s->num_y,
 714                       sizeof(SliceArgs));
 715
 716     for (i = 0; i < s->num_x*s->num_y; i++) {
 717         SliceArgs *args = &enc_args[i];
 718         bytes_left += s->slice_max_bytes - args->bytes;
 719         for (j = 0; j < slice_redist_range; j++) {
 720             if (args->bytes > bytes_top[j]) {
 721                 bytes_top[j] = args->bytes;
 722                 top_loc[j]   = args;
 723                 break;
 724             }
 725         }
 726     }
 727
 728     /* Second pass - distribute leftover bytes */
 729     while (1) {
 730         int distributed = 0;
 731         for (i = 0; i < slice_redist_range; i++) {
 732             SliceArgs *args;
 733             int bits, bytes, diff, prev_bytes, new_idx;
 734             if (bytes_left <= 0)
 735                 break;
 736             if (!top_loc[i] || !top_loc[i]->quant_idx)
 737                 break;
 738             args = top_loc[i];
 739             prev_bytes = args->bytes;
 740             new_idx = FFMAX(args->quant_idx - 1, 0);
 741             bits  = count_hq_slice(args, new_idx);
 742             bytes = SSIZE_ROUND(bits >> 3);
 743             diff  = bytes - prev_bytes;
 744             if ((bytes_left - diff) > 0) {
 745                 args->quant_idx = new_idx;
 746                 args->bytes = bytes;
 747                 bytes_left -= diff;
 748                 distributed++;
 749             }
 750         }
 751         if (!distributed)
 752             break;
 753     }
 754
 755     for (i = 0; i < s->num_x*s->num_y; i++) {
 756         SliceArgs *args = &enc_args[i];
 757         total_bytes_needed += args->bytes;
 758         s->q_avg = (s->q_avg + args->quant_idx)/2;
 759     }
 760
 761     return total_bytes_needed;
 762 }
 763
 764 /* VC-2 13.5.3 - hq_slice */
 765 static int encode_hq_slice(AVCodecContext *avctx, void *arg)
 766 {
 767     SliceArgs *slice_dat = arg;
 768     VC2EncContext *s = slice_dat->ctx;
 769     PutBitContext *pb = &slice_dat->pb;
 770     const int slice_x = slice_dat->x;
 771     const int slice_y = slice_dat->y;
 772     const int quant_idx = slice_dat->quant_idx;
 773     const int slice_bytes_max = slice_dat->bytes;
 774     uint8_t quants[MAX_DWT_LEVELS][4];
 775     int p, level, orientation;
 776
 777     /* The reference decoder ignores it, and its typical length is 0 */
 778     memset(put_bits_ptr(pb), 0, s->prefix_bytes);
 779     skip_put_bytes(pb, s->prefix_bytes);
 780
 781     put_bits(pb, 8, quant_idx);
 782
 783     /* Slice quantization (slice_quantizers() in the specs) */
 784     for (level = 0; level < s->wavelet_depth; level++)
 785         for (orientation = !!level; orientation < 4; orientation++)
 786             quants[level][orientation] = FFMAX(quant_idx - s->quant[level][orientation], 0);
 787
 788     /* Luma + 2 Chroma planes */
 789     for (p = 0; p < 3; p++) {
 790         int bytes_start, bytes_len, pad_s, pad_c;
 791         bytes_start = put_bits_count(pb) >> 3;
 792         put_bits(pb, 8, 0);
 793         for (level = 0; level < s->wavelet_depth; level++) {
 794             for (orientation = !!level; orientation < 4; orientation++) {
 795                 encode_subband(s, pb, slice_x, slice_y,
 796                                &s->plane[p].band[level][orientation],
 797                                quants[level][orientation]);
 798             }
 799         }
 800         avpriv_align_put_bits(pb);
 801         bytes_len = (put_bits_count(pb) >> 3) - bytes_start - 1;
 802         if (p == 2) {
 803             int len_diff = slice_bytes_max - (put_bits_count(pb) >> 3);
 804             pad_s = FFALIGN((bytes_len + len_diff), s->size_scaler)/s->size_scaler;
 805             pad_c = (pad_s*s->size_scaler) - bytes_len;
 806         } else {
 807             pad_s = FFALIGN(bytes_len, s->size_scaler)/s->size_scaler;
 808             pad_c = (pad_s*s->size_scaler) - bytes_len;
 809         }
 810         pb->buf[bytes_start] = pad_s;
 811         flush_put_bits(pb);
 812         /* vc2-reference uses that padding that decodes to '0' coeffs */
 813         memset(put_bits_ptr(pb), 0xFF, pad_c);
 814         skip_put_bytes(pb, pad_c);
 815     }
 816
 817     return 0;
 818 }
 819
 820 /* VC-2 13.5.1 - low_delay_transform_data() */
 821 static int encode_slices(VC2EncContext *s)
 822 {
 823     uint8_t *buf;
 824     int slice_x, slice_y, skip = 0;
 825     SliceArgs *enc_args = s->slice_args;
 826
 827     avpriv_align_put_bits(&s->pb);
 828     flush_put_bits(&s->pb);
 829     buf = put_bits_ptr(&s->pb);
 830
 831     for (slice_y = 0; slice_y < s->num_y; slice_y++) {
 832         for (slice_x = 0; slice_x < s->num_x; slice_x++) {
 833             SliceArgs *args = &enc_args[s->num_x*slice_y + slice_x];
 834             init_put_bits(&args->pb, buf + skip, args->bytes+s->prefix_bytes);
 835             skip += args->bytes;
 836         }
 837     }
 838
 839     s->avctx->execute(s->avctx, encode_hq_slice, enc_args, NULL, s->num_x*s->num_y,
 840                       sizeof(SliceArgs));
 841
 842     skip_put_bytes(&s->pb, skip);
 843
 844     return 0;
 845 }
 846
 847 /*
 848  * Transform basics for a 3 level transform
 849  * |---------------------------------------------------------------------|
 850  * |  LL-0  | HL-0  |                 |                                  |
 851  * |--------|-------|      HL-1       |                                  |
 852  * |  LH-0  | HH-0  |                 |                                  |
 853  * |----------------|-----------------|              HL-2                |
 854  * |                |                 |                                  |
 855  * |     LH-1       |      HH-1       |                                  |
 856  * |                |                 |                                  |
 857  * |----------------------------------|----------------------------------|
 858  * |                                  |                                  |
 859  * |                                  |                                  |
 860  * |                                  |                                  |
 861  * |              LH-2                |              HH-2                |
 862  * |                                  |                                  |
 863  * |                                  |                                  |
 864  * |                                  |                                  |
 865  * |---------------------------------------------------------------------|
 866  *
 867  * DWT transforms are generally applied by splitting the image in two vertically
 868  * and applying a low pass transform on the left part and a corresponding high
 869  * pass transform on the right hand side. This is known as the horizontal filter
 870  * stage.
 871  * After that, the same operation is performed except the image is divided
 872  * horizontally, with the high pass on the lower and the low pass on the higher
 873  * side.
 874  * Therefore, you're left with 4 subdivisions - known as  low-low, low-high,
 875  * high-low and high-high. They're referred to as orientations in the decoder
 876  * and encoder.
 877  *
 878  * The LL (low-low) area contains the original image downsampled by the amount
 879  * of levels. The rest of the areas can be thought as the details needed
 880  * to restore the image perfectly to its original size.
 881  */
 882 static int dwt_plane(AVCodecContext *avctx, void *arg)
 883 {
 884     TransformArgs *transform_dat = arg;
 885     VC2EncContext *s = transform_dat->ctx;
 886     const void *frame_data = transform_dat->idata;
 887     const ptrdiff_t linesize = transform_dat->istride;
 888     const int field = transform_dat->field;
 889     const Plane *p = transform_dat->plane;
 890     VC2TransformContext *t = &transform_dat->t;
 891     dwtcoef *buf = p->coef_buf;
 892     const int idx = s->wavelet_idx;
 893     const int skip = 1 + s->interlaced;
 894
 895     int x, y, level, offset;
 896     ptrdiff_t pix_stride = linesize >> (s->bpp - 1);
 897
 898     if (field == 1) {
 899         offset = 0;
 900         pix_stride <<= 1;
 901     } else if (field == 2) {
 902         offset = pix_stride;
 903         pix_stride <<= 1;
 904     } else {
 905         offset = 0;
 906     }
 907
 908     if (s->bpp == 1) {
 909         const uint8_t *pix = (const uint8_t *)frame_data + offset;
 910         for (y = 0; y < p->height*skip; y+=skip) {
 911             for (x = 0; x < p->width; x++) {
 912                 buf[x] = pix[x] - s->diff_offset;
 913             }
 914             buf += p->coef_stride;
 915             pix += pix_stride;
 916         }
 917     } else {
 918         const uint16_t *pix = (const uint16_t *)frame_data + offset;
 919         for (y = 0; y < p->height*skip; y+=skip) {
 920             for (x = 0; x < p->width; x++) {
 921                 buf[x] = pix[x] - s->diff_offset;
 922             }
 923             buf += p->coef_stride;
 924             pix += pix_stride;
 925         }
 926     }
 927
 928     memset(buf, 0, p->coef_stride * (p->dwt_height - p->height) * sizeof(dwtcoef));
 929
 930     for (level = s->wavelet_depth-1; level >= 0; level--) {
 931         const SubBand *b = &p->band[level][0];
 932         t->vc2_subband_dwt[idx](t, p->coef_buf, p->coef_stride,
 933                                 b->width, b->height);
 934     }
 935
 936     return 0;
 937 }
 938
 939 static int encode_frame(VC2EncContext *s, AVPacket *avpkt, const AVFrame *frame,
 940                         const char *aux_data, const int header_size, int field)
 941 {
 942     int i, ret;
 943     int64_t max_frame_bytes;
 944
 945      /* Threaded DWT transform */
 946     for (i = 0; i < 3; i++) {
 947         s->transform_args[i].ctx   = s;
 948         s->transform_args[i].field = field;
 949         s->transform_args[i].plane = &s->plane[i];
 950         s->transform_args[i].idata = frame->data[i];
 951         s->transform_args[i].istride = frame->linesize[i];
 952     }
 953     s->avctx->execute(s->avctx, dwt_plane, s->transform_args, NULL, 3,
 954                       sizeof(TransformArgs));
 955
 956     /* Calculate per-slice quantizers and sizes */
 957     max_frame_bytes = header_size + calc_slice_sizes(s);
 958
 959     if (field < 2) {
 960         ret = ff_alloc_packet2(s->avctx, avpkt,
 961                                max_frame_bytes << s->interlaced,
 962                                max_frame_bytes << s->interlaced);
 963         if (ret) {
 964             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Error getting output packet.\n");
 965             return ret;
 966         }
 967         init_put_bits(&s->pb, avpkt->data, avpkt->size);
 968     }
 969
 970     /* Sequence header */
 971     encode_parse_info(s, DIRAC_PCODE_SEQ_HEADER);
 972     encode_seq_header(s);
 973
 974     /* Encoder version */
 975     if (aux_data) {
 976         encode_parse_info(s, DIRAC_PCODE_AUX);
 977         avpriv_put_string(&s->pb, aux_data, 1);
 978     }
 979
 980     /* Picture header */
 981     encode_parse_info(s, DIRAC_PCODE_PICTURE_HQ);
 982     encode_picture_start(s);
 983
 984     /* Encode slices */
 985     encode_slices(s);
 986
 987     /* End sequence */
 988     encode_parse_info(s, DIRAC_PCODE_END_SEQ);
 989
 990     return 0;
 991 }
 992
 993 static av_cold int vc2_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
 994                                       const AVFrame *frame, int *got_packet)
 995 {
 996     int ret = 0;
 997     int sig_size = 256;
 998     VC2EncContext *s = avctx->priv_data;
 999     const int bitexact = avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_BITEXACT;
1000     const char *aux_data = bitexact ? "Lavc" : LIBAVCODEC_IDENT;
1001     const int aux_data_size = bitexact ? sizeof("Lavc") : sizeof(LIBAVCODEC_IDENT);
1002     const int header_size = 100 + aux_data_size;
1003     int64_t max_frame_bytes, r_bitrate = avctx->bit_rate >> (s->interlaced);
1004
1005     s->avctx = avctx;
1006     s->size_scaler = 2;
1007     s->prefix_bytes = 0;
1008     s->last_parse_code = 0;
1009     s->next_parse_offset = 0;
1010
1011     /* Rate control */
1012     max_frame_bytes = (av_rescale(r_bitrate, s->avctx->time_base.num,
1013                                   s->avctx->time_base.den) >> 3) - header_size;
1014     s->slice_max_bytes = av_rescale(max_frame_bytes, 1, s->num_x*s->num_y);
1015
1016     /* Find an appropriate size scaler */
1017     while (sig_size > 255) {
1018         int r_size = SSIZE_ROUND(s->slice_max_bytes);
1019         sig_size = r_size/s->size_scaler; /* Signalled slize size */
1020         s->size_scaler <<= 1;
1021     }
1022
1023     s->slice_max_bytes = SSIZE_ROUND(s->slice_max_bytes);
1024     s->slice_min_bytes = s->slice_max_bytes - s->slice_max_bytes*(s->tolerance/100.0f);
1025
1026     ret = encode_frame(s, avpkt, frame, aux_data, header_size, s->interlaced);
1027     if (ret)
1028         return ret;
1029     if (s->interlaced) {
1030         ret = encode_frame(s, avpkt, frame, aux_data, header_size, 2);
1031         if (ret)
1032             return ret;
1033     }
1034
1035     flush_put_bits(&s->pb);
1036     avpkt->size = put_bits_count(&s->pb) >> 3;
1037
1038     *got_packet = 1;
1039
1040     return 0;
1041 }
1042
1043 static av_cold int vc2_encode_end(AVCodecContext *avctx)
1044 {
1045     int i;
1046     VC2EncContext *s = avctx->priv_data;
1047
1048     av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "Qavg: %i\n", s->q_avg);
1049
1050     for (i = 0; i < 3; i++) {
1051         ff_vc2enc_free_transforms(&s->transform_args[i].t);
1052         av_freep(&s->plane[i].coef_buf);
1053     }
1054
1055     av_freep(&s->slice_args);
1056     av_freep(&s->coef_lut_len);
1057     av_freep(&s->coef_lut_val);
1058
1059     return 0;
1060 }
1061
1062 static av_cold int vc2_encode_init(AVCodecContext *avctx)
1063 {
1064     Plane *p;
1065     SubBand *b;
1066     int i, j, level, o, shift;
1067     const AVPixFmtDescriptor *fmt = av_pix_fmt_desc_get(avctx->pix_fmt);
1068     const int depth = fmt->comp[0].depth;
1069     VC2EncContext *s = avctx->priv_data;
1070
1071     s->picture_number = 0;
1072
1073     /* Total allowed quantization range */
1074     s->q_ceil    = DIRAC_MAX_QUANT_INDEX;
1075
1076     s->ver.major = 2;
1077     s->ver.minor = 0;
1078     s->profile   = 3;
1079     s->level     = 3;
1080
1081     s->base_vf   = -1;
1082     s->strict_compliance = 1;
1083
1084     s->q_avg = 0;
1085     s->slice_max_bytes = 0;
1086     s->slice_min_bytes = 0;
1087
1088     /* Mark unknown as progressive */
1089     s->interlaced = !((avctx->field_order == AV_FIELD_UNKNOWN) ||
1090                       (avctx->field_order == AV_FIELD_PROGRESSIVE));
1091
1092     for (i = 0; i < base_video_fmts_len; i++) {
1093         const VC2BaseVideoFormat *fmt = &base_video_fmts[i];
1094         if (avctx->pix_fmt != fmt->pix_fmt)
1095             continue;
1096         if (avctx->time_base.num != fmt->time_base.num)
1097             continue;
1098         if (avctx->time_base.den != fmt->time_base.den)
1099             continue;
1100         if (avctx->width != fmt->width)
1101             continue;
1102         if (avctx->height != fmt->height)
1103             continue;
1104         if (s->interlaced != fmt->interlaced)
1105             continue;
1106         s->base_vf = i;
1107         s->level   = base_video_fmts[i].level;
1108         break;
1109     }
1110
1111     if (s->interlaced)
1112         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Interlacing enabled!\n");
1113
1114     if ((s->slice_width  & (s->slice_width  - 1)) ||
1115         (s->slice_height & (s->slice_height - 1))) {
1116         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Slice size is not a power of two!\n");
1117         return AVERROR_UNKNOWN;
1118     }
1119
1120     if ((s->slice_width > avctx->width) ||
1121         (s->slice_height > avctx->height)) {
1122         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Slice size is bigger than the image!\n");
1123         return AVERROR_UNKNOWN;
1124     }
1125
1126     if (s->base_vf <= 0) {
1127         if (avctx->strict_std_compliance < FF_COMPLIANCE_STRICT) {
1128             s->strict_compliance = s->base_vf = 0;
1129             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Format does not strictly comply with VC2 specs\n");
1130         } else {
1131             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Given format does not strictly comply with "
1132                    "the specifications, decrease strictness to use it.\n");
1133             return AVERROR_UNKNOWN;
1134         }
1135     } else {
1136         av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "Selected base video format = %i (%s)\n",
1137                s->base_vf, base_video_fmts[s->base_vf].name);
1138     }
1139
1140     /* Chroma subsampling */
1141     avcodec_get_chroma_sub_sample(avctx->pix_fmt, &s->chroma_x_shift, &s->chroma_y_shift);
1142
1143     /* Bit depth and color range index */
1144     if (depth == 8 && avctx->color_range == AVCOL_RANGE_JPEG) {
1145         s->bpp = 1;
1146         s->bpp_idx = 1;
1147         s->diff_offset = 128;
1148     } else if (depth == 8 && (avctx->color_range == AVCOL_RANGE_MPEG ||
1149                avctx->color_range == AVCOL_RANGE_UNSPECIFIED)) {
1150         s->bpp = 1;
1151         s->bpp_idx = 2;
1152         s->diff_offset = 128;
1153     } else if (depth == 10) {
1154         s->bpp = 2;
1155         s->bpp_idx = 3;
1156         s->diff_offset = 512;
1157     } else {
1158         s->bpp = 2;
1159         s->bpp_idx = 4;
1160         s->diff_offset = 2048;
1161     }
1162
1163     /* Planes initialization */
1164     for (i = 0; i < 3; i++) {
1165         int w, h;
1166         p = &s->plane[i];
1167         p->width      = avctx->width  >> (i ? s->chroma_x_shift : 0);
1168         p->height     = avctx->height >> (i ? s->chroma_y_shift : 0);
1169         if (s->interlaced)
1170             p->height >>= 1;
1171         p->dwt_width  = w = FFALIGN(p->width,  (1 << s->wavelet_depth));
1172         p->dwt_height = h = FFALIGN(p->height, (1 << s->wavelet_depth));
1173         p->coef_stride = FFALIGN(p->dwt_width, 32);
1174         p->coef_buf = av_malloc(p->coef_stride*p->dwt_height*sizeof(dwtcoef));
1175         if (!p->coef_buf)
1176             goto alloc_fail;
1177         for (level = s->wavelet_depth-1; level >= 0; level--) {
1178             w = w >> 1;
1179             h = h >> 1;
1180             for (o = 0; o < 4; o++) {
1181                 b = &p->band[level][o];
1182                 b->width  = w;
1183                 b->height = h;
1184                 b->stride = p->coef_stride;
1185                 shift = (o > 1)*b->height*b->stride + (o & 1)*b->width;
1186                 b->buf = p->coef_buf + shift;
1187             }
1188         }
1189
1190         /* DWT init */
1191         if (ff_vc2enc_init_transforms(&s->transform_args[i].t,
1192                                       s->plane[i].coef_stride,
1193                                       s->plane[i].dwt_height))
1194             goto alloc_fail;
1195     }
1196
1197     /* Slices */
1198     s->num_x = s->plane[0].dwt_width/s->slice_width;
1199     s->num_y = s->plane[0].dwt_height/s->slice_height;
1200
1201     s->slice_args = av_calloc(s->num_x*s->num_y, sizeof(SliceArgs));
1202     if (!s->slice_args)
1203         goto alloc_fail;
1204
1205     /* Lookup tables */
1206     s->coef_lut_len = av_malloc(COEF_LUT_TAB*(s->q_ceil+1)*sizeof(*s->coef_lut_len));
1207     if (!s->coef_lut_len)
1208         goto alloc_fail;
1209
1210     s->coef_lut_val = av_malloc(COEF_LUT_TAB*(s->q_ceil+1)*sizeof(*s->coef_lut_val));
1211     if (!s->coef_lut_val)
1212         goto alloc_fail;
1213
1214     for (i = 0; i < s->q_ceil; i++) {
1215         uint8_t  *len_lut = &s->coef_lut_len[i*COEF_LUT_TAB];
1216         uint32_t *val_lut = &s->coef_lut_val[i*COEF_LUT_TAB];
1217         for (j = 0; j < COEF_LUT_TAB; j++) {
1218             get_vc2_ue_uint(QUANT(j, ff_dirac_qscale_tab[i]),
1219                             &len_lut[j], &val_lut[j]);
1220             if (len_lut[j] != 1) {
1221                 len_lut[j] += 1;
1222                 val_lut[j] <<= 1;
1223             } else {
1224                 val_lut[j] = 1;
1225             }
1226         }
1227     }
1228
1229     return 0;
1230
1231 alloc_fail:
1232     vc2_encode_end(avctx);
1233     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to allocate memory!\n");
1234     return AVERROR(ENOMEM);
1235 }
1236
1237 #define VC2ENC_FLAGS (AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM)
1238 static const AVOption vc2enc_options[] = {
1239     {"tolerance",     "Max undershoot in percent", offsetof(VC2EncContext, tolerance), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl = 5.0f}, 0.0f, 45.0f, VC2ENC_FLAGS, "tolerance"},
1240     {"slice_width",   "Slice width",  offsetof(VC2EncContext, slice_width), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 32}, 32, 1024, VC2ENC_FLAGS, "slice_width"},
1241     {"slice_height",  "Slice height", offsetof(VC2EncContext, slice_height), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 16}, 8, 1024, VC2ENC_FLAGS, "slice_height"},
1242     {"wavelet_depth", "Transform depth", offsetof(VC2EncContext, wavelet_depth), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 4}, 1, 5, VC2ENC_FLAGS, "wavelet_depth"},
1243     {"wavelet_type",  "Transform type",  offsetof(VC2EncContext, wavelet_idx), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = VC2_TRANSFORM_9_7}, 0, VC2_TRANSFORMS_NB, VC2ENC_FLAGS, "wavelet_idx"},
1244         {"9_7",          "Deslauriers-Dubuc (9,7)", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = VC2_TRANSFORM_9_7},    INT_MIN, INT_MAX, VC2ENC_FLAGS, "wavelet_idx"},
1245         {"5_3",          "LeGall (5,3)",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = VC2_TRANSFORM_5_3},    INT_MIN, INT_MAX, VC2ENC_FLAGS, "wavelet_idx"},
1246         {"haar",         "Haar (with shift)",       0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = VC2_TRANSFORM_HAAR_S}, INT_MIN, INT_MAX, VC2ENC_FLAGS, "wavelet_idx"},
1247         {"haar_noshift", "Haar (without shift)",    0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = VC2_TRANSFORM_HAAR},   INT_MIN, INT_MAX, VC2ENC_FLAGS, "wavelet_idx"},
1248     {"qm", "Custom quantization matrix", offsetof(VC2EncContext, quant_matrix), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = VC2_QM_DEF}, 0, VC2_QM_NB, VC2ENC_FLAGS, "quant_matrix"},
1249         {"default",   "Default from the specifications", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = VC2_QM_DEF}, INT_MIN, INT_MAX, VC2ENC_FLAGS, "quant_matrix"},
1250         {"color",     "Prevents low bitrate discoloration", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = VC2_QM_COL}, INT_MIN, INT_MAX, VC2ENC_FLAGS, "quant_matrix"},
1251         {"flat",      "Optimize for PSNR", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = VC2_QM_FLAT}, INT_MIN, INT_MAX, VC2ENC_FLAGS, "quant_matrix"},
1252     {NULL}
1253 };
1254
1255 static const AVClass vc2enc_class = {
1256     .class_name = "SMPTE VC-2 encoder",
1257     .category = AV_CLASS_CATEGORY_ENCODER,
1258     .option = vc2enc_options,
1259     .item_name = av_default_item_name,
1260     .version = LIBAVUTIL_VERSION_INT
1261 };
1262
1263 static const AVCodecDefault vc2enc_defaults[] = {
1264     { "b",              "600000000"   },
1265     { NULL },
1266 };
1267
1268 static const enum AVPixelFormat allowed_pix_fmts[] = {
1269     AV_PIX_FMT_YUV420P,   AV_PIX_FMT_YUV422P,   AV_PIX_FMT_YUV444P,
1270     AV_PIX_FMT_YUV420P10, AV_PIX_FMT_YUV422P10, AV_PIX_FMT_YUV444P10,
1271     AV_PIX_FMT_YUV420P12, AV_PIX_FMT_YUV422P12, AV_PIX_FMT_YUV444P12,
1272     AV_PIX_FMT_NONE
1273 };
1274
1275 AVCodec ff_vc2_encoder = {
1276     .name           = "vc2",
1277     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("SMPTE VC-2"),
1278     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1279     .id             = AV_CODEC_ID_DIRAC,
1280     .priv_data_size = sizeof(VC2EncContext),
1281     .init           = vc2_encode_init,
1282     .close          = vc2_encode_end,
1283     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_SLICE_THREADS,
1284     .caps_internal  = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE,
1285     .encode2        = vc2_encode_frame,
1286     .priv_class     = &vc2enc_class,
1287     .defaults       = vc2enc_defaults,
1288     .pix_fmts       = allowed_pix_fmts
1289 };