git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/vp6.c

   1 /**
   2  * @file vp6.c
   3  * VP6 compatible video decoder
   4  *
   5  * Copyright (C) 2006  Aurelien Jacobs <aurel@gnuage.org>
   6  *
   7  * This file is part of FFmpeg.
   8  *
   9  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
  10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  11  * License as published by the Free Software Foundation; either
  12  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  13  *
  14  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  17  * Lesser General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  20  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  21  * Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  22  *
  23  *
  24  * The VP6F decoder accept an optional 1 byte extradata. It is composed of:
  25  *  - upper 4bits: difference between encoded width and visible width
  26  *  - lower 4bits: difference between encoded height and visible height
  27  */
  28
  29 #include <stdlib.h>
  30
  31 #include "avcodec.h"
  32 #include "dsputil.h"
  33 #include "bitstream.h"
  34 #include "mpegvideo.h"
  35
  36 #include "vp56.h"
  37 #include "vp56data.h"
  38 #include "vp6data.h"
  39
  40
  41 static int vp6_parse_header(vp56_context_t *s, uint8_t *buf, int buf_size,
  42                             int *golden_frame)
  43 {
  44     vp56_range_coder_t *c = &s->c;
  45     int parse_filter_info;
  46     int rows, cols;
  47     int res = 1;
  48
  49     if (buf[0] & 1)
  50         return 0;
  51
  52     s->frames[VP56_FRAME_CURRENT].key_frame = !(buf[0] & 0x80);
  53     vp56_init_dequant(s, (buf[0] >> 1) & 0x3F);
  54
  55     if (s->frames[VP56_FRAME_CURRENT].key_frame) {
  56         if ((buf[1] & 0xFE) != 0x46)  /* would be 0x36 for VP61 */
  57             return 0;
  58         if (buf[1] & 1) {
  59             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "interlacing not supported\n");
  60             return 0;
  61         }
  62
  63         rows = buf[2];  /* number of stored macroblock rows */
  64         cols = buf[3];  /* number of stored macroblock cols */
  65         /* buf[4] is number of displayed macroblock rows */
  66         /* buf[5] is number of displayed macroblock cols */
  67
  68         if (16*cols != s->avctx->coded_width ||
  69             16*rows != s->avctx->coded_height) {
  70             avcodec_set_dimensions(s->avctx, 16*cols, 16*rows);
  71             if (s->avctx->extradata_size == 1) {
  72                 s->avctx->width  -= s->avctx->extradata[0] >> 4;
  73                 s->avctx->height -= s->avctx->extradata[0] & 0x0F;
  74             }
  75             res = 2;
  76         }
  77
  78         vp56_init_range_decoder(c, buf+6, buf_size-6);
  79         vp56_rac_gets(c, 2);
  80
  81         parse_filter_info = 1;
  82     } else {
  83         vp56_init_range_decoder(c, buf+1, buf_size-1);
  84
  85         *golden_frame = vp56_rac_get(c);
  86         s->deblock_filtering = vp56_rac_get(c);
  87         if (s->deblock_filtering)
  88             vp56_rac_get(c);
  89         parse_filter_info = vp56_rac_get(c);
  90     }
  91
  92     if (parse_filter_info) {
  93         if (vp56_rac_get(c)) {
  94             s->filter_mode = 2;
  95             s->sample_variance_threshold = vp56_rac_gets(c, 5);
  96             s->max_vector_length = 2 << vp56_rac_gets(c, 3);
  97         } else if (vp56_rac_get(c)) {
  98             s->filter_mode = 1;
  99         } else {
 100             s->filter_mode = 0;
 101         }
 102         s->filter_selection = vp56_rac_gets(c, 4);
 103     }
 104
 105     vp56_rac_get(c);
 106     return res;
 107 }
 108
 109 static void vp6_coeff_order_table_init(vp56_context_t *s)
 110 {
 111     int i, pos, idx = 1;
 112
 113     s->coeff_index_to_pos[0] = 0;
 114     for (i=0; i<16; i++)
 115         for (pos=1; pos<64; pos++)
 116             if (s->coeff_reorder[pos] == i)
 117                 s->coeff_index_to_pos[idx++] = pos;
 118 }
 119
 120 static void vp6_default_models_init(vp56_context_t *s)
 121 {
 122     s->vector_model_dct[0] = 0xA2;
 123     s->vector_model_dct[1] = 0xA4;
 124     s->vector_model_sig[0] = 0x80;
 125     s->vector_model_sig[1] = 0x80;
 126
 127     memcpy(s->mb_types_stats, vp56_def_mb_types_stats, sizeof(s->mb_types_stats));
 128     memcpy(s->vector_model_fdv, vp6_def_fdv_vector_model, sizeof(s->vector_model_fdv));
 129     memcpy(s->vector_model_pdv, vp6_def_pdv_vector_model, sizeof(s->vector_model_pdv));
 130     memcpy(s->coeff_model_runv, vp6_def_runv_coeff_model, sizeof(s->coeff_model_runv));
 131     memcpy(s->coeff_reorder, vp6_def_coeff_reorder, sizeof(s->coeff_reorder));
 132
 133     vp6_coeff_order_table_init(s);
 134 }
 135
 136 static void vp6_parse_vector_models(vp56_context_t *s)
 137 {
 138     vp56_range_coder_t *c = &s->c;
 139     int comp, node;
 140
 141     for (comp=0; comp<2; comp++) {
 142         if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_sig_dct_pct[comp][0]))
 143             s->vector_model_dct[comp] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
 144         if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_sig_dct_pct[comp][1]))
 145             s->vector_model_sig[comp] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
 146     }
 147
 148     for (comp=0; comp<2; comp++)
 149         for (node=0; node<7; node++)
 150             if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_pdv_pct[comp][node]))
 151                 s->vector_model_pdv[comp][node] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
 152
 153     for (comp=0; comp<2; comp++)
 154         for (node=0; node<8; node++)
 155             if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_fdv_pct[comp][node]))
 156                 s->vector_model_fdv[comp][node] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
 157 }
 158
 159 static void vp6_parse_coeff_models(vp56_context_t *s)
 160 {
 161     vp56_range_coder_t *c = &s->c;
 162     int def_prob[11];
 163     int node, cg, ctx, pos;
 164     int ct;    /* code type */
 165     int pt;    /* plane type (0 for Y, 1 for U or V) */
 166
 167     memset(def_prob, 0x80, sizeof(def_prob));
 168
 169     for (pt=0; pt<2; pt++)
 170         for (node=0; node<11; node++)
 171             if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_dccv_pct[pt][node])) {
 172                 def_prob[node] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
 173                 s->coeff_model_dccv[pt][node] = def_prob[node];
 174             } else if (s->frames[VP56_FRAME_CURRENT].key_frame) {
 175                 s->coeff_model_dccv[pt][node] = def_prob[node];
 176             }
 177
 178     if (vp56_rac_get(c)) {
 179         for (pos=1; pos<64; pos++)
 180             if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_coeff_reorder_pct[pos]))
 181                 s->coeff_reorder[pos] = vp56_rac_gets(c, 4);
 182         vp6_coeff_order_table_init(s);
 183     }
 184
 185     for (cg=0; cg<2; cg++)
 186         for (node=0; node<14; node++)
 187             if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_runv_pct[cg][node]))
 188                 s->coeff_model_runv[cg][node] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
 189
 190     for (ct=0; ct<3; ct++)
 191         for (pt=0; pt<2; pt++)
 192             for (cg=0; cg<6; cg++)
 193                 for (node=0; node<11; node++)
 194                     if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_ract_pct[ct][pt][cg][node])) {
 195                         def_prob[node] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
 196                         s->coeff_model_ract[pt][ct][cg][node] = def_prob[node];
 197                     } else if (s->frames[VP56_FRAME_CURRENT].key_frame) {
 198                         s->coeff_model_ract[pt][ct][cg][node] = def_prob[node];
 199                     }
 200
 201     /* coeff_model_dcct is a linear combination of coeff_model_dccv */
 202     for (pt=0; pt<2; pt++)
 203         for (ctx=0; ctx<3; ctx++)
 204             for (node=0; node<5; node++)
 205                 s->coeff_model_dcct[pt][ctx][node] = clip(((s->coeff_model_dccv[pt][node] * vp6_dccv_lc[ctx][node][0] + 128) >> 8) + vp6_dccv_lc[ctx][node][1], 1, 255);
 206 }
 207
 208 static void vp6_parse_vector_adjustment(vp56_context_t *s, vp56_mv_t *vect)
 209 {
 210     vp56_range_coder_t *c = &s->c;
 211     int comp;
 212
 213     *vect = (vp56_mv_t) {0,0};
 214     if (s->vector_candidate_pos < 2)
 215         *vect = s->vector_candidate[0];
 216
 217     for (comp=0; comp<2; comp++) {
 218         int i, delta = 0;
 219
 220         if (vp56_rac_get_prob(c, s->vector_model_dct[comp])) {
 221             static const uint8_t prob_order[] = {0, 1, 2, 7, 6, 5, 4};
 222             for (i=0; i<sizeof(prob_order); i++) {
 223                 int j = prob_order[i];
 224                 delta |= vp56_rac_get_prob(c, s->vector_model_fdv[comp][j])<<j;
 225             }
 226             if (delta & 0xF0)
 227                 delta |= vp56_rac_get_prob(c, s->vector_model_fdv[comp][3])<<3;
 228             else
 229                 delta |= 8;
 230         } else {
 231             delta = vp56_rac_get_tree(c, vp56_pva_tree,
 232                                       s->vector_model_pdv[comp]);
 233         }
 234
 235         if (delta && vp56_rac_get_prob(c, s->vector_model_sig[comp]))
 236             delta = -delta;
 237
 238         if (!comp)
 239             vect->x += delta;
 240         else
 241             vect->y += delta;
 242     }
 243 }
 244
 245 static void vp6_parse_coeff(vp56_context_t *s)
 246 {
 247     vp56_range_coder_t *c = &s->c;
 248     uint8_t *permute = s->scantable.permutated;
 249     uint8_t *model, *model2, *model3;
 250     int coeff, sign, coeff_idx;
 251     int b, i, cg, idx, ctx;
 252     int pt = 0;    /* plane type (0 for Y, 1 for U or V) */
 253
 254     for (b=0; b<6; b++) {
 255         int ct = 1;    /* code type */
 256         int run = 1;
 257
 258         if (b > 3) pt = 1;
 259
 260         ctx = s->left_block[vp56_b6to4[b]].not_null_dc
 261               + s->above_blocks[s->above_block_idx[b]].not_null_dc;
 262         model = s->coeff_model_dccv[pt];
 263         model2 = s->coeff_model_dcct[pt][ctx];
 264
 265         for (coeff_idx=0; coeff_idx<64; ) {
 266             if ((coeff_idx>1 && ct==0) || vp56_rac_get_prob(c, model2[0])) {
 267                 /* parse a coeff */
 268                 if (coeff_idx == 0) {
 269                     s->left_block[vp56_b6to4[b]].not_null_dc = 1;
 270                     s->above_blocks[s->above_block_idx[b]].not_null_dc = 1;
 271                 }
 272
 273                 if (vp56_rac_get_prob(c, model2[2])) {
 274                     if (vp56_rac_get_prob(c, model2[3])) {
 275                         idx = vp56_rac_get_tree(c, vp56_pc_tree, model);
 276                         coeff = vp56_coeff_bias[idx];
 277                         for (i=vp56_coeff_bit_length[idx]; i>=0; i--)
 278                             coeff += vp56_rac_get_prob(c, vp56_coeff_parse_table[idx][i]) << i;
 279                     } else {
 280                         if (vp56_rac_get_prob(c, model2[4]))
 281                             coeff = 3 + vp56_rac_get_prob(c, model[5]);
 282                         else
 283                             coeff = 2;
 284                     }
 285                     ct = 2;
 286                 } else {
 287                     ct = 1;
 288                     coeff = 1;
 289                 }
 290                 sign = vp56_rac_get(c);
 291                 coeff = (coeff ^ -sign) + sign;
 292                 if (coeff_idx)
 293                     coeff *= s->dequant_ac;
 294                 idx = s->coeff_index_to_pos[coeff_idx];
 295                 s->block_coeff[b][permute[idx]] = coeff;
 296                 run = 1;
 297             } else {
 298                 /* parse a run */
 299                 ct = 0;
 300                 if (coeff_idx == 0) {
 301                     s->left_block[vp56_b6to4[b]].not_null_dc = 0;
 302                     s->above_blocks[s->above_block_idx[b]].not_null_dc = 0;
 303                 } else {
 304                     if (!vp56_rac_get_prob(c, model2[1]))
 305                         break;
 306
 307                     model3 = s->coeff_model_runv[coeff_idx >= 6];
 308                     run = vp56_rac_get_tree(c, vp6_pcr_tree, model3);
 309                     if (!run)
 310                         for (run=9, i=0; i<6; i++)
 311                             run += vp56_rac_get_prob(c, model3[i+8]) << i;
 312                 }
 313             }
 314
 315             cg = vp6_coeff_groups[coeff_idx+=run];
 316             model = model2 = s->coeff_model_ract[pt][ct][cg];
 317         }
 318     }
 319 }
 320
 321 static int vp6_adjust(int v, int t)
 322 {
 323     int V = v, s = v >> 31;
 324     V ^= s;
 325     V -= s;
 326     if (V-t-1 >= (unsigned)(t-1))
 327         return v;
 328     V = 2*t - V;
 329     V += s;
 330     V ^= s;
 331     return V;
 332 }
 333
 334 static int vp6_block_variance(uint8_t *src, int stride)
 335 {
 336     int sum = 0, square_sum = 0;
 337     int y, x;
 338
 339     for (y=0; y<8; y+=2) {
 340         for (x=0; x<8; x+=2) {
 341             sum += src[x];
 342             square_sum += src[x]*src[x];
 343         }
 344         src += 2*stride;
 345     }
 346     return (16*square_sum - sum*sum) / (16*16);
 347 }
 348
 349 static void vp6_filter_hv2(vp56_context_t *s, uint8_t *dst, uint8_t *src,
 350                            int stride, int delta, int16_t weight)
 351 {
 352     s->dsp.put_pixels_tab[1][0](dst, src, stride, 8);
 353     s->dsp.biweight_h264_pixels_tab[3](dst, src+delta, stride, 2,
 354                                        8-weight, weight, 0);
 355 }
 356
 357 static void vp6_filter_hv4(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride,
 358                            int delta, const int16_t *weights)
 359 {
 360     int x, y;
 361
 362     for (y=0; y<8; y++) {
 363         for (x=0; x<8; x++) {
 364             dst[x] = clip_uint8((  src[x-delta  ] * weights[0]
 365                                  + src[x        ] * weights[1]
 366                                  + src[x+delta  ] * weights[2]
 367                                  + src[x+2*delta] * weights[3] + 64) >> 7);
 368         }
 369         src += stride;
 370         dst += stride;
 371     }
 372 }
 373
 374 static void vp6_filter_diag2(vp56_context_t *s, uint8_t *dst, uint8_t *src,
 375                              int stride, int h_weight, int v_weight)
 376 {
 377     uint8_t *tmp = s->edge_emu_buffer+16;
 378     int x, xmax;
 379
 380     s->dsp.put_pixels_tab[1][0](tmp, src, stride, 8);
 381     s->dsp.biweight_h264_pixels_tab[3](tmp, src+1, stride, 2,
 382                                        8-h_weight, h_weight, 0);
 383     /* we need a 8x9 block to do vertical filter, so compute one more line */
 384     for (x=8*stride, xmax=x+8; x<xmax; x++)
 385         tmp[x] = (src[x]*(8-h_weight) + src[x+1]*h_weight + 4) >> 3;
 386
 387     s->dsp.put_pixels_tab[1][0](dst, tmp, stride, 8);
 388     s->dsp.biweight_h264_pixels_tab[3](dst, tmp+stride, stride, 2,
 389                                        8-v_weight, v_weight, 0);
 390 }
 391
 392 static void vp6_filter_diag4(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride,
 393                              const int16_t *h_weights,const int16_t *v_weights)
 394 {
 395     int x, y;
 396     int tmp[8*11];
 397     int *t = tmp;
 398
 399     src -= stride;
 400
 401     for (y=0; y<11; y++) {
 402         for (x=0; x<8; x++) {
 403             t[x] = clip_uint8((  src[x-1] * h_weights[0]
 404                                + src[x  ] * h_weights[1]
 405                                + src[x+1] * h_weights[2]
 406                                + src[x+2] * h_weights[3] + 64) >> 7);
 407         }
 408         src += stride;
 409         t += 8;
 410     }
 411
 412     t = tmp + 8;
 413     for (y=0; y<8; y++) {
 414         for (x=0; x<8; x++) {
 415             dst[x] = clip_uint8((  t[x-8 ] * v_weights[0]
 416                                  + t[x   ] * v_weights[1]
 417                                  + t[x+8 ] * v_weights[2]
 418                                  + t[x+16] * v_weights[3] + 64) >> 7);
 419         }
 420         dst += stride;
 421         t += 8;
 422     }
 423 }
 424
 425 static void vp6_filter(vp56_context_t *s, uint8_t *dst, uint8_t *src,
 426                        int offset1, int offset2, int stride,
 427                        vp56_mv_t mv, int mask, int select, int luma)
 428 {
 429     int filter4 = 0;
 430     int x8 = mv.x & mask;
 431     int y8 = mv.y & mask;
 432
 433     if (luma) {
 434         x8 *= 2;
 435         y8 *= 2;
 436         filter4 = s->filter_mode;
 437         if (filter4 == 2) {
 438             if (s->max_vector_length &&
 439                 (FFABS(mv.x) > s->max_vector_length ||
 440                  FFABS(mv.y) > s->max_vector_length)) {
 441                 filter4 = 0;
 442             } else if (!s->sample_variance_threshold
 443                        || (vp6_block_variance(src+offset1, stride)
 444                            < s->sample_variance_threshold)) {
 445                 filter4 = 0;
 446             }
 447         }
 448     }
 449
 450     if ((y8 && (offset2-offset1)*s->flip<0) || (!y8 && offset1 > offset2)) {
 451         offset1 = offset2;
 452     }
 453
 454     if (filter4) {
 455         if (!y8) {                      /* left or right combine */
 456             vp6_filter_hv4(dst, src+offset1, stride, 1,
 457                            vp6_block_copy_filter[select][x8]);
 458         } else if (!x8) {               /* above or below combine */
 459             vp6_filter_hv4(dst, src+offset1, stride, stride,
 460                            vp6_block_copy_filter[select][y8]);
 461         } else if ((mv.x^mv.y) >> 31) { /* lower-left or upper-right combine */
 462             vp6_filter_diag4(dst, src+offset1-1, stride,
 463                              vp6_block_copy_filter[select][x8],
 464                              vp6_block_copy_filter[select][y8]);
 465         } else {                        /* lower-right or upper-left combine */
 466             vp6_filter_diag4(dst, src+offset1, stride,
 467                              vp6_block_copy_filter[select][x8],
 468                              vp6_block_copy_filter[select][y8]);
 469         }
 470     } else {
 471         if (!y8) {                      /* left or right combine */
 472             vp6_filter_hv2(s, dst, src+offset1, stride, 1, x8);
 473         } else if (!x8) {               /* above or below combine */
 474             vp6_filter_hv2(s, dst, src+offset1, stride, stride, y8);
 475         } else if ((mv.x^mv.y) >> 31) { /* lower-left or upper-right combine */
 476             vp6_filter_diag2(s, dst, src+offset1-1, stride, x8, y8);
 477         } else {                        /* lower-right or upper-left combine */
 478             vp6_filter_diag2(s, dst, src+offset1, stride, x8, y8);
 479         }
 480     }
 481 }
 482
 483 static int vp6_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 484 {
 485     vp56_context_t *s = avctx->priv_data;
 486
 487     vp56_init(s, avctx, avctx->codec->id == CODEC_ID_VP6);
 488     s->vp56_coord_div = vp6_coord_div;
 489     s->parse_vector_adjustment = vp6_parse_vector_adjustment;
 490     s->adjust = vp6_adjust;
 491     s->filter = vp6_filter;
 492     s->parse_coeff = vp6_parse_coeff;
 493     s->default_models_init = vp6_default_models_init;
 494     s->parse_vector_models = vp6_parse_vector_models;
 495     s->parse_coeff_models = vp6_parse_coeff_models;
 496     s->parse_header = vp6_parse_header;
 497
 498     return 0;
 499 }
 500
 501 AVCodec vp6_decoder = {
 502     "vp6",
 503     CODEC_TYPE_VIDEO,
 504     CODEC_ID_VP6,
 505     sizeof(vp56_context_t),
 506     vp6_decode_init,
 507     NULL,
 508     vp56_free,
 509     vp56_decode_frame,
 510 };
 511
 512 /* flash version, not flipped upside-down */
 513 AVCodec vp6f_decoder = {
 514     "vp6f",
 515     CODEC_TYPE_VIDEO,
 516     CODEC_ID_VP6F,
 517     sizeof(vp56_context_t),
 518     vp6_decode_init,
 519     NULL,
 520     vp56_free,
 521     vp56_decode_frame,
 522 };