libavcodec/roqvideo.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2003 the ffmpeg project
   3  *
   4  * This library is free software; you can redistribute it and/or
   5  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   6  * License as published by the Free Software Foundation; either
   7  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
   8  *
   9  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  12  * Lesser General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  15  * License along with this library; if not, write to the Free Software
  16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  17  *
  18  */
  19
  20 /**
  21  * @file roqvideo.c
  22  * Id RoQ Video Decoder by Dr. Tim Ferguson
  23  * For more information about the Id RoQ format, visit:
  24  *   http://www.csse.monash.edu.au/~timf/
  25  */
  26
  27 #include <stdio.h>
  28 #include <stdlib.h>
  29 #include <string.h>
  30 #include <unistd.h>
  31
  32 #include "common.h"
  33 #include "avcodec.h"
  34 #include "dsputil.h"
  35
  36 typedef struct {
  37   unsigned char y0, y1, y2, y3, u, v;
  38 } roq_cell;
  39
  40 typedef struct {
  41   int idx[4];
  42 } roq_qcell;
  43
  44 static int uiclip[1024], *uiclp;  /* clipping table */
  45 #define avg2(a,b) uiclp[(((int)(a)+(int)(b)+1)>>1)]
  46 #define avg4(a,b,c,d) uiclp[(((int)(a)+(int)(b)+(int)(c)+(int)(d)+2)>>2)]
  47
  48 typedef struct RoqContext {
  49
  50     AVCodecContext *avctx;
  51     DSPContext dsp;
  52     AVFrame last_frame;
  53     AVFrame current_frame;
  54     int first_frame;
  55     int y_stride;
  56     int c_stride;
  57
  58     roq_cell cells[256];
  59     roq_qcell qcells[256];
  60
  61     unsigned char *buf;
  62     int size;
  63
  64 } RoqContext;
  65
  66 #define RoQ_INFO              0x1001
  67 #define RoQ_QUAD_CODEBOOK     0x1002
  68 #define RoQ_QUAD_VQ           0x1011
  69 #define RoQ_SOUND_MONO        0x1020
  70 #define RoQ_SOUND_STEREO      0x1021
  71
  72 #define RoQ_ID_MOT              0x00
  73 #define RoQ_ID_FCC              0x01
  74 #define RoQ_ID_SLD              0x02
  75 #define RoQ_ID_CCC              0x03
  76
  77 #define get_byte(in_buffer) *(in_buffer++)
  78 #define get_word(in_buffer) ((unsigned short)(in_buffer += 2, \
  79   (in_buffer[-1] << 8 | in_buffer[-2])))
  80 #define get_long(in_buffer) ((unsigned long)(in_buffer += 4, \
  81   (in_buffer[-1] << 24 | in_buffer[-2] << 16 | in_buffer[-3] << 8 | in_buffer[-4])))
  82
  83
  84 static void apply_vector_2x2(RoqContext *ri, int x, int y, roq_cell *cell)
  85 {
  86     unsigned char *yptr;
  87
  88     yptr = ri->current_frame.data[0] + (y * ri->y_stride) + x;
  89     *yptr++ = cell->y0;
  90     *yptr++ = cell->y1;
  91     yptr += (ri->y_stride - 2);
  92     *yptr++ = cell->y2;
  93     *yptr++ = cell->y3;
  94     ri->current_frame.data[1][(y/2) * (ri->c_stride) + x/2] = cell->u;
  95     ri->current_frame.data[2][(y/2) * (ri->c_stride) + x/2] = cell->v;
  96 }
  97
  98 static void apply_vector_4x4(RoqContext *ri, int x, int y, roq_cell *cell)
  99 {
 100     unsigned long row_inc, c_row_inc;
 101     register unsigned char y0, y1, u, v;
 102     unsigned char *yptr, *uptr, *vptr;
 103
 104     yptr = ri->current_frame.data[0] + (y * ri->y_stride) + x;
 105     uptr = ri->current_frame.data[1] + (y/2) * (ri->c_stride) + x/2;
 106     vptr = ri->current_frame.data[2] + (y/2) * (ri->c_stride) + x/2;
 107
 108     row_inc = ri->y_stride - 4;
 109     c_row_inc = (ri->c_stride) - 2;
 110     *yptr++ = y0 = cell->y0; *uptr++ = u = cell->u; *vptr++ = v = cell->v;
 111     *yptr++ = y0;
 112     *yptr++ = y1 = cell->y1; *uptr++ = u; *vptr++ = v;
 113     *yptr++ = y1;
 114
 115     yptr += row_inc;
 116
 117     *yptr++ = y0;
 118     *yptr++ = y0;
 119     *yptr++ = y1;
 120     *yptr++ = y1;
 121
 122     yptr += row_inc; uptr += c_row_inc; vptr += c_row_inc;
 123
 124     *yptr++ = y0 = cell->y2; *uptr++ = u; *vptr++ = v;
 125     *yptr++ = y0;
 126     *yptr++ = y1 = cell->y3; *uptr++ = u; *vptr++ = v;
 127     *yptr++ = y1;
 128
 129     yptr += row_inc;
 130
 131     *yptr++ = y0;
 132     *yptr++ = y0;
 133     *yptr++ = y1;
 134     *yptr++ = y1;
 135 }
 136
 137 static void apply_motion_4x4(RoqContext *ri, int x, int y, unsigned char mv,
 138     signed char mean_x, signed char mean_y)
 139 {
 140     int i, hw, mx, my;
 141     unsigned char *pa, *pb;
 142
 143     mx = x + 8 - (mv >> 4) - mean_x;
 144     my = y + 8 - (mv & 0xf) - mean_y;
 145
 146     /* check MV against frame boundaries */
 147     if ((mx < 0) || (mx > ri->avctx->width - 4) ||
 148         (my < 0) || (my > ri->avctx->height - 4)) {
 149         av_log(ri->avctx, AV_LOG_ERROR, "motion vector out of bounds: MV = (%d, %d), boundaries = (0, 0, %d, %d)\n",
 150             mx, my, ri->avctx->width, ri->avctx->height);
 151         return;
 152     }
 153
 154     pa = ri->current_frame.data[0] + (y * ri->y_stride) + x;
 155     pb = ri->last_frame.data[0] + (my * ri->y_stride) + mx;
 156     for(i = 0; i < 4; i++) {
 157         pa[0] = pb[0];
 158         pa[1] = pb[1];
 159         pa[2] = pb[2];
 160         pa[3] = pb[3];
 161         pa += ri->y_stride;
 162         pb += ri->y_stride;
 163     }
 164
 165     hw = ri->y_stride/2;
 166     pa = ri->current_frame.data[1] + (y * ri->y_stride)/4 + x/2;
 167     pb = ri->last_frame.data[1] + (my/2) * (ri->y_stride/2) + (mx + 1)/2;
 168
 169     for(i = 0; i < 2; i++) {
 170         switch(((my & 0x01) << 1) | (mx & 0x01)) {
 171
 172         case 0:
 173             pa[0] = pb[0];
 174             pa[1] = pb[1];
 175             pa[hw] = pb[hw];
 176             pa[hw+1] = pb[hw+1];
 177             break;
 178
 179         case 1:
 180             pa[0] = avg2(pb[0], pb[1]);
 181             pa[1] = avg2(pb[1], pb[2]);
 182             pa[hw] = avg2(pb[hw], pb[hw+1]);
 183             pa[hw+1] = avg2(pb[hw+1], pb[hw+2]);
 184             break;
 185
 186         case 2:
 187             pa[0] = avg2(pb[0], pb[hw]);
 188             pa[1] = avg2(pb[1], pb[hw+1]);
 189             pa[hw] = avg2(pb[hw], pb[hw*2]);
 190             pa[hw+1] = avg2(pb[hw+1], pb[(hw*2)+1]);
 191             break;
 192
 193         case 3:
 194             pa[0] = avg4(pb[0], pb[1], pb[hw], pb[hw+1]);
 195             pa[1] = avg4(pb[1], pb[2], pb[hw+1], pb[hw+2]);
 196             pa[hw] = avg4(pb[hw], pb[hw+1], pb[hw*2], pb[(hw*2)+1]);
 197             pa[hw+1] = avg4(pb[hw+1], pb[hw+2], pb[(hw*2)+1], pb[(hw*2)+1]);
 198             break;
 199         }
 200
 201         pa = ri->current_frame.data[2] + (y * ri->y_stride)/4 + x/2;
 202         pb = ri->last_frame.data[2] + (my/2) * (ri->y_stride/2) + (mx + 1)/2;
 203     }
 204 }
 205
 206 static void apply_motion_8x8(RoqContext *ri, int x, int y,
 207     unsigned char mv, signed char mean_x, signed char mean_y)
 208 {
 209     int mx, my, i, j, hw;
 210     unsigned char *pa, *pb;
 211
 212     mx = x + 8 - (mv >> 4) - mean_x;
 213     my = y + 8 - (mv & 0xf) - mean_y;
 214
 215     /* check MV against frame boundaries */
 216     if ((mx < 0) || (mx > ri->avctx->width - 8) ||
 217         (my < 0) || (my > ri->avctx->height - 8)) {
 218         av_log(ri->avctx, AV_LOG_ERROR, "motion vector out of bounds: MV = (%d, %d), boundaries = (0, 0, %d, %d)\n",
 219             mx, my, ri->avctx->width, ri->avctx->height);
 220         return;
 221     }
 222
 223     pa = ri->current_frame.data[0] + (y * ri->y_stride) + x;
 224     pb = ri->last_frame.data[0] + (my * ri->y_stride) + mx;
 225     for(i = 0; i < 8; i++) {
 226         pa[0] = pb[0];
 227         pa[1] = pb[1];
 228         pa[2] = pb[2];
 229         pa[3] = pb[3];
 230         pa[4] = pb[4];
 231         pa[5] = pb[5];
 232         pa[6] = pb[6];
 233         pa[7] = pb[7];
 234         pa += ri->y_stride;
 235         pb += ri->y_stride;
 236     }
 237
 238     hw = ri->c_stride;
 239     pa = ri->current_frame.data[1] + (y * ri->y_stride)/4 + x/2;
 240     pb = ri->last_frame.data[1] + (my/2) * (ri->y_stride/2) + (mx + 1)/2;
 241     for(j = 0; j < 2; j++) {
 242         for(i = 0; i < 4; i++) {
 243             switch(((my & 0x01) << 1) | (mx & 0x01)) {
 244
 245             case 0:
 246                 pa[0] = pb[0];
 247                 pa[1] = pb[1];
 248                 pa[2] = pb[2];
 249                 pa[3] = pb[3];
 250                 break;
 251
 252             case 1:
 253                 pa[0] = avg2(pb[0], pb[1]);
 254                 pa[1] = avg2(pb[1], pb[2]);
 255                 pa[2] = avg2(pb[2], pb[3]);
 256                 pa[3] = avg2(pb[3], pb[4]);
 257                 break;
 258
 259             case 2:
 260                 pa[0] = avg2(pb[0], pb[hw]);
 261                 pa[1] = avg2(pb[1], pb[hw+1]);
 262                 pa[2] = avg2(pb[2], pb[hw+2]);
 263                 pa[3] = avg2(pb[3], pb[hw+3]);
 264                 break;
 265
 266             case 3:
 267                 pa[0] = avg4(pb[0], pb[1], pb[hw], pb[hw+1]);
 268                 pa[1] = avg4(pb[1], pb[2], pb[hw+1], pb[hw+2]);
 269                 pa[2] = avg4(pb[2], pb[3], pb[hw+2], pb[hw+3]);
 270                 pa[3] = avg4(pb[3], pb[4], pb[hw+3], pb[hw+4]);
 271                 break;
 272             }
 273             pa += ri->c_stride;
 274             pb += ri->c_stride;
 275         }
 276
 277         pa = ri->current_frame.data[2] + (y * ri->y_stride)/4 + x/2;
 278         pb = ri->last_frame.data[2] + (my/2) * (ri->y_stride/2) + (mx + 1)/2;
 279     }
 280 }
 281
 282 static void roqvideo_decode_frame(RoqContext *ri)
 283 {
 284     unsigned int chunk_id = 0, chunk_arg = 0;
 285     unsigned long chunk_size = 0;
 286     int i, j, k, nv1, nv2, vqflg = 0, vqflg_pos = -1;
 287     int vqid, bpos, xpos, ypos, xp, yp, x, y;
 288     int frame_stats[2][4] = {{0},{0}};
 289     roq_qcell *qcell;
 290     unsigned char *buf = ri->buf;
 291     unsigned char *buf_end = ri->buf + ri->size;
 292
 293     while (buf < buf_end) {
 294         chunk_id = get_word(buf);
 295         chunk_size = get_long(buf);
 296         chunk_arg = get_word(buf);
 297
 298         if(chunk_id == RoQ_QUAD_VQ)
 299             break;
 300         if(chunk_id == RoQ_QUAD_CODEBOOK) {
 301             if((nv1 = chunk_arg >> 8) == 0)
 302                 nv1 = 256;
 303             if((nv2 = chunk_arg & 0xff) == 0 && nv1 * 6 < chunk_size)
 304                 nv2 = 256;
 305             for(i = 0; i < nv1; i++) {
 306                 ri->cells[i].y0 = get_byte(buf);
 307                 ri->cells[i].y1 = get_byte(buf);
 308                 ri->cells[i].y2 = get_byte(buf);
 309                 ri->cells[i].y3 = get_byte(buf);
 310                 ri->cells[i].u = get_byte(buf);
 311                 ri->cells[i].v = get_byte(buf);
 312             }
 313             for(i = 0; i < nv2; i++)
 314                 for(j = 0; j < 4; j++)
 315                     ri->qcells[i].idx[j] = get_byte(buf);
 316         }
 317     }
 318
 319     bpos = xpos = ypos = 0;
 320     while(bpos < chunk_size) {
 321         for (yp = ypos; yp < ypos + 16; yp += 8)
 322             for (xp = xpos; xp < xpos + 16; xp += 8) {
 323                 if (vqflg_pos < 0) {
 324                     vqflg = buf[bpos++]; vqflg |= (buf[bpos++] << 8);
 325                     vqflg_pos = 7;
 326                 }
 327                 vqid = (vqflg >> (vqflg_pos * 2)) & 0x3;
 328                 frame_stats[0][vqid]++;
 329                 vqflg_pos--;
 330
 331                 switch(vqid) {
 332                 case RoQ_ID_MOT:
 333                     apply_motion_8x8(ri, xp, yp, 0, 8, 8);
 334                     break;
 335                 case RoQ_ID_FCC:
 336                     apply_motion_8x8(ri, xp, yp, buf[bpos++], chunk_arg >> 8,
 337                         chunk_arg & 0xff);
 338                     break;
 339                 case RoQ_ID_SLD:
 340                     qcell = ri->qcells + buf[bpos++];
 341                     apply_vector_4x4(ri, xp, yp, ri->cells + qcell->idx[0]);
 342                     apply_vector_4x4(ri, xp+4, yp, ri->cells + qcell->idx[1]);
 343                     apply_vector_4x4(ri, xp, yp+4, ri->cells + qcell->idx[2]);
 344                     apply_vector_4x4(ri, xp+4, yp+4, ri->cells + qcell->idx[3]);
 345                     break;
 346                 case RoQ_ID_CCC:
 347                     for (k = 0; k < 4; k++) {
 348                         x = xp; y = yp;
 349                         if(k & 0x01) x += 4;
 350                         if(k & 0x02) y += 4;
 351
 352                         if (vqflg_pos < 0) {
 353                             vqflg = buf[bpos++];
 354                             vqflg |= (buf[bpos++] << 8);
 355                             vqflg_pos = 7;
 356                         }
 357                         vqid = (vqflg >> (vqflg_pos * 2)) & 0x3;
 358                         frame_stats[1][vqid]++;
 359                         vqflg_pos--;
 360                         switch(vqid) {
 361                         case RoQ_ID_MOT:
 362                             apply_motion_4x4(ri, x, y, 0, 8, 8);
 363                             break;
 364                         case RoQ_ID_FCC:
 365                             apply_motion_4x4(ri, x, y, buf[bpos++],
 366                                 chunk_arg >> 8, chunk_arg & 0xff);
 367                             break;
 368                         case RoQ_ID_SLD:
 369                             qcell = ri->qcells + buf[bpos++];
 370                             apply_vector_2x2(ri, x, y, ri->cells + qcell->idx[0]);
 371                             apply_vector_2x2(ri, x+2, y, ri->cells + qcell->idx[1]);
 372                             apply_vector_2x2(ri, x, y+2, ri->cells + qcell->idx[2]);
 373                             apply_vector_2x2(ri, x+2, y+2, ri->cells + qcell->idx[3]);
 374                             break;
 375                         case RoQ_ID_CCC:
 376                             apply_vector_2x2(ri, x, y, ri->cells + buf[bpos]);
 377                             apply_vector_2x2(ri, x+2, y, ri->cells + buf[bpos+1]);
 378                             apply_vector_2x2(ri, x, y+2, ri->cells + buf[bpos+2]);
 379                             apply_vector_2x2(ri, x+2, y+2, ri->cells + buf[bpos+3]);
 380                             bpos += 4;
 381                             break;
 382                         }
 383                     }
 384                     break;
 385                 default:
 386                     av_log(ri->avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown vq code: %d\n", vqid);
 387             }
 388         }
 389
 390         xpos += 16;
 391         if (xpos >= ri->avctx->width) {
 392             xpos -= ri->avctx->width;
 393             ypos += 16;
 394         }
 395         if(ypos >= ri->avctx->height)
 396             break;
 397     }
 398 }
 399
 400
 401 static int roq_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 402 {
 403     RoqContext *s = avctx->priv_data;
 404     int i;
 405
 406     s->avctx = avctx;
 407     s->first_frame = 1;
 408     avctx->pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
 409     avctx->has_b_frames = 0;
 410     dsputil_init(&s->dsp, avctx);
 411
 412     uiclp = uiclip+512;
 413     for(i = -512; i < 512; i++)
 414         uiclp[i] = (i < 0 ? 0 : (i > 255 ? 255 : i));
 415
 416     return 0;
 417 }
 418
 419 static int roq_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 420                             void *data, int *data_size,
 421                             uint8_t *buf, int buf_size)
 422 {
 423     RoqContext *s = avctx->priv_data;
 424
 425     if (avctx->get_buffer(avctx, &s->current_frame)) {
 426         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "  RoQ: get_buffer() failed\n");
 427         return -1;
 428     }
 429     s->y_stride = s->current_frame.linesize[0];
 430     s->c_stride = s->current_frame.linesize[1];
 431
 432     s->buf = buf;
 433     s->size = buf_size;
 434     roqvideo_decode_frame(s);
 435
 436     /* release the last frame if it is allocated */
 437     if (s->first_frame)
 438         s->first_frame = 0;
 439     else
 440         avctx->release_buffer(avctx, &s->last_frame);
 441
 442     /* shuffle frames */
 443     s->last_frame = s->current_frame;
 444
 445     *data_size = sizeof(AVFrame);
 446     *(AVFrame*)data = s->current_frame;
 447
 448     return buf_size;
 449 }
 450
 451 static int roq_decode_end(AVCodecContext *avctx)
 452 {
 453     RoqContext *s = avctx->priv_data;
 454
 455     /* release the last frame */
 456     if (s->last_frame.data[0])
 457         avctx->release_buffer(avctx, &s->last_frame);
 458
 459     return 0;
 460 }
 461
 462 AVCodec roq_decoder = {
 463     "roqvideo",
 464     CODEC_TYPE_VIDEO,
 465     CODEC_ID_ROQ,
 466     sizeof(RoqContext),
 467     roq_decode_init,
 468     NULL,
 469     roq_decode_end,
 470     roq_decode_frame,
 471     CODEC_CAP_DR1,
 472 };