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