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 = 0;
  46     int coeff_offset = 0;
  47     int vrt_shift = 0;
  48     int sub_version;
  49     int rows, cols;
  50     int res = 1;
  51     int separated_coeff = buf[0] & 1;
  52
  53     s->framep[VP56_FRAME_CURRENT]->key_frame = !(buf[0] & 0x80);
  54     vp56_init_dequant(s, (buf[0] >> 1) & 0x3F);
  55
  56     if (s->framep[VP56_FRAME_CURRENT]->key_frame) {
  57         sub_version = buf[1] >> 3;
  58         if (sub_version > 8)
  59             return 0;
  60         s->filter_header = buf[1] & 0x06;
  61         if (buf[1] & 1) {
  62             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "interlacing not supported\n");
  63             return 0;
  64         }
  65         if (separated_coeff || !s->filter_header) {
  66             coeff_offset = AV_RB16(buf+2) - 2;
  67             buf += 2;
  68             buf_size -= 2;
  69         }
  70
  71         rows = buf[2];  /* number of stored macroblock rows */
  72         cols = buf[3];  /* number of stored macroblock cols */
  73         /* buf[4] is number of displayed macroblock rows */
  74         /* buf[5] is number of displayed macroblock cols */
  75
  76         if (16*cols != s->avctx->coded_width ||
  77             16*rows != s->avctx->coded_height) {
  78             avcodec_set_dimensions(s->avctx, 16*cols, 16*rows);
  79             if (s->avctx->extradata_size == 1) {
  80                 s->avctx->width  -= s->avctx->extradata[0] >> 4;
  81                 s->avctx->height -= s->avctx->extradata[0] & 0x0F;
  82             }
  83             res = 2;
  84         }
  85
  86         vp56_init_range_decoder(c, buf+6, buf_size-6);
  87         vp56_rac_gets(c, 2);
  88
  89         parse_filter_info = s->filter_header;
  90         if (sub_version < 8)
  91             vrt_shift = 5;
  92         s->sub_version = sub_version;
  93     } else {
  94         if (!s->sub_version)
  95             return 0;
  96
  97         if (separated_coeff || !s->filter_header) {
  98             coeff_offset = AV_RB16(buf+1) - 2;
  99             buf += 2;
 100             buf_size -= 2;
 101         }
 102         vp56_init_range_decoder(c, buf+1, buf_size-1);
 103
 104         *golden_frame = vp56_rac_get(c);
 105         if (s->filter_header) {
 106             s->deblock_filtering = vp56_rac_get(c);
 107             if (s->deblock_filtering)
 108                 vp56_rac_get(c);
 109             if (s->sub_version > 7)
 110                 parse_filter_info = vp56_rac_get(c);
 111         }
 112     }
 113
 114     if (parse_filter_info) {
 115         if (vp56_rac_get(c)) {
 116             s->filter_mode = 2;
 117             s->sample_variance_threshold = vp56_rac_gets(c, 5) << vrt_shift;
 118             s->max_vector_length = 2 << vp56_rac_gets(c, 3);
 119         } else if (vp56_rac_get(c)) {
 120             s->filter_mode = 1;
 121         } else {
 122             s->filter_mode = 0;
 123         }
 124         if (s->sub_version > 7)
 125             s->filter_selection = vp56_rac_gets(c, 4);
 126         else
 127             s->filter_selection = 16;
 128     }
 129
 130     vp56_rac_get(c);
 131
 132     if (coeff_offset) {
 133         vp56_init_range_decoder(&s->cc, buf+coeff_offset,
 134                                 buf_size-coeff_offset);
 135         s->ccp = &s->cc;
 136     } else {
 137         s->ccp = &s->c;
 138     }
 139
 140     return res;
 141 }
 142
 143 static void vp6_coeff_order_table_init(vp56_context_t *s)
 144 {
 145     int i, pos, idx = 1;
 146
 147     s->coeff_index_to_pos[0] = 0;
 148     for (i=0; i<16; i++)
 149         for (pos=1; pos<64; pos++)
 150             if (s->coeff_reorder[pos] == i)
 151                 s->coeff_index_to_pos[idx++] = pos;
 152 }
 153
 154 static void vp6_default_models_init(vp56_context_t *s)
 155 {
 156     s->vector_model_dct[0] = 0xA2;
 157     s->vector_model_dct[1] = 0xA4;
 158     s->vector_model_sig[0] = 0x80;
 159     s->vector_model_sig[1] = 0x80;
 160
 161     memcpy(s->mb_types_stats, vp56_def_mb_types_stats, sizeof(s->mb_types_stats));
 162     memcpy(s->vector_model_fdv, vp6_def_fdv_vector_model, sizeof(s->vector_model_fdv));
 163     memcpy(s->vector_model_pdv, vp6_def_pdv_vector_model, sizeof(s->vector_model_pdv));
 164     memcpy(s->coeff_model_runv, vp6_def_runv_coeff_model, sizeof(s->coeff_model_runv));
 165     memcpy(s->coeff_reorder, vp6_def_coeff_reorder, sizeof(s->coeff_reorder));
 166
 167     vp6_coeff_order_table_init(s);
 168 }
 169
 170 static void vp6_parse_vector_models(vp56_context_t *s)
 171 {
 172     vp56_range_coder_t *c = &s->c;
 173     int comp, node;
 174
 175     for (comp=0; comp<2; comp++) {
 176         if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_sig_dct_pct[comp][0]))
 177             s->vector_model_dct[comp] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
 178         if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_sig_dct_pct[comp][1]))
 179             s->vector_model_sig[comp] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
 180     }
 181
 182     for (comp=0; comp<2; comp++)
 183         for (node=0; node<7; node++)
 184             if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_pdv_pct[comp][node]))
 185                 s->vector_model_pdv[comp][node] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
 186
 187     for (comp=0; comp<2; comp++)
 188         for (node=0; node<8; node++)
 189             if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_fdv_pct[comp][node]))
 190                 s->vector_model_fdv[comp][node] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
 191 }
 192
 193 static void vp6_parse_coeff_models(vp56_context_t *s)
 194 {
 195     vp56_range_coder_t *c = &s->c;
 196     int def_prob[11];
 197     int node, cg, ctx, pos;
 198     int ct;    /* code type */
 199     int pt;    /* plane type (0 for Y, 1 for U or V) */
 200
 201     memset(def_prob, 0x80, sizeof(def_prob));
 202
 203     for (pt=0; pt<2; pt++)
 204         for (node=0; node<11; node++)
 205             if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_dccv_pct[pt][node])) {
 206                 def_prob[node] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
 207                 s->coeff_model_dccv[pt][node] = def_prob[node];
 208             } else if (s->framep[VP56_FRAME_CURRENT]->key_frame) {
 209                 s->coeff_model_dccv[pt][node] = def_prob[node];
 210             }
 211
 212     if (vp56_rac_get(c)) {
 213         for (pos=1; pos<64; pos++)
 214             if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_coeff_reorder_pct[pos]))
 215                 s->coeff_reorder[pos] = vp56_rac_gets(c, 4);
 216         vp6_coeff_order_table_init(s);
 217     }
 218
 219     for (cg=0; cg<2; cg++)
 220         for (node=0; node<14; node++)
 221             if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_runv_pct[cg][node]))
 222                 s->coeff_model_runv[cg][node] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
 223
 224     for (ct=0; ct<3; ct++)
 225         for (pt=0; pt<2; pt++)
 226             for (cg=0; cg<6; cg++)
 227                 for (node=0; node<11; node++)
 228                     if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_ract_pct[ct][pt][cg][node])) {
 229                         def_prob[node] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
 230                         s->coeff_model_ract[pt][ct][cg][node] = def_prob[node];
 231                     } else if (s->framep[VP56_FRAME_CURRENT]->key_frame) {
 232                         s->coeff_model_ract[pt][ct][cg][node] = def_prob[node];
 233                     }
 234
 235     /* coeff_model_dcct is a linear combination of coeff_model_dccv */
 236     for (pt=0; pt<2; pt++)
 237         for (ctx=0; ctx<3; ctx++)
 238             for (node=0; node<5; node++)
 239                 s->coeff_model_dcct[pt][ctx][node] = av_clip(((s->coeff_model_dccv[pt][node] * vp6_dccv_lc[ctx][node][0] + 128) >> 8) + vp6_dccv_lc[ctx][node][1], 1, 255);
 240 }
 241
 242 static void vp6_parse_vector_adjustment(vp56_context_t *s, vp56_mv_t *vect)
 243 {
 244     vp56_range_coder_t *c = &s->c;
 245     int comp;
 246
 247     *vect = (vp56_mv_t) {0,0};
 248     if (s->vector_candidate_pos < 2)
 249         *vect = s->vector_candidate[0];
 250
 251     for (comp=0; comp<2; comp++) {
 252         int i, delta = 0;
 253
 254         if (vp56_rac_get_prob(c, s->vector_model_dct[comp])) {
 255             static const uint8_t prob_order[] = {0, 1, 2, 7, 6, 5, 4};
 256             for (i=0; i<sizeof(prob_order); i++) {
 257                 int j = prob_order[i];
 258                 delta |= vp56_rac_get_prob(c, s->vector_model_fdv[comp][j])<<j;
 259             }
 260             if (delta & 0xF0)
 261                 delta |= vp56_rac_get_prob(c, s->vector_model_fdv[comp][3])<<3;
 262             else
 263                 delta |= 8;
 264         } else {
 265             delta = vp56_rac_get_tree(c, vp56_pva_tree,
 266                                       s->vector_model_pdv[comp]);
 267         }
 268
 269         if (delta && vp56_rac_get_prob(c, s->vector_model_sig[comp]))
 270             delta = -delta;
 271
 272         if (!comp)
 273             vect->x += delta;
 274         else
 275             vect->y += delta;
 276     }
 277 }
 278
 279 static void vp6_parse_coeff(vp56_context_t *s)
 280 {
 281     vp56_range_coder_t *c = s->ccp;
 282     uint8_t *permute = s->scantable.permutated;
 283     uint8_t *model, *model2, *model3;
 284     int coeff, sign, coeff_idx;
 285     int b, i, cg, idx, ctx;
 286     int pt = 0;    /* plane type (0 for Y, 1 for U or V) */
 287
 288     for (b=0; b<6; b++) {
 289         int ct = 1;    /* code type */
 290         int run = 1;
 291
 292         if (b > 3) pt = 1;
 293
 294         ctx = s->left_block[vp56_b6to4[b]].not_null_dc
 295               + s->above_blocks[s->above_block_idx[b]].not_null_dc;
 296         model = s->coeff_model_dccv[pt];
 297         model2 = s->coeff_model_dcct[pt][ctx];
 298
 299         for (coeff_idx=0; coeff_idx<64; ) {
 300             if ((coeff_idx>1 && ct==0) || vp56_rac_get_prob(c, model2[0])) {
 301                 /* parse a coeff */
 302                 if (coeff_idx == 0) {
 303                     s->left_block[vp56_b6to4[b]].not_null_dc = 1;
 304                     s->above_blocks[s->above_block_idx[b]].not_null_dc = 1;
 305                 }
 306
 307                 if (vp56_rac_get_prob(c, model2[2])) {
 308                     if (vp56_rac_get_prob(c, model2[3])) {
 309                         idx = vp56_rac_get_tree(c, vp56_pc_tree, model);
 310                         coeff = vp56_coeff_bias[idx];
 311                         for (i=vp56_coeff_bit_length[idx]; i>=0; i--)
 312                             coeff += vp56_rac_get_prob(c, vp56_coeff_parse_table[idx][i]) << i;
 313                     } else {
 314                         if (vp56_rac_get_prob(c, model2[4]))
 315                             coeff = 3 + vp56_rac_get_prob(c, model[5]);
 316                         else
 317                             coeff = 2;
 318                     }
 319                     ct = 2;
 320                 } else {
 321                     ct = 1;
 322                     coeff = 1;
 323                 }
 324                 sign = vp56_rac_get(c);
 325                 coeff = (coeff ^ -sign) + sign;
 326                 if (coeff_idx)
 327                     coeff *= s->dequant_ac;
 328                 idx = s->coeff_index_to_pos[coeff_idx];
 329                 s->block_coeff[b][permute[idx]] = coeff;
 330                 run = 1;
 331             } else {
 332                 /* parse a run */
 333                 ct = 0;
 334                 if (coeff_idx == 0) {
 335                     s->left_block[vp56_b6to4[b]].not_null_dc = 0;
 336                     s->above_blocks[s->above_block_idx[b]].not_null_dc = 0;
 337                 } else {
 338                     if (!vp56_rac_get_prob(c, model2[1]))
 339                         break;
 340
 341                     model3 = s->coeff_model_runv[coeff_idx >= 6];
 342                     run = vp56_rac_get_tree(c, vp6_pcr_tree, model3);
 343                     if (!run)
 344                         for (run=9, i=0; i<6; i++)
 345                             run += vp56_rac_get_prob(c, model3[i+8]) << i;
 346                 }
 347             }
 348
 349             cg = vp6_coeff_groups[coeff_idx+=run];
 350             model = model2 = s->coeff_model_ract[pt][ct][cg];
 351         }
 352     }
 353 }
 354
 355 static int vp6_adjust(int v, int t)
 356 {
 357     int V = v, s = v >> 31;
 358     V ^= s;
 359     V -= s;
 360     if (V-t-1 >= (unsigned)(t-1))
 361         return v;
 362     V = 2*t - V;
 363     V += s;
 364     V ^= s;
 365     return V;
 366 }
 367
 368 static int vp6_block_variance(uint8_t *src, int stride)
 369 {
 370     int sum = 0, square_sum = 0;
 371     int y, x;
 372
 373     for (y=0; y<8; y+=2) {
 374         for (x=0; x<8; x+=2) {
 375             sum += src[x];
 376             square_sum += src[x]*src[x];
 377         }
 378         src += 2*stride;
 379     }
 380     return (16*square_sum - sum*sum) >> 8;
 381 }
 382
 383 static void vp6_filter_hv2(vp56_context_t *s, uint8_t *dst, uint8_t *src,
 384                            int stride, int delta, int16_t weight)
 385 {
 386     s->dsp.put_pixels_tab[1][0](dst, src, stride, 8);
 387     s->dsp.biweight_h264_pixels_tab[3](dst, src+delta, stride, 2,
 388                                        8-weight, weight, 0);
 389 }
 390
 391 static void vp6_filter_hv4(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride,
 392                            int delta, const int16_t *weights)
 393 {
 394     int x, y;
 395
 396     for (y=0; y<8; y++) {
 397         for (x=0; x<8; x++) {
 398             dst[x] = av_clip_uint8((  src[x-delta  ] * weights[0]
 399                                  + src[x        ] * weights[1]
 400                                  + src[x+delta  ] * weights[2]
 401                                  + src[x+2*delta] * weights[3] + 64) >> 7);
 402         }
 403         src += stride;
 404         dst += stride;
 405     }
 406 }
 407
 408 static void vp6_filter_diag2(vp56_context_t *s, uint8_t *dst, uint8_t *src,
 409                              int stride, int h_weight, int v_weight)
 410 {
 411     uint8_t *tmp = s->edge_emu_buffer+16;
 412     int x, xmax;
 413
 414     s->dsp.put_pixels_tab[1][0](tmp, src, stride, 8);
 415     s->dsp.biweight_h264_pixels_tab[3](tmp, src+1, stride, 2,
 416                                        8-h_weight, h_weight, 0);
 417     /* we need a 8x9 block to do vertical filter, so compute one more line */
 418     for (x=8*stride, xmax=x+8; x<xmax; x++)
 419         tmp[x] = (src[x]*(8-h_weight) + src[x+1]*h_weight + 4) >> 3;
 420
 421     s->dsp.put_pixels_tab[1][0](dst, tmp, stride, 8);
 422     s->dsp.biweight_h264_pixels_tab[3](dst, tmp+stride, stride, 2,
 423                                        8-v_weight, v_weight, 0);
 424 }
 425
 426 static void vp6_filter_diag4(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride,
 427                              const int16_t *h_weights,const int16_t *v_weights)
 428 {
 429     int x, y;
 430     int tmp[8*11];
 431     int *t = tmp;
 432
 433     src -= stride;
 434
 435     for (y=0; y<11; y++) {
 436         for (x=0; x<8; x++) {
 437             t[x] = av_clip_uint8((  src[x-1] * h_weights[0]
 438                                + src[x  ] * h_weights[1]
 439                                + src[x+1] * h_weights[2]
 440                                + src[x+2] * h_weights[3] + 64) >> 7);
 441         }
 442         src += stride;
 443         t += 8;
 444     }
 445
 446     t = tmp + 8;
 447     for (y=0; y<8; y++) {
 448         for (x=0; x<8; x++) {
 449             dst[x] = av_clip_uint8((  t[x-8 ] * v_weights[0]
 450                                  + t[x   ] * v_weights[1]
 451                                  + t[x+8 ] * v_weights[2]
 452                                  + t[x+16] * v_weights[3] + 64) >> 7);
 453         }
 454         dst += stride;
 455         t += 8;
 456     }
 457 }
 458
 459 static void vp6_filter(vp56_context_t *s, uint8_t *dst, uint8_t *src,
 460                        int offset1, int offset2, int stride,
 461                        vp56_mv_t mv, int mask, int select, int luma)
 462 {
 463     int filter4 = 0;
 464     int x8 = mv.x & mask;
 465     int y8 = mv.y & mask;
 466
 467     if (luma) {
 468         x8 *= 2;
 469         y8 *= 2;
 470         filter4 = s->filter_mode;
 471         if (filter4 == 2) {
 472             if (s->max_vector_length &&
 473                 (FFABS(mv.x) > s->max_vector_length ||
 474                  FFABS(mv.y) > s->max_vector_length)) {
 475                 filter4 = 0;
 476             } else if (s->sample_variance_threshold
 477                        && (vp6_block_variance(src+offset1, stride)
 478                            < s->sample_variance_threshold)) {
 479                 filter4 = 0;
 480             }
 481         }
 482     }
 483
 484     if ((y8 && (offset2-offset1)*s->flip<0) || (!y8 && offset1 > offset2)) {
 485         offset1 = offset2;
 486     }
 487
 488     if (filter4) {
 489         if (!y8) {                      /* left or right combine */
 490             vp6_filter_hv4(dst, src+offset1, stride, 1,
 491                            vp6_block_copy_filter[select][x8]);
 492         } else if (!x8) {               /* above or below combine */
 493             vp6_filter_hv4(dst, src+offset1, stride, stride,
 494                            vp6_block_copy_filter[select][y8]);
 495         } else if ((mv.x^mv.y) >> 31) { /* lower-left or upper-right combine */
 496             vp6_filter_diag4(dst, src+offset1-1, stride,
 497                              vp6_block_copy_filter[select][x8],
 498                              vp6_block_copy_filter[select][y8]);
 499         } else {                        /* lower-right or upper-left combine */
 500             vp6_filter_diag4(dst, src+offset1, stride,
 501                              vp6_block_copy_filter[select][x8],
 502                              vp6_block_copy_filter[select][y8]);
 503         }
 504     } else {
 505         if (!y8) {                      /* left or right combine */
 506             vp6_filter_hv2(s, dst, src+offset1, stride, 1, x8);
 507         } else if (!x8) {               /* above or below combine */
 508             vp6_filter_hv2(s, dst, src+offset1, stride, stride, y8);
 509         } else if ((mv.x^mv.y) >> 31) { /* lower-left or upper-right combine */
 510             vp6_filter_diag2(s, dst, src+offset1-1, stride, x8, y8);
 511         } else {                        /* lower-right or upper-left combine */
 512             vp6_filter_diag2(s, dst, src+offset1, stride, x8, y8);
 513         }
 514     }
 515 }
 516
 517 static int vp6_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 518 {
 519     vp56_context_t *s = avctx->priv_data;
 520
 521     vp56_init(s, avctx, avctx->codec->id == CODEC_ID_VP6);
 522     s->vp56_coord_div = vp6_coord_div;
 523     s->parse_vector_adjustment = vp6_parse_vector_adjustment;
 524     s->adjust = vp6_adjust;
 525     s->filter = vp6_filter;
 526     s->parse_coeff = vp6_parse_coeff;
 527     s->default_models_init = vp6_default_models_init;
 528     s->parse_vector_models = vp6_parse_vector_models;
 529     s->parse_coeff_models = vp6_parse_coeff_models;
 530     s->parse_header = vp6_parse_header;
 531
 532     return 0;
 533 }
 534
 535 AVCodec vp6_decoder = {
 536     "vp6",
 537     CODEC_TYPE_VIDEO,
 538     CODEC_ID_VP6,
 539     sizeof(vp56_context_t),
 540     vp6_decode_init,
 541     NULL,
 542     vp56_free,
 543     vp56_decode_frame,
 544 };
 545
 546 /* flash version, not flipped upside-down */
 547 AVCodec vp6f_decoder = {
 548     "vp6f",
 549     CODEC_TYPE_VIDEO,
 550     CODEC_ID_VP6F,
 551     sizeof(vp56_context_t),
 552     vp6_decode_init,
 553     NULL,
 554     vp56_free,
 555     vp56_decode_frame,
 556 };