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  * The VP6F decoder accepts an optional 1 byte extradata. It is composed of:
   8  *  - upper 4bits: difference between encoded width and visible width
   9  *  - lower 4bits: difference between encoded height and visible height
  10  *
  11  * This file is part of FFmpeg.
  12  *
  13  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
  14  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  15  * License as published by the Free Software Foundation; either
  16  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  17  *
  18  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  19  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  20  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  21  * Lesser General Public License for more details.
  22  *
  23  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  24  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  25  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  26  */
  27
  28 #include <stdlib.h>
  29
  30 #include "avcodec.h"
  31 #include "dsputil.h"
  32 #include "bitstream.h"
  33 #include "mpegvideo.h"
  34
  35 #include "vp56.h"
  36 #include "vp56data.h"
  37 #include "vp6data.h"
  38
  39
  40 static int vp6_parse_header(vp56_context_t *s, uint8_t *buf, int buf_size,
  41                             int *golden_frame)
  42 {
  43     vp56_range_coder_t *c = &s->c;
  44     int parse_filter_info = 0;
  45     int coeff_offset = 0;
  46     int vrt_shift = 0;
  47     int sub_version;
  48     int rows, cols;
  49     int res = 1;
  50     int separated_coeff = buf[0] & 1;
  51
  52     s->framep[VP56_FRAME_CURRENT]->key_frame = !(buf[0] & 0x80);
  53     vp56_init_dequant(s, (buf[0] >> 1) & 0x3F);
  54
  55     if (s->framep[VP56_FRAME_CURRENT]->key_frame) {
  56         sub_version = buf[1] >> 3;
  57         if (sub_version > 8)
  58             return 0;
  59         s->filter_header = buf[1] & 0x06;
  60         if (buf[1] & 1) {
  61             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "interlacing not supported\n");
  62             return 0;
  63         }
  64         if (separated_coeff || !s->filter_header) {
  65             coeff_offset = AV_RB16(buf+2) - 2;
  66             buf += 2;
  67             buf_size -= 2;
  68         }
  69
  70         rows = buf[2];  /* number of stored macroblock rows */
  71         cols = buf[3];  /* number of stored macroblock cols */
  72         /* buf[4] is number of displayed macroblock rows */
  73         /* buf[5] is number of displayed macroblock cols */
  74
  75         if (16*cols != s->avctx->coded_width ||
  76             16*rows != s->avctx->coded_height) {
  77             avcodec_set_dimensions(s->avctx, 16*cols, 16*rows);
  78             if (s->avctx->extradata_size == 1) {
  79                 s->avctx->width  -= s->avctx->extradata[0] >> 4;
  80                 s->avctx->height -= s->avctx->extradata[0] & 0x0F;
  81             }
  82             res = 2;
  83         }
  84
  85         vp56_init_range_decoder(c, buf+6, buf_size-6);
  86         vp56_rac_gets(c, 2);
  87
  88         parse_filter_info = s->filter_header;
  89         if (sub_version < 8)
  90             vrt_shift = 5;
  91         s->sub_version = sub_version;
  92     } else {
  93         if (!s->sub_version)
  94             return 0;
  95
  96         if (separated_coeff || !s->filter_header) {
  97             coeff_offset = AV_RB16(buf+1) - 2;
  98             buf += 2;
  99             buf_size -= 2;
 100         }
 101         vp56_init_range_decoder(c, buf+1, buf_size-1);
 102
 103         *golden_frame = vp56_rac_get(c);
 104         if (s->filter_header) {
 105             s->deblock_filtering = vp56_rac_get(c);
 106             if (s->deblock_filtering)
 107                 vp56_rac_get(c);
 108             if (s->sub_version > 7)
 109                 parse_filter_info = vp56_rac_get(c);
 110         }
 111     }
 112
 113     if (parse_filter_info) {
 114         if (vp56_rac_get(c)) {
 115             s->filter_mode = 2;
 116             s->sample_variance_threshold = vp56_rac_gets(c, 5) << vrt_shift;
 117             s->max_vector_length = 2 << vp56_rac_gets(c, 3);
 118         } else if (vp56_rac_get(c)) {
 119             s->filter_mode = 1;
 120         } else {
 121             s->filter_mode = 0;
 122         }
 123         if (s->sub_version > 7)
 124             s->filter_selection = vp56_rac_gets(c, 4);
 125         else
 126             s->filter_selection = 16;
 127     }
 128
 129     vp56_rac_get(c);
 130
 131     if (coeff_offset) {
 132         vp56_init_range_decoder(&s->cc, buf+coeff_offset,
 133                                 buf_size-coeff_offset);
 134         s->ccp = &s->cc;
 135     } else {
 136         s->ccp = &s->c;
 137     }
 138
 139     return res;
 140 }
 141
 142 static void vp6_coeff_order_table_init(vp56_context_t *s)
 143 {
 144     int i, pos, idx = 1;
 145
 146     s->coeff_index_to_pos[0] = 0;
 147     for (i=0; i<16; i++)
 148         for (pos=1; pos<64; pos++)
 149             if (s->coeff_reorder[pos] == i)
 150                 s->coeff_index_to_pos[idx++] = pos;
 151 }
 152
 153 static void vp6_default_models_init(vp56_context_t *s)
 154 {
 155     s->vector_model_dct[0] = 0xA2;
 156     s->vector_model_dct[1] = 0xA4;
 157     s->vector_model_sig[0] = 0x80;
 158     s->vector_model_sig[1] = 0x80;
 159
 160     memcpy(s->mb_types_stats, vp56_def_mb_types_stats, sizeof(s->mb_types_stats));
 161     memcpy(s->vector_model_fdv, vp6_def_fdv_vector_model, sizeof(s->vector_model_fdv));
 162     memcpy(s->vector_model_pdv, vp6_def_pdv_vector_model, sizeof(s->vector_model_pdv));
 163     memcpy(s->coeff_model_runv, vp6_def_runv_coeff_model, sizeof(s->coeff_model_runv));
 164     memcpy(s->coeff_reorder, vp6_def_coeff_reorder, sizeof(s->coeff_reorder));
 165
 166     vp6_coeff_order_table_init(s);
 167 }
 168
 169 static void vp6_parse_vector_models(vp56_context_t *s)
 170 {
 171     vp56_range_coder_t *c = &s->c;
 172     int comp, node;
 173
 174     for (comp=0; comp<2; comp++) {
 175         if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_sig_dct_pct[comp][0]))
 176             s->vector_model_dct[comp] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
 177         if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_sig_dct_pct[comp][1]))
 178             s->vector_model_sig[comp] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
 179     }
 180
 181     for (comp=0; comp<2; comp++)
 182         for (node=0; node<7; node++)
 183             if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_pdv_pct[comp][node]))
 184                 s->vector_model_pdv[comp][node] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
 185
 186     for (comp=0; comp<2; comp++)
 187         for (node=0; node<8; node++)
 188             if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_fdv_pct[comp][node]))
 189                 s->vector_model_fdv[comp][node] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
 190 }
 191
 192 static void vp6_parse_coeff_models(vp56_context_t *s)
 193 {
 194     vp56_range_coder_t *c = &s->c;
 195     int def_prob[11];
 196     int node, cg, ctx, pos;
 197     int ct;    /* code type */
 198     int pt;    /* plane type (0 for Y, 1 for U or V) */
 199
 200     memset(def_prob, 0x80, sizeof(def_prob));
 201
 202     for (pt=0; pt<2; pt++)
 203         for (node=0; node<11; node++)
 204             if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_dccv_pct[pt][node])) {
 205                 def_prob[node] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
 206                 s->coeff_model_dccv[pt][node] = def_prob[node];
 207             } else if (s->framep[VP56_FRAME_CURRENT]->key_frame) {
 208                 s->coeff_model_dccv[pt][node] = def_prob[node];
 209             }
 210
 211     if (vp56_rac_get(c)) {
 212         for (pos=1; pos<64; pos++)
 213             if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_coeff_reorder_pct[pos]))
 214                 s->coeff_reorder[pos] = vp56_rac_gets(c, 4);
 215         vp6_coeff_order_table_init(s);
 216     }
 217
 218     for (cg=0; cg<2; cg++)
 219         for (node=0; node<14; node++)
 220             if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_runv_pct[cg][node]))
 221                 s->coeff_model_runv[cg][node] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
 222
 223     for (ct=0; ct<3; ct++)
 224         for (pt=0; pt<2; pt++)
 225             for (cg=0; cg<6; cg++)
 226                 for (node=0; node<11; node++)
 227                     if (vp56_rac_get_prob(c, vp6_ract_pct[ct][pt][cg][node])) {
 228                         def_prob[node] = vp56_rac_gets_nn(c, 7);
 229                         s->coeff_model_ract[pt][ct][cg][node] = def_prob[node];
 230                     } else if (s->framep[VP56_FRAME_CURRENT]->key_frame) {
 231                         s->coeff_model_ract[pt][ct][cg][node] = def_prob[node];
 232                     }
 233
 234     /* coeff_model_dcct is a linear combination of coeff_model_dccv */
 235     for (pt=0; pt<2; pt++)
 236         for (ctx=0; ctx<3; ctx++)
 237             for (node=0; node<5; node++)
 238                 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);
 239 }
 240
 241 static void vp6_parse_vector_adjustment(vp56_context_t *s, vp56_mv_t *vect)
 242 {
 243     vp56_range_coder_t *c = &s->c;
 244     int comp;
 245
 246     *vect = (vp56_mv_t) {0,0};
 247     if (s->vector_candidate_pos < 2)
 248         *vect = s->vector_candidate[0];
 249
 250     for (comp=0; comp<2; comp++) {
 251         int i, delta = 0;
 252
 253         if (vp56_rac_get_prob(c, s->vector_model_dct[comp])) {
 254             static const uint8_t prob_order[] = {0, 1, 2, 7, 6, 5, 4};
 255             for (i=0; i<sizeof(prob_order); i++) {
 256                 int j = prob_order[i];
 257                 delta |= vp56_rac_get_prob(c, s->vector_model_fdv[comp][j])<<j;
 258             }
 259             if (delta & 0xF0)
 260                 delta |= vp56_rac_get_prob(c, s->vector_model_fdv[comp][3])<<3;
 261             else
 262                 delta |= 8;
 263         } else {
 264             delta = vp56_rac_get_tree(c, vp56_pva_tree,
 265                                       s->vector_model_pdv[comp]);
 266         }
 267
 268         if (delta && vp56_rac_get_prob(c, s->vector_model_sig[comp]))
 269             delta = -delta;
 270
 271         if (!comp)
 272             vect->x += delta;
 273         else
 274             vect->y += delta;
 275     }
 276 }
 277
 278 static void vp6_parse_coeff(vp56_context_t *s)
 279 {
 280     vp56_range_coder_t *c = s->ccp;
 281     uint8_t *permute = s->scantable.permutated;
 282     uint8_t *model, *model2, *model3;
 283     int coeff, sign, coeff_idx;
 284     int b, i, cg, idx, ctx;
 285     int pt = 0;    /* plane type (0 for Y, 1 for U or V) */
 286
 287     for (b=0; b<6; b++) {
 288         int ct = 1;    /* code type */
 289         int run = 1;
 290
 291         if (b > 3) pt = 1;
 292
 293         ctx = s->left_block[vp56_b6to4[b]].not_null_dc
 294               + s->above_blocks[s->above_block_idx[b]].not_null_dc;
 295         model = s->coeff_model_dccv[pt];
 296         model2 = s->coeff_model_dcct[pt][ctx];
 297
 298         for (coeff_idx=0; coeff_idx<64; ) {
 299             if ((coeff_idx>1 && ct==0) || vp56_rac_get_prob(c, model2[0])) {
 300                 /* parse a coeff */
 301                 if (vp56_rac_get_prob(c, model2[2])) {
 302                     if (vp56_rac_get_prob(c, model2[3])) {
 303                         idx = vp56_rac_get_tree(c, vp56_pc_tree, model);
 304                         coeff = vp56_coeff_bias[idx];
 305                         for (i=vp56_coeff_bit_length[idx]; i>=0; i--)
 306                             coeff += vp56_rac_get_prob(c, vp56_coeff_parse_table[idx][i]) << i;
 307                     } else {
 308                         if (vp56_rac_get_prob(c, model2[4]))
 309                             coeff = 3 + vp56_rac_get_prob(c, model[5]);
 310                         else
 311                             coeff = 2;
 312                     }
 313                     ct = 2;
 314                 } else {
 315                     ct = 1;
 316                     coeff = 1;
 317                 }
 318                 sign = vp56_rac_get(c);
 319                 coeff = (coeff ^ -sign) + sign;
 320                 if (coeff_idx)
 321                     coeff *= s->dequant_ac;
 322                 idx = s->coeff_index_to_pos[coeff_idx];
 323                 s->block_coeff[b][permute[idx]] = coeff;
 324                 run = 1;
 325             } else {
 326                 /* parse a run */
 327                 ct = 0;
 328                 if (coeff_idx > 0) {
 329                     if (!vp56_rac_get_prob(c, model2[1]))
 330                         break;
 331
 332                     model3 = s->coeff_model_runv[coeff_idx >= 6];
 333                     run = vp56_rac_get_tree(c, vp6_pcr_tree, model3);
 334                     if (!run)
 335                         for (run=9, i=0; i<6; i++)
 336                             run += vp56_rac_get_prob(c, model3[i+8]) << i;
 337                 }
 338             }
 339
 340             cg = vp6_coeff_groups[coeff_idx+=run];
 341             model = model2 = s->coeff_model_ract[pt][ct][cg];
 342         }
 343
 344         s->left_block[vp56_b6to4[b]].not_null_dc =
 345         s->above_blocks[s->above_block_idx[b]].not_null_dc = !!s->block_coeff[b][0];
 346     }
 347 }
 348
 349 static int vp6_adjust(int v, int t)
 350 {
 351     int V = v, s = v >> 31;
 352     V ^= s;
 353     V -= s;
 354     if (V-t-1 >= (unsigned)(t-1))
 355         return v;
 356     V = 2*t - V;
 357     V += s;
 358     V ^= s;
 359     return V;
 360 }
 361
 362 static int vp6_block_variance(uint8_t *src, int stride)
 363 {
 364     int sum = 0, square_sum = 0;
 365     int y, x;
 366
 367     for (y=0; y<8; y+=2) {
 368         for (x=0; x<8; x+=2) {
 369             sum += src[x];
 370             square_sum += src[x]*src[x];
 371         }
 372         src += 2*stride;
 373     }
 374     return (16*square_sum - sum*sum) >> 8;
 375 }
 376
 377 static void vp6_filter_hv4(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride,
 378                            int delta, const int16_t *weights)
 379 {
 380     int x, y;
 381
 382     for (y=0; y<8; y++) {
 383         for (x=0; x<8; x++) {
 384             dst[x] = av_clip_uint8((  src[x-delta  ] * weights[0]
 385                                  + src[x        ] * weights[1]
 386                                  + src[x+delta  ] * weights[2]
 387                                  + src[x+2*delta] * weights[3] + 64) >> 7);
 388         }
 389         src += stride;
 390         dst += stride;
 391     }
 392 }
 393
 394 static void vp6_filter_diag2(vp56_context_t *s, uint8_t *dst, uint8_t *src,
 395                              int stride, int h_weight, int v_weight)
 396 {
 397     uint8_t *tmp = s->edge_emu_buffer+16;
 398     s->dsp.put_h264_chroma_pixels_tab[0](tmp, src, stride, 9, h_weight, 0);
 399     s->dsp.put_h264_chroma_pixels_tab[0](dst, tmp, stride, 8, 0, v_weight);
 400 }
 401
 402 static void vp6_filter_diag4(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride,
 403                              const int16_t *h_weights,const int16_t *v_weights)
 404 {
 405     int x, y;
 406     int tmp[8*11];
 407     int *t = tmp;
 408
 409     src -= stride;
 410
 411     for (y=0; y<11; y++) {
 412         for (x=0; x<8; x++) {
 413             t[x] = av_clip_uint8((  src[x-1] * h_weights[0]
 414                                + src[x  ] * h_weights[1]
 415                                + src[x+1] * h_weights[2]
 416                                + src[x+2] * h_weights[3] + 64) >> 7);
 417         }
 418         src += stride;
 419         t += 8;
 420     }
 421
 422     t = tmp + 8;
 423     for (y=0; y<8; y++) {
 424         for (x=0; x<8; x++) {
 425             dst[x] = av_clip_uint8((  t[x-8 ] * v_weights[0]
 426                                  + t[x   ] * v_weights[1]
 427                                  + t[x+8 ] * v_weights[2]
 428                                  + t[x+16] * v_weights[3] + 64) >> 7);
 429         }
 430         dst += stride;
 431         t += 8;
 432     }
 433 }
 434
 435 static void vp6_filter(vp56_context_t *s, uint8_t *dst, uint8_t *src,
 436                        int offset1, int offset2, int stride,
 437                        vp56_mv_t mv, int mask, int select, int luma)
 438 {
 439     int filter4 = 0;
 440     int x8 = mv.x & mask;
 441     int y8 = mv.y & mask;
 442
 443     if (luma) {
 444         x8 *= 2;
 445         y8 *= 2;
 446         filter4 = s->filter_mode;
 447         if (filter4 == 2) {
 448             if (s->max_vector_length &&
 449                 (FFABS(mv.x) > s->max_vector_length ||
 450                  FFABS(mv.y) > s->max_vector_length)) {
 451                 filter4 = 0;
 452             } else if (s->sample_variance_threshold
 453                        && (vp6_block_variance(src+offset1, stride)
 454                            < s->sample_variance_threshold)) {
 455                 filter4 = 0;
 456             }
 457         }
 458     }
 459
 460     if ((y8 && (offset2-offset1)*s->flip<0) || (!y8 && offset1 > offset2)) {
 461         offset1 = offset2;
 462     }
 463
 464     if (filter4) {
 465         if (!y8) {                      /* left or right combine */
 466             vp6_filter_hv4(dst, src+offset1, stride, 1,
 467                            vp6_block_copy_filter[select][x8]);
 468         } else if (!x8) {               /* above or below combine */
 469             vp6_filter_hv4(dst, src+offset1, stride, stride,
 470                            vp6_block_copy_filter[select][y8]);
 471         } else {
 472             vp6_filter_diag4(dst, src+offset1 + ((mv.x^mv.y)>>31), stride,
 473                              vp6_block_copy_filter[select][x8],
 474                              vp6_block_copy_filter[select][y8]);
 475         }
 476     } else {
 477         if (!x8 || !y8) {
 478             s->dsp.put_h264_chroma_pixels_tab[0](dst, src+offset1, stride, 8, x8, y8);
 479         } else {
 480             vp6_filter_diag2(s, dst, src+offset1 + ((mv.x^mv.y)>>31), stride, x8, y8);
 481         }
 482     }
 483 }
 484
 485 static int vp6_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 486 {
 487     vp56_context_t *s = avctx->priv_data;
 488
 489     vp56_init(s, avctx, avctx->codec->id == CODEC_ID_VP6);
 490     s->vp56_coord_div = vp6_coord_div;
 491     s->parse_vector_adjustment = vp6_parse_vector_adjustment;
 492     s->adjust = vp6_adjust;
 493     s->filter = vp6_filter;
 494     s->parse_coeff = vp6_parse_coeff;
 495     s->default_models_init = vp6_default_models_init;
 496     s->parse_vector_models = vp6_parse_vector_models;
 497     s->parse_coeff_models = vp6_parse_coeff_models;
 498     s->parse_header = vp6_parse_header;
 499
 500     return 0;
 501 }
 502
 503 AVCodec vp6_decoder = {
 504     "vp6",
 505     CODEC_TYPE_VIDEO,
 506     CODEC_ID_VP6,
 507     sizeof(vp56_context_t),
 508     vp6_decode_init,
 509     NULL,
 510     vp56_free,
 511     vp56_decode_frame,
 512     CODEC_CAP_DR1,
 513 };
 514
 515 /* flash version, not flipped upside-down */
 516 AVCodec vp6f_decoder = {
 517     "vp6f",
 518     CODEC_TYPE_VIDEO,
 519     CODEC_ID_VP6F,
 520     sizeof(vp56_context_t),
 521     vp6_decode_init,
 522     NULL,
 523     vp56_free,
 524     vp56_decode_frame,
 525     CODEC_CAP_DR1,
 526 };