libavcodec/motionpixels.c

   1 /*
   2  * Motion Pixels Video Decoder
   3  * Copyright (c) 2008 Gregory Montoir (cyx@users.sourceforge.net)
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 #include "avcodec.h"
  23 #include "get_bits.h"
  24 #include "dsputil.h"
  25
  26 #define MAX_HUFF_CODES 16
  27
  28 typedef struct YuvPixel {
  29     int8_t y, v, u;
  30 } YuvPixel;
  31
  32 typedef struct HuffCode {
  33     int code;
  34     uint8_t size;
  35     uint8_t delta;
  36 } HuffCode;
  37
  38 typedef struct MotionPixelsContext {
  39     AVCodecContext *avctx;
  40     AVFrame frame;
  41     DSPContext dsp;
  42     uint8_t *changes_map;
  43     int offset_bits_len;
  44     int codes_count, current_codes_count;
  45     int max_codes_bits;
  46     HuffCode codes[MAX_HUFF_CODES];
  47     VLC vlc;
  48     YuvPixel *vpt, *hpt;
  49     uint8_t gradient_scale[3];
  50     uint8_t *bswapbuf;
  51     int bswapbuf_size;
  52 } MotionPixelsContext;
  53
  54 static YuvPixel mp_rgb_yuv_table[1 << 15];
  55
  56 static int mp_yuv_to_rgb(int y, int v, int u, int clip_rgb) {
  57     static const uint8_t *cm = ff_cropTbl + MAX_NEG_CROP;
  58     int r, g, b;
  59
  60     r = (1000 * y + 701 * v) / 1000;
  61     g = (1000 * y - 357 * v - 172 * u) / 1000;
  62     b = (1000 * y + 886 * u) / 1000;
  63     if (clip_rgb)
  64         return ((cm[r * 8] & 0xF8) << 7) | ((cm[g * 8] & 0xF8) << 2) | (cm[b * 8] >> 3);
  65     if ((unsigned)r < 32 && (unsigned)g < 32 && (unsigned)b < 32)
  66         return (r << 10) | (g << 5) | b;
  67     return 1 << 15;
  68 }
  69
  70 static void mp_set_zero_yuv(YuvPixel *p)
  71 {
  72     int i, j;
  73
  74     for (i = 0; i < 31; ++i) {
  75         for (j = 31; j > i; --j)
  76             if (!(p[j].u | p[j].v | p[j].y))
  77                 p[j] = p[j - 1];
  78         for (j = 0; j < 31 - i; ++j)
  79             if (!(p[j].u | p[j].v | p[j].y))
  80                 p[j] = p[j + 1];
  81     }
  82 }
  83
  84 static void mp_build_rgb_yuv_table(YuvPixel *p)
  85 {
  86     int y, v, u, i;
  87
  88     for (y = 0; y <= 31; ++y)
  89         for (v = -31; v <= 31; ++v)
  90             for (u = -31; u <= 31; ++u) {
  91                 i = mp_yuv_to_rgb(y, v, u, 0);
  92                 if (i < (1 << 15) && !(p[i].u | p[i].v | p[i].y)) {
  93                     p[i].y = y;
  94                     p[i].v = v;
  95                     p[i].u = u;
  96                 }
  97             }
  98     for (i = 0; i < 1024; ++i)
  99         mp_set_zero_yuv(p + i * 32);
 100 }
 101
 102 static av_cold int mp_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 103 {
 104     MotionPixelsContext *mp = avctx->priv_data;
 105
 106     if (!mp_rgb_yuv_table[0].u) {
 107         mp_build_rgb_yuv_table(mp_rgb_yuv_table);
 108     }
 109     mp->avctx = avctx;
 110     dsputil_init(&mp->dsp, avctx);
 111     mp->changes_map = av_mallocz(avctx->width * avctx->height);
 112     mp->offset_bits_len = av_log2(avctx->width * avctx->height) + 1;
 113     mp->vpt = av_mallocz(avctx->height * sizeof(YuvPixel));
 114     mp->hpt = av_mallocz(avctx->height * avctx->width / 16 * sizeof(YuvPixel));
 115     return 0;
 116 }
 117
 118 static void mp_read_changes_map(MotionPixelsContext *mp, GetBitContext *gb, int count, int bits_len, int read_color)
 119 {
 120     uint16_t *pixels;
 121     int offset, w, h, color = 0, x, y, i;
 122
 123     while (count--) {
 124         offset = get_bits_long(gb, mp->offset_bits_len);
 125         w      = get_bits(gb, bits_len) + 1;
 126         h      = get_bits(gb, bits_len) + 1;
 127         if (read_color)
 128             color = get_bits(gb, 15);
 129         x = offset % mp->avctx->width;
 130         y = offset / mp->avctx->width;
 131         if (y >= mp->avctx->height)
 132             continue;
 133         w = FFMIN(w, mp->avctx->width  - x);
 134         h = FFMIN(h, mp->avctx->height - y);
 135         pixels = (uint16_t *)&mp->frame.data[0][y * mp->frame.linesize[0] + x * 2];
 136         while (h--) {
 137             mp->changes_map[offset] = w;
 138             if (read_color)
 139                 for (i = 0; i < w; ++i)
 140                     pixels[i] = color;
 141             offset += mp->avctx->width;
 142             pixels += mp->frame.linesize[0] / 2;
 143         }
 144     }
 145 }
 146
 147 static void mp_get_code(MotionPixelsContext *mp, GetBitContext *gb, int size, int code)
 148 {
 149     while (get_bits1(gb)) {
 150         ++size;
 151         if (size > mp->max_codes_bits) {
 152             av_log(mp->avctx, AV_LOG_ERROR, "invalid code size %d/%d\n", size, mp->max_codes_bits);
 153             return;
 154         }
 155         code <<= 1;
 156         mp_get_code(mp, gb, size, code + 1);
 157     }
 158     if (mp->current_codes_count >= MAX_HUFF_CODES) {
 159         av_log(mp->avctx, AV_LOG_ERROR, "too many codes\n");
 160         return;
 161     }
 162     mp->codes[mp->current_codes_count  ].code = code;
 163     mp->codes[mp->current_codes_count++].size = size;
 164 }
 165
 166 static void mp_read_codes_table(MotionPixelsContext *mp, GetBitContext *gb)
 167 {
 168     if (mp->codes_count == 1) {
 169         mp->codes[0].delta = get_bits(gb, 4);
 170     } else {
 171         int i;
 172
 173         mp->max_codes_bits = get_bits(gb, 4);
 174         for (i = 0; i < mp->codes_count; ++i)
 175             mp->codes[i].delta = get_bits(gb, 4);
 176         mp->current_codes_count = 0;
 177         mp_get_code(mp, gb, 0, 0);
 178    }
 179 }
 180
 181 static int mp_gradient(MotionPixelsContext *mp, int component, int v)
 182 {
 183     int delta;
 184
 185     delta = (v - 7) * mp->gradient_scale[component];
 186     mp->gradient_scale[component] = (v == 0 || v == 14) ? 2 : 1;
 187     return delta;
 188 }
 189
 190 static YuvPixel mp_get_yuv_from_rgb(MotionPixelsContext *mp, int x, int y)
 191 {
 192     int color;
 193
 194     color = *(uint16_t *)&mp->frame.data[0][y * mp->frame.linesize[0] + x * 2];
 195     return mp_rgb_yuv_table[color];
 196 }
 197
 198 static void mp_set_rgb_from_yuv(MotionPixelsContext *mp, int x, int y, const YuvPixel *p)
 199 {
 200     int color;
 201
 202     color = mp_yuv_to_rgb(p->y, p->v, p->u, 1);
 203     *(uint16_t *)&mp->frame.data[0][y * mp->frame.linesize[0] + x * 2] = color;
 204 }
 205
 206 static int mp_get_vlc(MotionPixelsContext *mp, GetBitContext *gb)
 207 {
 208     int i;
 209
 210     i = (mp->codes_count == 1) ? 0 : get_vlc2(gb, mp->vlc.table, mp->max_codes_bits, 1);
 211     return mp->codes[i].delta;
 212 }
 213
 214 static void mp_decode_line(MotionPixelsContext *mp, GetBitContext *gb, int y)
 215 {
 216     YuvPixel p;
 217     const int y0 = y * mp->avctx->width;
 218     int w, i, x = 0;
 219
 220     p = mp->vpt[y];
 221     if (mp->changes_map[y0 + x] == 0) {
 222         memset(mp->gradient_scale, 1, sizeof(mp->gradient_scale));
 223         ++x;
 224     }
 225     while (x < mp->avctx->width) {
 226         w = mp->changes_map[y0 + x];
 227         if (w != 0) {
 228             if ((y & 3) == 0) {
 229                 if (mp->changes_map[y0 + x + mp->avctx->width] < w ||
 230                     mp->changes_map[y0 + x + mp->avctx->width * 2] < w ||
 231                     mp->changes_map[y0 + x + mp->avctx->width * 3] < w) {
 232                     for (i = (x + 3) & ~3; i < x + w; i += 4) {
 233                         mp->hpt[((y / 4) * mp->avctx->width + i) / 4] = mp_get_yuv_from_rgb(mp, i, y);
 234                     }
 235                 }
 236             }
 237             x += w;
 238             memset(mp->gradient_scale, 1, sizeof(mp->gradient_scale));
 239             p = mp_get_yuv_from_rgb(mp, x - 1, y);
 240         } else {
 241             p.y += mp_gradient(mp, 0, mp_get_vlc(mp, gb));
 242             if ((x & 3) == 0) {
 243                 if ((y & 3) == 0) {
 244                     p.v += mp_gradient(mp, 1, mp_get_vlc(mp, gb));
 245                     p.u += mp_gradient(mp, 2, mp_get_vlc(mp, gb));
 246                     mp->hpt[((y / 4) * mp->avctx->width + x) / 4] = p;
 247                 } else {
 248                     p.v = mp->hpt[((y / 4) * mp->avctx->width + x) / 4].v;
 249                     p.u = mp->hpt[((y / 4) * mp->avctx->width + x) / 4].u;
 250                 }
 251             }
 252             mp_set_rgb_from_yuv(mp, x, y, &p);
 253             ++x;
 254         }
 255     }
 256 }
 257
 258 static void mp_decode_frame_helper(MotionPixelsContext *mp, GetBitContext *gb)
 259 {
 260     YuvPixel p;
 261     int y, y0;
 262
 263     for (y = 0; y < mp->avctx->height; ++y) {
 264         if (mp->changes_map[y * mp->avctx->width] != 0) {
 265             memset(mp->gradient_scale, 1, sizeof(mp->gradient_scale));
 266             p = mp_get_yuv_from_rgb(mp, 0, y);
 267         } else {
 268             p.y += mp_gradient(mp, 0, mp_get_vlc(mp, gb));
 269             if ((y & 3) == 0) {
 270                 p.v += mp_gradient(mp, 1, mp_get_vlc(mp, gb));
 271                 p.u += mp_gradient(mp, 2, mp_get_vlc(mp, gb));
 272             }
 273             mp->vpt[y] = p;
 274             mp_set_rgb_from_yuv(mp, 0, y, &p);
 275         }
 276     }
 277     for (y0 = 0; y0 < 2; ++y0)
 278         for (y = y0; y < mp->avctx->height; y += 2)
 279             mp_decode_line(mp, gb, y);
 280 }
 281
 282 static int mp_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 283                                  void *data, int *data_size,
 284                                  AVPacket *avpkt)
 285 {
 286     const uint8_t *buf = avpkt->data;
 287     int buf_size = avpkt->size;
 288     MotionPixelsContext *mp = avctx->priv_data;
 289     GetBitContext gb;
 290     int i, count1, count2, sz;
 291
 292     mp->frame.reference = 1;
 293     mp->frame.buffer_hints = FF_BUFFER_HINTS_VALID | FF_BUFFER_HINTS_PRESERVE | FF_BUFFER_HINTS_REUSABLE;
 294     if (avctx->reget_buffer(avctx, &mp->frame)) {
 295         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "reget_buffer() failed\n");
 296         return -1;
 297     }
 298
 299     /* le32 bitstream msb first */
 300     av_fast_malloc(&mp->bswapbuf, &mp->bswapbuf_size, buf_size + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 301     if (!mp->bswapbuf)
 302         return AVERROR(ENOMEM);
 303     mp->dsp.bswap_buf((uint32_t *)mp->bswapbuf, (const uint32_t *)buf, buf_size / 4);
 304     if (buf_size & 3)
 305         memcpy(mp->bswapbuf + (buf_size & ~3), buf + (buf_size & ~3), buf_size & 3);
 306     init_get_bits(&gb, mp->bswapbuf, buf_size * 8);
 307
 308     memset(mp->changes_map, 0, avctx->width * avctx->height);
 309     for (i = !(avctx->extradata[1] & 2); i < 2; ++i) {
 310         count1 = get_bits(&gb, 12);
 311         count2 = get_bits(&gb, 12);
 312         mp_read_changes_map(mp, &gb, count1, 8, i);
 313         mp_read_changes_map(mp, &gb, count2, 4, i);
 314     }
 315
 316     mp->codes_count = get_bits(&gb, 4);
 317     if (mp->codes_count == 0)
 318         goto end;
 319
 320     if (mp->changes_map[0] == 0) {
 321         *(uint16_t *)mp->frame.data[0] = get_bits(&gb, 15);
 322         mp->changes_map[0] = 1;
 323     }
 324     mp_read_codes_table(mp, &gb);
 325
 326     sz = get_bits(&gb, 18);
 327     if (avctx->extradata[0] != 5)
 328         sz += get_bits(&gb, 18);
 329     if (sz == 0)
 330         goto end;
 331
 332     init_vlc(&mp->vlc, mp->max_codes_bits, mp->codes_count, &mp->codes[0].size, sizeof(HuffCode), 1, &mp->codes[0].code, sizeof(HuffCode), 4, 0);
 333     mp_decode_frame_helper(mp, &gb);
 334     free_vlc(&mp->vlc);
 335
 336 end:
 337     *data_size = sizeof(AVFrame);
 338     *(AVFrame *)data = mp->frame;
 339     return buf_size;
 340 }
 341
 342 static av_cold int mp_decode_end(AVCodecContext *avctx)
 343 {
 344     MotionPixelsContext *mp = avctx->priv_data;
 345
 346     av_freep(&mp->changes_map);
 347     av_freep(&mp->vpt);
 348     av_freep(&mp->hpt);
 349     av_freep(&mp->bswapbuf);
 350     if (mp->frame.data[0])
 351         avctx->release_buffer(avctx, &mp->frame);
 352
 353     return 0;
 354 }
 355
 356 AVCodec motionpixels_decoder = {
 357     "motionpixels",
 358     CODEC_TYPE_VIDEO,
 359     CODEC_ID_MOTIONPIXELS,
 360     sizeof(MotionPixelsContext),
 361     mp_decode_init,
 362     NULL,
 363     mp_decode_end,
 364     mp_decode_frame,
 365     CODEC_CAP_DR1,
 366     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Motion Pixels video"),
 367 };