← Back to branch summary

~ubuntu-branches/ubuntu/feisty/avidemux/feisty

« back to all changes in this revision

Viewing changes to adm_lavcodec/cabac.h

  • Committer: Bazaar Package Importer
  • Author(s): Daniel T Chen
  • Date: 2006-12-15 17:13:20 UTC
  • mfrom: (1.1.6 upstream)
  • Revision ID: james.westby@ubuntu.com-20061215171320-w79pvpehxx2fr217
Tags: 1:2.3.0-0.0ubuntu1
* Merge from debian-multimedia.org, remaining Ubuntu change:
  - desktop file,
  - no support for ccache and make -j.
* Closes Ubuntu: #69614.

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
adm_lavcodec/cabac.h
1
 
/*
2
 
 * H.26L/H.264/AVC/JVT/14496-10/... encoder/decoder
3
 
 * Copyright (c) 2003 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
4
 
 *
5
 
 * This library is free software; you can redistribute it and/or
6
 
 * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
7
 
 * License as published by the Free Software Foundation; either
8
 
 * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
9
 
 *
10
 
 * This library is distributed in the hope that it will be useful,
11
 
 * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12
 
 * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
13
 
 * Lesser General Public License for more details.
14
 
 *
15
 
 * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
16
 
 * License along with this library; if not, write to the Free Software
17
 
 * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
18
 
 *
19
 
 */
20
 
 
21
 
/**
22
 
 * @file cabac.h
23
 
 * Context Adaptive Binary Arithmetic Coder.
24
 
 */
25
 
 
26
 
 
27
 
#undef NDEBUG
28
 
#include <assert.h>
29
 
 
30
 
#define CABAC_BITS 8
31
 
#define CABAC_MASK ((1<<CABAC_BITS)-1)
32
 
 
33
 
typedef struct CABACContext{
34
 
    int low;
35
 
    int range;
36
 
    int outstanding_count;
37
 
#ifdef STRICT_LIMITS
38
 
    int symCount;
39
 
#endif
40
 
    uint8_t lps_range[2*65][4];   ///< rangeTabLPS
41
 
    uint8_t lps_state[2*64];      ///< transIdxLPS
42
 
    uint8_t mps_state[2*64];      ///< transIdxMPS
43
 
    const uint8_t *bytestream_start;
44
 
    const uint8_t *bytestream;
45
 
    const uint8_t *bytestream_end;
46
 
    PutBitContext pb;
47
 
}CABACContext;
48
 
 
49
 
extern const uint8_t ff_h264_lps_range[64][4];
50
 
extern const uint8_t ff_h264_mps_state[64];
51
 
extern const uint8_t ff_h264_lps_state[64];
52
 
extern const uint8_t ff_h264_norm_shift[256];
53
 
 
54
 
 
55
 
void ff_init_cabac_encoder(CABACContext *c, uint8_t *buf, int buf_size);
56
 
void ff_init_cabac_decoder(CABACContext *c, const uint8_t *buf, int buf_size);
57
 
void ff_init_cabac_states(CABACContext *c, uint8_t const (*lps_range)[4],
58
 
                          uint8_t const *mps_state, uint8_t const *lps_state, int state_count);
59
 
 
60
 
 
61
 
static inline void put_cabac_bit(CABACContext *c, int b){
62
 
    put_bits(&c->pb, 1, b);
63
 
    for(;c->outstanding_count; c->outstanding_count--){
64
 
        put_bits(&c->pb, 1, 1-b);
65
 
    }
66
 
}
67
 
 
68
 
static inline void renorm_cabac_encoder(CABACContext *c){
69
 
    while(c->range < 0x100){
70
 
        //FIXME optimize
71
 
        if(c->low<0x100){
72
 
            put_cabac_bit(c, 0);
73
 
        }else if(c->low<0x200){
74
 
            c->outstanding_count++;
75
 
            c->low -= 0x100;
76
 
        }else{
77
 
            put_cabac_bit(c, 1);
78
 
            c->low -= 0x200;
79
 
        }
80
 
 
81
 
        c->range+= c->range;
82
 
        c->low += c->low;
83
 
    }
84
 
}
85
 
 
86
 
static inline void put_cabac(CABACContext *c, uint8_t * const state, int bit){
87
 
    int RangeLPS= c->lps_range[*state][c->range>>6];
88
 
 
89
 
    if(bit == ((*state)&1)){
90
 
        c->range -= RangeLPS;
91
 
        *state= c->mps_state[*state];
92
 
    }else{
93
 
        c->low += c->range - RangeLPS;
94
 
        c->range = RangeLPS;
95
 
        *state= c->lps_state[*state];
96
 
    }
97
 
 
98
 
    renorm_cabac_encoder(c);
99
 
 
100
 
#ifdef STRICT_LIMITS
101
 
    c->symCount++;
102
 
#endif
103
 
}
104
 
 
105
 
static inline void put_cabac_static(CABACContext *c, int RangeLPS, int bit){
106
 
    assert(c->range > RangeLPS);
107
 
 
108
 
    if(!bit){
109
 
        c->range -= RangeLPS;
110
 
    }else{
111
 
        c->low += c->range - RangeLPS;
112
 
        c->range = RangeLPS;
113
 
    }
114
 
 
115
 
    renorm_cabac_encoder(c);
116
 
 
117
 
#ifdef STRICT_LIMITS
118
 
    c->symCount++;
119
 
#endif
120
 
}
121
 
 
122
 
/**
123
 
 * @param bit 0 -> write zero bit, !=0 write one bit
124
 
 */
125
 
static inline void put_cabac_bypass(CABACContext *c, int bit){
126
 
    c->low += c->low;
127
 
 
128
 
    if(bit){
129
 
        c->low += c->range;
130
 
    }
131
 
//FIXME optimize
132
 
    if(c->low<0x200){
133
 
        put_cabac_bit(c, 0);
134
 
    }else if(c->low<0x400){
135
 
        c->outstanding_count++;
136
 
        c->low -= 0x200;
137
 
    }else{
138
 
        put_cabac_bit(c, 1);
139
 
        c->low -= 0x400;
140
 
    }
141
 
 
142
 
#ifdef STRICT_LIMITS
143
 
    c->symCount++;
144
 
#endif
145
 
}
146
 
 
147
 
/**
148
 
 *
149
 
 * @return the number of bytes written
150
 
 */
151
 
static inline int put_cabac_terminate(CABACContext *c, int bit){
152
 
    c->range -= 2;
153
 
 
154
 
    if(!bit){
155
 
        renorm_cabac_encoder(c);
156
 
    }else{
157
 
        c->low += c->range;
158
 
        c->range= 2;
159
 
 
160
 
        renorm_cabac_encoder(c);
161
 
 
162
 
        assert(c->low <= 0x1FF);
163
 
        put_cabac_bit(c, c->low>>9);
164
 
        put_bits(&c->pb, 2, ((c->low>>7)&3)|1);
165
 
 
166
 
        flush_put_bits(&c->pb); //FIXME FIXME FIXME XXX wrong
167
 
    }
168
 
 
169
 
#ifdef STRICT_LIMITS
170
 
    c->symCount++;
171
 
#endif
172
 
 
173
 
    return (put_bits_count(&c->pb)+7)>>3;
174
 
}
175
 
 
176
 
/**
177
 
 * put (truncated) unary binarization.
178
 
 */
179
 
static inline void put_cabac_u(CABACContext *c, uint8_t * state, int v, int max, int max_index, int truncated){
180
 
    int i;
181
 
 
182
 
    assert(v <= max);
183
 
 
184
 
#if 1
185
 
    for(i=0; i<v; i++){
186
 
        put_cabac(c, state, 1);
187
 
        if(i < max_index) state++;
188
 
    }
189
 
    if(truncated==0 || v<max)
190
 
        put_cabac(c, state, 0);
191
 
#else
192
 
    if(v <= max_index){
193
 
        for(i=0; i<v; i++){
194
 
            put_cabac(c, state+i, 1);
195
 
        }
196
 
        if(truncated==0 || v<max)
197
 
            put_cabac(c, state+i, 0);
198
 
    }else{
199
 
        for(i=0; i<=max_index; i++){
200
 
            put_cabac(c, state+i, 1);
201
 
        }
202
 
        for(; i<v; i++){
203
 
            put_cabac(c, state+max_index, 1);
204
 
        }
205
 
        if(truncated==0 || v<max)
206
 
            put_cabac(c, state+max_index, 0);
207
 
    }
208
 
#endif
209
 
}
210
 
 
211
 
/**
212
 
 * put unary exp golomb k-th order binarization.
213
 
 */
214
 
static inline void put_cabac_ueg(CABACContext *c, uint8_t * state, int v, int max, int is_signed, int k, int max_index){
215
 
    int i;
216
 
 
217
 
    if(v==0)
218
 
        put_cabac(c, state, 0);
219
 
    else{
220
 
        const int sign= v < 0;
221
 
 
222
 
        if(is_signed) v= ABS(v);
223
 
 
224
 
        if(v<max){
225
 
            for(i=0; i<v; i++){
226
 
                put_cabac(c, state, 1);
227
 
                if(i < max_index) state++;
228
 
            }
229
 
 
230
 
            put_cabac(c, state, 0);
231
 
        }else{
232
 
            int m= 1<<k;
233
 
 
234
 
            for(i=0; i<max; i++){
235
 
                put_cabac(c, state, 1);
236
 
                if(i < max_index) state++;
237
 
            }
238
 
 
239
 
            v -= max;
240
 
            while(v >= m){ //FIXME optimize
241
 
                put_cabac_bypass(c, 1);
242
 
                v-= m;
243
 
                m+= m;
244
 
            }
245
 
            put_cabac_bypass(c, 0);
246
 
            while(m>>=1){
247
 
                put_cabac_bypass(c, v&m);
248
 
            }
249
 
        }
250
 
 
251
 
        if(is_signed)
252
 
            put_cabac_bypass(c, sign);
253
 
    }
254
 
}
255
 
 
256
 
static void refill(CABACContext *c){
257
 
    if(c->bytestream <= c->bytestream_end)
258
 
#if CABAC_BITS == 16
259
 
        c->low+= ((c->bytestream[0]<<9) + (c->bytestream[1])<<1);
260
 
#else
261
 
        c->low+= c->bytestream[0]<<1;
262
 
#endif
263
 
    c->low -= CABAC_MASK;
264
 
    c->bytestream+= CABAC_BITS/8;
265
 
}
266
 
 
267
 
#if 0 /* all use commented */
268
 
static void refill2(CABACContext *c){
269
 
    int i, x;
270
 
 
271
 
    x= c->low ^ (c->low-1);
272
 
    i= 8 - ff_h264_norm_shift[x>>(CABAC_BITS+1)];
273
 
 
274
 
    x= -CABAC_MASK;
275
 
 
276
 
    if(c->bytestream < c->bytestream_end)
277
 
#if CABAC_BITS == 16
278
 
        x+= (c->bytestream[0]<<9) + (c->bytestream[1]<<1);
279
 
#else
280
 
        x+= c->bytestream[0]<<1;
281
 
#endif
282
 
 
283
 
    c->low += x<<i;
284
 
    c->bytestream+= CABAC_BITS/8;
285
 
}
286
 
#endif
287
 
 
288
 
static inline void renorm_cabac_decoder(CABACContext *c){
289
 
    while(c->range < (0x200 << CABAC_BITS)){
290
 
        c->range+= c->range;
291
 
        c->low+= c->low;
292
 
        if(!(c->low & CABAC_MASK))
293
 
            refill(c);
294
 
    }
295
 
}
296
 
 
297
 
static inline void renorm_cabac_decoder_once(CABACContext *c){
298
 
    int mask= (c->range - (0x200 << CABAC_BITS))>>31;
299
 
    c->range+= c->range&mask;
300
 
    c->low  += c->low  &mask;
301
 
    if(!(c->low & CABAC_MASK))
302
 
        refill(c);
303
 
}
304
 
 
305
 
static inline int get_cabac(CABACContext *c, uint8_t * const state){
306
 
    int RangeLPS= c->lps_range[*state][c->range>>(CABAC_BITS+7)]<<(CABAC_BITS+1);
307
 
    int bit, lps_mask attribute_unused;
308
 
 
309
 
    c->range -= RangeLPS;
310
 
#if 1
311
 
    if(c->low < c->range){
312
 
        bit= (*state)&1;
313
 
        *state= c->mps_state[*state];
314
 
        renorm_cabac_decoder_once(c);
315
 
    }else{
316
 
//        int shift= ff_h264_norm_shift[RangeLPS>>17];
317
 
        bit= ((*state)&1)^1;
318
 
        c->low -= c->range;
319
 
        *state= c->lps_state[*state];
320
 
        c->range = RangeLPS;
321
 
        renorm_cabac_decoder(c);
322
 
/*        c->range = RangeLPS<<shift;
323
 
        c->low <<= shift;
324
 
        if(!(c->low & 0xFFFF)){
325
 
            refill2(c);
326
 
        }*/
327
 
    }
328
 
#else
329
 
    lps_mask= (c->range - c->low)>>31;
330
 
 
331
 
    c->low -= c->range & lps_mask;
332
 
    c->range += (RangeLPS - c->range) & lps_mask;
333
 
 
334
 
    bit= ((*state)^lps_mask)&1;
335
 
    *state= c->mps_state[(*state) - (128&lps_mask)];
336
 
 
337
 
    lps_mask= ff_h264_norm_shift[c->range>>(CABAC_BITS+2)];
338
 
    c->range<<= lps_mask;
339
 
    c->low  <<= lps_mask;
340
 
    if(!(c->low & CABAC_MASK))
341
 
        refill2(c);
342
 
#endif
343
 
 
344
 
    return bit;
345
 
}
346
 
 
347
 
static inline int get_cabac_bypass(CABACContext *c){
348
 
    c->low += c->low;
349
 
 
350
 
    if(!(c->low & CABAC_MASK))
351
 
        refill(c);
352
 
 
353
 
    if(c->low < c->range){
354
 
        return 0;
355
 
    }else{
356
 
        c->low -= c->range;
357
 
        return 1;
358
 
    }
359
 
}
360
 
 
361
 
/**
362
 
 *
363
 
 * @return the number of bytes read or 0 if no end
364
 
 */
365
 
static inline int get_cabac_terminate(CABACContext *c){
366
 
    c->range -= 4<<CABAC_BITS;
367
 
    if(c->low < c->range){
368
 
        renorm_cabac_decoder_once(c);
369
 
        return 0;
370
 
    }else{
371
 
        return c->bytestream - c->bytestream_start;
372
 
    }
373
 
}
374
 
 
375
 
/**
376
 
 * get (truncated) unnary binarization.
377
 
 */
378
 
static inline int get_cabac_u(CABACContext *c, uint8_t * state, int max, int max_index, int truncated){
379
 
    int i;
380
 
 
381
 
    for(i=0; i<max; i++){
382
 
        if(get_cabac(c, state)==0)
383
 
            return i;
384
 
 
385
 
        if(i< max_index) state++;
386
 
    }
387
 
 
388
 
    return truncated ? max : -1;
389
 
}
390
 
 
391
 
/**
392
 
 * get unary exp golomb k-th order binarization.
393
 
 */
394
 
static inline int get_cabac_ueg(CABACContext *c, uint8_t * state, int max, int is_signed, int k, int max_index){
395
 
    int i, v;
396
 
    int m= 1<<k;
397
 
 
398
 
    if(get_cabac(c, state)==0)
399
 
        return 0;
400
 
 
401
 
    if(0 < max_index) state++;
402
 
 
403
 
    for(i=1; i<max; i++){
404
 
        if(get_cabac(c, state)==0){
405
 
            if(is_signed && get_cabac_bypass(c)){
406
 
                return -i;
407
 
            }else
408
 
                return i;
409
 
        }
410
 
 
411
 
        if(i < max_index) state++;
412
 
    }
413
 
 
414
 
    while(get_cabac_bypass(c)){
415
 
        i+= m;
416
 
        m+= m;
417
 
    }
418
 
 
419
 
    v=0;
420
 
    while(m>>=1){
421
 
        v+= v + get_cabac_bypass(c);
422
 
    }
423
 
    i += v;
424
 
 
425
 
    if(is_signed && get_cabac_bypass(c)){
426
 
        return -i;
427
 
    }else
428
 
        return i;
429
 
}