synfig-core/tags/synfig_0_61_05/synfig-core/src/modules/mod_libavcodec/libavcodec/cabac.c

   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.c
  23  * Context Adaptive Binary Arithmetic Coder.
  24  */
  25
  26 #include <string.h>
  27
  28 #include "common.h"
  29 #include "cabac.h"
  30
  31 const uint8_t ff_h264_lps_range[64][4]= {
  32 {128,176,208,240}, {128,167,197,227}, {128,158,187,216}, {123,150,178,205},
  33 {116,142,169,195}, {111,135,160,185}, {105,128,152,175}, {100,122,144,166},
  34 { 95,116,137,158}, { 90,110,130,150}, { 85,104,123,142}, { 81, 99,117,135},
  35 { 77, 94,111,128}, { 73, 89,105,122}, { 69, 85,100,116}, { 66, 80, 95,110},
  36 { 62, 76, 90,104}, { 59, 72, 86, 99}, { 56, 69, 81, 94}, { 53, 65, 77, 89},
  37 { 51, 62, 73, 85}, { 48, 59, 69, 80}, { 46, 56, 66, 76}, { 43, 53, 63, 72},
  38 { 41, 50, 59, 69}, { 39, 48, 56, 65}, { 37, 45, 54, 62}, { 35, 43, 51, 59},
  39 { 33, 41, 48, 56}, { 32, 39, 46, 53}, { 30, 37, 43, 50}, { 29, 35, 41, 48},
  40 { 27, 33, 39, 45}, { 26, 31, 37, 43}, { 24, 30, 35, 41}, { 23, 28, 33, 39},
  41 { 22, 27, 32, 37}, { 21, 26, 30, 35}, { 20, 24, 29, 33}, { 19, 23, 27, 31},
  42 { 18, 22, 26, 30}, { 17, 21, 25, 28}, { 16, 20, 23, 27}, { 15, 19, 22, 25},
  43 { 14, 18, 21, 24}, { 14, 17, 20, 23}, { 13, 16, 19, 22}, { 12, 15, 18, 21},
  44 { 12, 14, 17, 20}, { 11, 14, 16, 19}, { 11, 13, 15, 18}, { 10, 12, 15, 17},
  45 { 10, 12, 14, 16}, {  9, 11, 13, 15}, {  9, 11, 12, 14}, {  8, 10, 12, 14},
  46 {  8,  9, 11, 13}, {  7,  9, 11, 12}, {  7,  9, 10, 12}, {  7,  8, 10, 11},
  47 {  6,  8,  9, 11}, {  6,  7,  9, 10}, {  6,  7,  8,  9}, {  2,  2,  2,  2},
  48 };
  49
  50 const uint8_t ff_h264_mps_state[64]= {
  51   1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,
  52   9,10,11,12,13,14,15,16,
  53  17,18,19,20,21,22,23,24,
  54  25,26,27,28,29,30,31,32,
  55  33,34,35,36,37,38,39,40,
  56  41,42,43,44,45,46,47,48,
  57  49,50,51,52,53,54,55,56,
  58  57,58,59,60,61,62,62,63,
  59 };
  60
  61 const uint8_t ff_h264_lps_state[64]= {
  62   0, 0, 1, 2, 2, 4, 4, 5,
  63   6, 7, 8, 9, 9,11,11,12,
  64  13,13,15,15,16,16,18,18,
  65  19,19,21,21,22,22,23,24,
  66  24,25,26,26,27,27,28,29,
  67  29,30,30,30,31,32,32,33,
  68  33,33,34,34,35,35,35,36,
  69  36,36,37,37,37,38,38,63,
  70 };
  71
  72 /**
  73  *
  74  * @param buf_size size of buf in bits
  75  */
  76 void ff_init_cabac_encoder(CABACContext *c, uint8_t *buf, int buf_size){
  77     init_put_bits(&c->pb, buf, buf_size, NULL, NULL);
  78
  79     c->low= 0;
  80     c->range= 0x1FE;
  81     c->outstanding_count= 0;
  82 #ifdef STRICT_LIMITS
  83     c->sym_count =0;
  84 #endif
  85
  86     c->pb.bit_left++; //avoids firstBitFlag
  87 }
  88
  89 /**
  90  *
  91  * @param buf_size size of buf in bits
  92  */
  93 void ff_init_cabac_decoder(CABACContext *c, uint8_t *buf, int buf_size){
  94     c->bytestream_start=
  95     c->bytestream= buf;
  96
  97     c->low= *c->bytestream++;
  98     c->low= (c->low<<9) + ((*c->bytestream++)<<1);
  99     c->range= 0x1FE00;
 100     c->bits_left= 7;
 101 }
 102
 103 void ff_init_cabac_states(CABACContext *c, uint8_t const (*lps_range)[4],
 104                           uint8_t const *mps_state, uint8_t const *lps_state, int state_count){
 105     int i, j;
 106
 107     for(i=0; i<state_count; i++){
 108         for(j=0; j<4; j++){ //FIXME check if this is worth the 1 shift we save
 109             c->lps_range[2*i+0][j]=
 110             c->lps_range[2*i+1][j]= lps_range[i][j];
 111         }
 112
 113         c->mps_state[2*i+0]= 2*mps_state[i];
 114         c->mps_state[2*i+1]= 2*mps_state[i]+1;
 115
 116         if(lps_state[i]){
 117             c->lps_state[2*i+0]= 2*lps_state[i];
 118             c->lps_state[2*i+1]= 2*lps_state[i]+1;
 119         }else{
 120             c->lps_state[2*i+0]= 1;
 121             c->lps_state[2*i+1]= 0;
 122         }
 123     }
 124 }
 125
 126 #if 0 //selftest
 127 #define SIZE 10240
 128 int main(){
 129     CABACContext c;
 130     uint8_t b[9*SIZE];
 131     uint8_t r[9*SIZE];
 132     int i;
 133     uint8_t state[10]= {0};
 134
 135     ff_init_cabac_encoder(&c, b, SIZE);
 136     ff_init_cabac_states(&c, ff_h264_lps_range, ff_h264_mps_state, ff_h264_lps_state, 64);
 137
 138     for(i=0; i<SIZE; i++){
 139         r[i]= random()%7;
 140     }
 141
 142     for(i=0; i<SIZE; i++){
 143 START_TIMER
 144         put_cabac_bypass(&c, r[i]&1);
 145 STOP_TIMER("put_cabac_bypass")
 146     }
 147
 148     for(i=0; i<SIZE; i++){
 149 START_TIMER
 150         put_cabac(&c, state, r[i]&1);
 151 STOP_TIMER("put_cabac")
 152     }
 153
 154     for(i=0; i<SIZE; i++){
 155 START_TIMER
 156         put_cabac_u(&c, state, r[i], 6, 3, i&1);
 157 STOP_TIMER("put_cabac_u")
 158     }
 159
 160     for(i=0; i<SIZE; i++){
 161 START_TIMER
 162         put_cabac_ueg(&c, state, r[i], 3, 0, 1, 2);
 163 STOP_TIMER("put_cabac_ueg")
 164     }
 165
 166     put_cabac_terminate(&c, 1);
 167
 168     ff_init_cabac_decoder(&c, b, SIZE);
 169
 170     memset(state, 0, sizeof(state));
 171
 172     for(i=0; i<SIZE; i++){
 173 START_TIMER
 174         if( (r[i]&1) != get_cabac_bypass(&c) )
 175             printf("CABAC bypass failure at %d\n", i);
 176 STOP_TIMER("get_cabac_bypass")
 177     }
 178
 179     for(i=0; i<SIZE; i++){
 180 START_TIMER
 181         if( (r[i]&1) != get_cabac(&c, state) )
 182             printf("CABAC failure at %d\n", i);
 183 STOP_TIMER("get_cabac")
 184     }
 185
 186     for(i=0; i<SIZE; i++){
 187 START_TIMER
 188         if( r[i] != get_cabac_u(&c, state, (i&1) ? 6 : 7, 3, i&1) )
 189             printf("CABAC unary (truncated) binarization failure at %d\n", i);
 190 STOP_TIMER("get_cabac_u")
 191     }
 192
 193     for(i=0; i<SIZE; i++){
 194 START_TIMER
 195         if( r[i] != get_cabac_ueg(&c, state, 3, 0, 1, 2))
 196             printf("CABAC unary (truncated) binarization failure at %d\n", i);
 197 STOP_TIMER("get_cabac_ueg")
 198     }
 199
 200     if(!get_cabac_terminate(&c))
 201         printf("where's the Terminator?\n");
 202
 203     return 0;
 204 }
 205
 206 #endif