cabac.c
上传用户:wstnjxml
上传日期:2014-04-03
资源大小:7248k
文件大小:7k
源码类别:

Windows CE

开发平台:

C/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.  * @file cabac.c
  22.  * Context Adaptive Binary Arithmetic Coder.
  23.  */
  24. #include <string.h>
  25. #include "common.h"
  26. #include "bitstream.h"
  27. #include "cabac.h"
  28. const uint8_t ff_h264_lps_range[64][4]= {
  29. {128,176,208,240}, {128,167,197,227}, {128,158,187,216}, {123,150,178,205},
  30. {116,142,169,195}, {111,135,160,185}, {105,128,152,175}, {100,122,144,166},
  31. { 95,116,137,158}, { 90,110,130,150}, { 85,104,123,142}, { 81, 99,117,135},
  32. { 77, 94,111,128}, { 73, 89,105,122}, { 69, 85,100,116}, { 66, 80, 95,110},
  33. { 62, 76, 90,104}, { 59, 72, 86, 99}, { 56, 69, 81, 94}, { 53, 65, 77, 89},
  34. { 51, 62, 73, 85}, { 48, 59, 69, 80}, { 46, 56, 66, 76}, { 43, 53, 63, 72},
  35. { 41, 50, 59, 69}, { 39, 48, 56, 65}, { 37, 45, 54, 62}, { 35, 43, 51, 59},
  36. { 33, 41, 48, 56}, { 32, 39, 46, 53}, { 30, 37, 43, 50}, { 29, 35, 41, 48},
  37. { 27, 33, 39, 45}, { 26, 31, 37, 43}, { 24, 30, 35, 41}, { 23, 28, 33, 39},
  38. { 22, 27, 32, 37}, { 21, 26, 30, 35}, { 20, 24, 29, 33}, { 19, 23, 27, 31},
  39. { 18, 22, 26, 30}, { 17, 21, 25, 28}, { 16, 20, 23, 27}, { 15, 19, 22, 25},
  40. { 14, 18, 21, 24}, { 14, 17, 20, 23}, { 13, 16, 19, 22}, { 12, 15, 18, 21},
  41. { 12, 14, 17, 20}, { 11, 14, 16, 19}, { 11, 13, 15, 18}, { 10, 12, 15, 17},
  42. { 10, 12, 14, 16}, {  9, 11, 13, 15}, {  9, 11, 12, 14}, {  8, 10, 12, 14},
  43. {  8,  9, 11, 13}, {  7,  9, 11, 12}, {  7,  9, 10, 12}, {  7,  8, 10, 11},
  44. {  6,  8,  9, 11}, {  6,  7,  9, 10}, {  6,  7,  8,  9}, {  2,  2,  2,  2},
  45. };
  46. const uint8_t ff_h264_mps_state[64]= {
  47.   1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,
  48.   9,10,11,12,13,14,15,16,
  49.  17,18,19,20,21,22,23,24,
  50.  25,26,27,28,29,30,31,32,
  51.  33,34,35,36,37,38,39,40,
  52.  41,42,43,44,45,46,47,48,
  53.  49,50,51,52,53,54,55,56,
  54.  57,58,59,60,61,62,62,63,
  55. };
  56. const uint8_t ff_h264_lps_state[64]= {
  57.   0, 0, 1, 2, 2, 4, 4, 5,
  58.   6, 7, 8, 9, 9,11,11,12,
  59.  13,13,15,15,16,16,18,18,
  60.  19,19,21,21,22,22,23,24,
  61.  24,25,26,26,27,27,28,29,
  62.  29,30,30,30,31,32,32,33,
  63.  33,33,34,34,35,35,35,36,
  64.  36,36,37,37,37,38,38,63,
  65. };
  66. const uint8_t ff_h264_norm_shift[256]= {
  67.  8,7,6,6,5,5,5,5,4,4,4,4,4,4,4,4,
  68.  3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,
  69.  2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,
  70.  2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,
  71.  1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,
  72.  1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,
  73.  1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,
  74.  1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,
  75.  0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 
  76.  0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 
  77.  0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 
  78.  0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 
  79.  0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 
  80.  0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 
  81.  0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 
  82.  0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 
  83. };
  84. /**
  85.  *
  86.  * @param buf_size size of buf in bits
  87.  */
  88. void ff_init_cabac_encoder(CABACContext *c, uint8_t *buf, int buf_size){
  89.     init_put_bits(&c->pb, buf, buf_size);
  90.     c->low= 0;
  91.     c->range= 0x1FE;
  92.     c->outstanding_count= 0;
  93. #ifdef STRICT_LIMITS
  94.     c->sym_count =0;
  95. #endif
  96.     
  97.     c->pb.bit_left++; //avoids firstBitFlag
  98. }
  99. /**
  100.  *
  101.  * @param buf_size size of buf in bits
  102.  */
  103. void ff_init_cabac_decoder(CABACContext *c, const uint8_t *buf, int buf_size){
  104.     c->bytestream_start= 
  105.     c->bytestream= buf;
  106.     c->bytestream_end= buf + buf_size;
  107. #if CABAC_BITS == 16
  108.     c->low =  (*c->bytestream++)<<18;
  109.     c->low+=  (*c->bytestream++)<<10;
  110. #else
  111.     c->low =  (*c->bytestream++)<<10;
  112. #endif
  113.     c->low+= ((*c->bytestream++)<<2) + 2;
  114.     c->range= 0x1FE<<(CABAC_BITS + 1);
  115. }
  116. void ff_init_cabac_states(CABACContext *c, uint8_t const (*lps_range)[4], 
  117.                           uint8_t const *mps_state, uint8_t const *lps_state, int state_count){
  118.     int i, j;
  119.     
  120.     for(i=0; i<state_count; i++){
  121.         for(j=0; j<4; j++){ //FIXME check if this is worth the 1 shift we save
  122.             c->lps_range[2*i+0][j+4]=
  123.             c->lps_range[2*i+1][j+4]= lps_range[i][j];
  124.         }
  125.         c->mps_state[2*i+0]= 2*mps_state[i];
  126.         c->mps_state[2*i+1]= 2*mps_state[i]+1;
  127.         if( i ){
  128.             c->lps_state[2*i+0]= 2*lps_state[i];
  129.             c->lps_state[2*i+1]= 2*lps_state[i]+1;
  130.         }else{
  131.             c->lps_state[2*i+0]= 1;
  132.             c->lps_state[2*i+1]= 0;
  133.         }
  134.     }
  135. }
  136. #if 0 //selftest
  137. #define SIZE 10240
  138. #include "avcodec.h"
  139. int main(){
  140.     CABACContext c;
  141.     uint8_t b[9*SIZE];
  142.     uint8_t r[9*SIZE];
  143.     int i;
  144.     uint8_t state[10]= {0};
  145.     
  146.     ff_init_cabac_encoder(&c, b, SIZE);
  147.     ff_init_cabac_states(&c, ff_h264_lps_range, ff_h264_mps_state, ff_h264_lps_state, 64);
  148.     
  149.     for(i=0; i<SIZE; i++){
  150.         r[i]= random()%7;
  151.     }
  152.     
  153.     for(i=0; i<SIZE; i++){
  154. START_TIMER
  155.         put_cabac_bypass(&c, r[i]&1);
  156. STOP_TIMER("put_cabac_bypass")
  157.     }
  158.     
  159.     for(i=0; i<SIZE; i++){
  160. START_TIMER
  161.         put_cabac(&c, state, r[i]&1);
  162. STOP_TIMER("put_cabac")
  163.     }
  164.     for(i=0; i<SIZE; i++){
  165. START_TIMER
  166.         put_cabac_u(&c, state, r[i], 6, 3, i&1);
  167. STOP_TIMER("put_cabac_u")
  168.     }    
  169.     for(i=0; i<SIZE; i++){
  170. START_TIMER
  171.         put_cabac_ueg(&c, state, r[i], 3, 0, 1, 2);
  172. STOP_TIMER("put_cabac_ueg")
  173.     }    
  174.    
  175.     put_cabac_terminate(&c, 1);
  176.     
  177.     ff_init_cabac_decoder(&c, b, SIZE);
  178.     
  179.     memset(state, 0, sizeof(state));
  180.     
  181.     for(i=0; i<SIZE; i++){
  182. START_TIMER
  183.         if( (r[i]&1) != get_cabac_bypass(&c) )
  184.             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "CABAC bypass failure at %dn", i);
  185. STOP_TIMER("get_cabac_bypass")
  186.     }
  187.     
  188.     for(i=0; i<SIZE; i++){
  189. START_TIMER
  190.         if( (r[i]&1) != get_cabac(&c, state) )
  191.             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "CABAC failure at %dn", i);
  192. STOP_TIMER("get_cabac")
  193.     }
  194. #if 0
  195.     for(i=0; i<SIZE; i++){
  196. START_TIMER
  197.         if( r[i] != get_cabac_u(&c, state, (i&1) ? 6 : 7, 3, i&1) )
  198.             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "CABAC unary (truncated) binarization failure at %dn", i);
  199. STOP_TIMER("get_cabac_u")
  200.     }
  201.     for(i=0; i<SIZE; i++){
  202. START_TIMER
  203.         if( r[i] != get_cabac_ueg(&c, state, 3, 0, 1, 2))
  204.             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "CABAC unary (truncated) binarization failure at %dn", i);
  205. STOP_TIMER("get_cabac_ueg")
  206.     }
  207. #endif
  208.     if(!get_cabac_terminate(&c))
  209.         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "where's the Terminator?n");
  210.     
  211.     return 0;
  212. }
  213. #endif