src/gdcmmpeg2/src/mpeg2dec/motion.c

   1 /* motion.c, motion vector decoding                                         */
   2
   3 /* Copyright (C) 1996, MPEG Software Simulation Group. All Rights Reserved. */
   4
   5 /*
   6  * Disclaimer of Warranty
   7  *
   8  * These software programs are available to the user without any license fee or
   9  * royalty on an "as is" basis.  The MPEG Software Simulation Group disclaims
  10  * any and all warranties, whether express, implied, or statuary, including any
  11  * implied warranties or merchantability or of fitness for a particular
  12  * purpose.  In no event shall the copyright-holder be liable for any
  13  * incidental, punitive, or consequential damages of any kind whatsoever
  14  * arising from the use of these programs.
  15  *
  16  * This disclaimer of warranty extends to the user of these programs and user's
  17  * customers, employees, agents, transferees, successors, and assigns.
  18  *
  19  * The MPEG Software Simulation Group does not represent or warrant that the
  20  * programs furnished hereunder are free of infringement of any third-party
  21  * patents.
  22  *
  23  * Commercial implementations of MPEG-1 and MPEG-2 video, including shareware,
  24  * are subject to royalty fees to patent holders.  Many of these patents are
  25  * general enough such that they are unavoidable regardless of implementation
  26  * design.
  27  *
  28  */
  29
  30 #include "config.h"
  31 #include "global.h"
  32
  33 /* private prototypes */
  34 static void decode_motion_vector _ANSI_ARGS_((int *pred, int r_size, int motion_code,
  35   int motion_residualesidual, int full_pel_vector));
  36
  37 /* ISO/IEC 13818-2 sections 6.2.5.2, 6.3.17.2, and 7.6.3: Motion vectors */
  38 void motion_vectors(PMV,dmvector,
  39   motion_vertical_field_select,s,motion_vector_count,mv_format,h_r_size,v_r_size,dmv,mvscale)
  40 int PMV[2][2][2];
  41 int dmvector[2];
  42 int motion_vertical_field_select[2][2];
  43 int s, motion_vector_count, mv_format, h_r_size, v_r_size, dmv, mvscale;
  44 {
  45   if (motion_vector_count==1)
  46   {
  47     if (mv_format==MV_FIELD && !dmv)
  48     {
  49       motion_vertical_field_select[1][s] = motion_vertical_field_select[0][s] = Get_Bits(1);
  50 #ifdef TRACE
  51       if (Trace_Flag)
  52       {
  53         printf("motion_vertical_field_select[][%d] (%d): %d\n",s,
  54           motion_vertical_field_select[0][s],motion_vertical_field_select[0][s]);
  55       }
  56 #endif /* TRACE */
  57     }
  58
  59     motion_vector(PMV[0][s],dmvector,h_r_size,v_r_size,dmv,mvscale,0);
  60
  61     /* update other motion vector predictors */
  62     PMV[1][s][0] = PMV[0][s][0];
  63     PMV[1][s][1] = PMV[0][s][1];
  64   }
  65   else
  66   {
  67     motion_vertical_field_select[0][s] = Get_Bits(1);
  68 #ifdef TRACE
  69     if (Trace_Flag)
  70     {
  71       printf("motion_vertical_field_select[0][%d] (%d): %d\n",s,
  72         motion_vertical_field_select[0][s],motion_vertical_field_select[0][s]);
  73     }
  74 #endif /* TRACE */
  75     motion_vector(PMV[0][s],dmvector,h_r_size,v_r_size,dmv,mvscale,0);
  76
  77     motion_vertical_field_select[1][s] = Get_Bits(1);
  78 #ifdef TRACE
  79     if (Trace_Flag)
  80     {
  81       printf("motion_vertical_field_select[1][%d] (%d): %d\n",s,
  82         motion_vertical_field_select[1][s],motion_vertical_field_select[1][s]);
  83     }
  84 #endif /* TRACE */
  85     motion_vector(PMV[1][s],dmvector,h_r_size,v_r_size,dmv,mvscale,0);
  86   }
  87 }
  88
  89 /* get and decode motion vector and differential motion vector
  90    for one prediction */
  91 void motion_vector(PMV,dmvector,
  92   h_r_size,v_r_size,dmv,mvscale,full_pel_vector)
  93 int *PMV;
  94 int *dmvector;
  95 int h_r_size;
  96 int v_r_size;
  97 int dmv; /* MPEG-2 only: get differential motion vectors */
  98 int mvscale; /* MPEG-2 only: field vector in frame pic */
  99 int full_pel_vector; /* MPEG-1 only */
 100 {
 101   int motion_code, motion_residual;
 102
 103   /* horizontal component */
 104   /* ISO/IEC 13818-2 Table B-10 */
 105   motion_code = Get_motion_code();
 106
 107   motion_residual = (h_r_size!=0 && motion_code!=0) ? Get_Bits(h_r_size) : 0;
 108
 109 #ifdef TRACE
 110   if (Trace_Flag)
 111   {
 112     if (h_r_size!=0 && motion_code!=0)
 113     {
 114       printf("motion_residual (");
 115       Print_Bits(motion_residual,h_r_size,h_r_size);
 116       printf("): %d\n",motion_residual);
 117     }
 118   }
 119 #endif /* TRACE */
 120
 121
 122   decode_motion_vector(&PMV[0],h_r_size,motion_code,motion_residual,full_pel_vector);
 123
 124   if (dmv)
 125     dmvector[0] = Get_dmvector();
 126
 127
 128   /* vertical component */
 129   motion_code     = Get_motion_code();
 130   motion_residual = (v_r_size!=0 && motion_code!=0) ? Get_Bits(v_r_size) : 0;
 131
 132 #ifdef TRACE
 133   if (Trace_Flag)
 134   {
 135     if (v_r_size!=0 && motion_code!=0)
 136     {
 137       printf("motion_residual (");
 138       Print_Bits(motion_residual,v_r_size,v_r_size);
 139       printf("): %d\n",motion_residual);
 140     }
 141   }
 142 #endif /* TRACE */
 143
 144   if (mvscale)
 145     PMV[1] >>= 1; /* DIV 2 */
 146
 147   decode_motion_vector(&PMV[1],v_r_size,motion_code,motion_residual,full_pel_vector);
 148
 149   if (mvscale)
 150     PMV[1] <<= 1;
 151
 152   if (dmv)
 153     dmvector[1] = Get_dmvector();
 154
 155 #ifdef TRACE
 156   if (Trace_Flag)
 157     printf("PMV = %d,%d\n",PMV[0],PMV[1]);
 158 #endif /* TRACE */
 159 }
 160
 161 /* calculate motion vector component */
 162 /* ISO/IEC 13818-2 section 7.6.3.1: Decoding the motion vectors */
 163 /* Note: the arithmetic here is more elegant than that which is shown
 164    in 7.6.3.1.  The end results (PMV[][][]) should, however, be the same.  */
 165
 166 static void decode_motion_vector(pred,r_size,motion_code,motion_residual,full_pel_vector)
 167 int *pred;
 168 int r_size, motion_code, motion_residual;
 169 int full_pel_vector; /* MPEG-1 (ISO/IEC 11172-1) support */
 170 {
 171   int lim, vec;
 172
 173   lim = 16<<r_size;
 174   vec = full_pel_vector ? (*pred >> 1) : (*pred);
 175
 176   if (motion_code>0)
 177   {
 178     vec+= ((motion_code-1)<<r_size) + motion_residual + 1;
 179     if (vec>=lim)
 180       vec-= lim + lim;
 181   }
 182   else if (motion_code<0)
 183   {
 184     vec-= ((-motion_code-1)<<r_size) + motion_residual + 1;
 185     if (vec<-lim)
 186       vec+= lim + lim;
 187   }
 188   *pred = full_pel_vector ? (vec<<1) : vec;
 189 }
 190
 191
 192 /* ISO/IEC 13818-2 section 7.6.3.6: Dual prime additional arithmetic */
 193 void Dual_Prime_Arithmetic(DMV,dmvector,mvx,mvy)
 194 int DMV[][2];
 195 int *dmvector; /* differential motion vector */
 196 int mvx, mvy;  /* decoded mv components (always in field format) */
 197 {
 198   if (picture_structure==FRAME_PICTURE)
 199   {
 200     if (top_field_first)
 201     {
 202       /* vector for prediction of top field from bottom field */
 203       DMV[0][0] = ((mvx  +(mvx>0))>>1) + dmvector[0];
 204       DMV[0][1] = ((mvy  +(mvy>0))>>1) + dmvector[1] - 1;
 205
 206       /* vector for prediction of bottom field from top field */
 207       DMV[1][0] = ((3*mvx+(mvx>0))>>1) + dmvector[0];
 208       DMV[1][1] = ((3*mvy+(mvy>0))>>1) + dmvector[1] + 1;
 209     }
 210     else
 211     {
 212       /* vector for prediction of top field from bottom field */
 213       DMV[0][0] = ((3*mvx+(mvx>0))>>1) + dmvector[0];
 214       DMV[0][1] = ((3*mvy+(mvy>0))>>1) + dmvector[1] - 1;
 215
 216       /* vector for prediction of bottom field from top field */
 217       DMV[1][0] = ((mvx  +(mvx>0))>>1) + dmvector[0];
 218       DMV[1][1] = ((mvy  +(mvy>0))>>1) + dmvector[1] + 1;
 219     }
 220   }
 221   else
 222   {
 223     /* vector for prediction from field of opposite 'parity' */
 224     DMV[0][0] = ((mvx+(mvx>0))>>1) + dmvector[0];
 225     DMV[0][1] = ((mvy+(mvy>0))>>1) + dmvector[1];
 226
 227     /* correct for vertical field shift */
 228     if (picture_structure==TOP_FIELD)
 229       DMV[0][1]--;
 230     else
 231       DMV[0][1]++;
 232   }
 233 }
 234