src/gdcmmpeg2/src/mpeg2enc/readpic.c

   1 /* readpic.c, read source pictures                                          */
   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 <stdio.h>
  31 #include <stdlib.h>
  32 #include "config.h"
  33 #include "global.h"
  34
  35 /* private prototypes */
  36 static void read_y_u_v _ANSI_ARGS_((char *fname, unsigned char *frame[]));
  37 static void read_yuv _ANSI_ARGS_((char *fname, unsigned char *frame[]));
  38 static void read_ppm _ANSI_ARGS_((char *fname, unsigned char *frame[]));
  39 static void border_extend _ANSI_ARGS_((unsigned char *frame, int w1, int h1,
  40   int w2, int h2));
  41 static void conv444to422 _ANSI_ARGS_((unsigned char *src, unsigned char *dst));
  42 static void conv422to420 _ANSI_ARGS_((unsigned char *src, unsigned char *dst));
  43
  44 void readframe(fname,frame)
  45 char *fname;
  46 unsigned char *frame[];
  47 {
  48   switch (inputtype)
  49   {
  50   case T_Y_U_V:
  51     read_y_u_v(fname,frame);
  52     break;
  53   case T_YUV:
  54     read_yuv(fname,frame);
  55     break;
  56   case T_PPM:
  57     read_ppm(fname,frame);
  58     break;
  59   default:
  60     break;
  61   }
  62 }
  63
  64 static void read_y_u_v(fname,frame)
  65 char *fname;
  66 unsigned char *frame[];
  67 {
  68   int i;
  69   int chrom_hsize, chrom_vsize;
  70   char name[128];
  71   FILE *fd;
  72
  73   chrom_hsize = (chroma_format==CHROMA444) ? horizontal_size
  74                                            : horizontal_size>>1;
  75   chrom_vsize = (chroma_format!=CHROMA420) ? vertical_size
  76                                            : vertical_size>>1;
  77
  78   sprintf(name,"%s.Y",fname);
  79   if (!(fd = fopen(name,"rb")))
  80   {
  81     sprintf(errortext,"Couldn't open %s\n",name);
  82     error(errortext);
  83   }
  84   for (i=0; i<vertical_size; i++)
  85     fread(frame[0]+i*width,1,horizontal_size,fd);
  86   fclose(fd);
  87   border_extend(frame[0],horizontal_size,vertical_size,width,height);
  88
  89   sprintf(name,"%s.U",fname);
  90   if (!(fd = fopen(name,"rb")))
  91   {
  92     sprintf(errortext,"Couldn't open %s\n",name);
  93     error(errortext);
  94   }
  95   for (i=0; i<chrom_vsize; i++)
  96     fread(frame[1]+i*chrom_width,1,chrom_hsize,fd);
  97   fclose(fd);
  98   border_extend(frame[1],chrom_hsize,chrom_vsize,chrom_width,chrom_height);
  99
 100   sprintf(name,"%s.V",fname);
 101   if (!(fd = fopen(name,"rb")))
 102   {
 103     sprintf(errortext,"Couldn't open %s\n",name);
 104     error(errortext);
 105   }
 106   for (i=0; i<chrom_vsize; i++)
 107     fread(frame[2]+i*chrom_width,1,chrom_hsize,fd);
 108   fclose(fd);
 109   border_extend(frame[2],chrom_hsize,chrom_vsize,chrom_width,chrom_height);
 110 }
 111
 112 static void read_yuv(fname,frame)
 113 char *fname;
 114 unsigned char *frame[];
 115 {
 116   int i;
 117   int chrom_hsize, chrom_vsize;
 118   char name[128];
 119   FILE *fd;
 120
 121   chrom_hsize = (chroma_format==CHROMA444) ? horizontal_size
 122                                            : horizontal_size>>1;
 123   chrom_vsize = (chroma_format!=CHROMA420) ? vertical_size
 124                                            : vertical_size>>1;
 125
 126   sprintf(name,"%s.yuv",fname);
 127   if (!(fd = fopen(name,"rb")))
 128   {
 129     sprintf(errortext,"Couldn't open %s\n",name);
 130     error(errortext);
 131   }
 132
 133   /* Y */
 134   for (i=0; i<vertical_size; i++)
 135     fread(frame[0]+i*width,1,horizontal_size,fd);
 136   border_extend(frame[0],horizontal_size,vertical_size,width,height);
 137
 138   /* Cb */
 139   for (i=0; i<chrom_vsize; i++)
 140     fread(frame[1]+i*chrom_width,1,chrom_hsize,fd);
 141   border_extend(frame[1],chrom_hsize,chrom_vsize,chrom_width,chrom_height);
 142
 143   /* Cr */
 144   for (i=0; i<chrom_vsize; i++)
 145     fread(frame[2]+i*chrom_width,1,chrom_hsize,fd);
 146   border_extend(frame[2],chrom_hsize,chrom_vsize,chrom_width,chrom_height);
 147
 148   fclose(fd);
 149 }
 150
 151 static void read_ppm(fname,frame)
 152 char *fname;
 153 unsigned char *frame[];
 154 {
 155   int i, j;
 156   int r, g, b;
 157   double y, u, v;
 158   double cr, cg, cb, cu, cv;
 159   char name[128];
 160   FILE *fd;
 161   unsigned char *yp, *up, *vp;
 162   static unsigned char *u444, *v444, *u422, *v422;
 163   static double coef[7][3] = {
 164     {0.2125,0.7154,0.0721}, /* ITU-R Rec. 709 (1990) */
 165     {0.299, 0.587, 0.114},  /* unspecified */
 166     {0.299, 0.587, 0.114},  /* reserved */
 167     {0.30,  0.59,  0.11},   /* FCC */
 168     {0.299, 0.587, 0.114},  /* ITU-R Rec. 624-4 System B, G */
 169     {0.299, 0.587, 0.114},  /* SMPTE 170M */
 170     {0.212, 0.701, 0.087}}; /* SMPTE 240M (1987) */
 171
 172   i = matrix_coefficients;
 173   if (i>8)
 174     i = 3;
 175
 176   cr = coef[i-1][0];
 177   cg = coef[i-1][1];
 178   cb = coef[i-1][2];
 179   cu = 0.5/(1.0-cb);
 180   cv = 0.5/(1.0-cr);
 181
 182   if (chroma_format==CHROMA444)
 183   {
 184     u444 = frame[1];
 185     v444 = frame[2];
 186   }
 187   else
 188   {
 189     if (!u444)
 190     {
 191       if (!(u444 = (unsigned char *)malloc(width*height)))
 192         error("malloc failed");
 193       if (!(v444 = (unsigned char *)malloc(width*height)))
 194         error("malloc failed");
 195       if (chroma_format==CHROMA420)
 196       {
 197         if (!(u422 = (unsigned char *)malloc((width>>1)*height)))
 198           error("malloc failed");
 199         if (!(v422 = (unsigned char *)malloc((width>>1)*height)))
 200           error("malloc failed");
 201       }
 202     }
 203   }
 204
 205   sprintf(name,"%s.ppm",fname);
 206
 207   if (!(fd = fopen(name,"rb")))
 208   {
 209     sprintf(errortext,"Couldn't open %s\n",name);
 210     error(errortext);
 211   }
 212
 213   /* skip header */
 214   getc(fd); getc(fd); /* magic number (P6) */
 215   pbm_getint(fd); pbm_getint(fd); pbm_getint(fd); /* width height maxcolors */
 216
 217   for (i=0; i<vertical_size; i++)
 218   {
 219     yp = frame[0] + i*width;
 220     up = u444 + i*width;
 221     vp = v444 + i*width;
 222
 223     for (j=0; j<horizontal_size; j++)
 224     {
 225       r=getc(fd); g=getc(fd); b=getc(fd);
 226       /* convert to YUV */
 227       y = cr*r + cg*g + cb*b;
 228       u = cu*(b-y);
 229       v = cv*(r-y);
 230       yp[j] = (219.0/256.0)*y + 16.5;  /* nominal range: 16..235 */
 231       up[j] = (224.0/256.0)*u + 128.5; /* 16..240 */
 232       vp[j] = (224.0/256.0)*v + 128.5; /* 16..240 */
 233     }
 234   }
 235   fclose(fd);
 236
 237   border_extend(frame[0],horizontal_size,vertical_size,width,height);
 238   border_extend(u444,horizontal_size,vertical_size,width,height);
 239   border_extend(v444,horizontal_size,vertical_size,width,height);
 240
 241   if (chroma_format==CHROMA422)
 242   {
 243     conv444to422(u444,frame[1]);
 244     conv444to422(v444,frame[2]);
 245   }
 246
 247   if (chroma_format==CHROMA420)
 248   {
 249     conv444to422(u444,u422);
 250     conv444to422(v444,v422);
 251     conv422to420(u422,frame[1]);
 252     conv422to420(v422,frame[2]);
 253   }
 254 }
 255
 256 static void border_extend(frame,w1,h1,w2,h2)
 257 unsigned char *frame;
 258 int w1,h1,w2,h2;
 259 {
 260   int i, j;
 261   unsigned char *fp;
 262
 263   /* horizontal pixel replication (right border) */
 264
 265   for (j=0; j<h1; j++)
 266   {
 267     fp = frame + j*w2;
 268     for (i=w1; i<w2; i++)
 269       fp[i] = fp[i-1];
 270   }
 271
 272   /* vertical pixel replication (bottom border) */
 273
 274   for (j=h1; j<h2; j++)
 275   {
 276     fp = frame + j*w2;
 277     for (i=0; i<w2; i++)
 278       fp[i] = fp[i-w2];
 279   }
 280 }
 281
 282 /* horizontal filter and 2:1 subsampling */
 283 static void conv444to422(src,dst)
 284 unsigned char *src, *dst;
 285 {
 286   int i, j, im5, im4, im3, im2, im1, ip1, ip2, ip3, ip4, ip5, ip6;
 287
 288   if (mpeg1)
 289   {
 290     for (j=0; j<height; j++)
 291     {
 292       for (i=0; i<width; i+=2)
 293       {
 294         im5 = (i<5) ? 0 : i-5;
 295         im4 = (i<4) ? 0 : i-4;
 296         im3 = (i<3) ? 0 : i-3;
 297         im2 = (i<2) ? 0 : i-2;
 298         im1 = (i<1) ? 0 : i-1;
 299         ip1 = (i<width-1) ? i+1 : width-1;
 300         ip2 = (i<width-2) ? i+2 : width-1;
 301         ip3 = (i<width-3) ? i+3 : width-1;
 302         ip4 = (i<width-4) ? i+4 : width-1;
 303         ip5 = (i<width-5) ? i+5 : width-1;
 304         ip6 = (i<width-5) ? i+6 : width-1;
 305
 306         /* FIR filter with 0.5 sample interval phase shift */
 307         dst[i>>1] = clp[(int)(228*(src[i]+src[ip1])
 308                          +70*(src[im1]+src[ip2])
 309                          -37*(src[im2]+src[ip3])
 310                          -21*(src[im3]+src[ip4])
 311                          +11*(src[im4]+src[ip5])
 312                          + 5*(src[im5]+src[ip6])+256)>>9];
 313       }
 314       src+= width;
 315       dst+= width>>1;
 316     }
 317   }
 318   else
 319   {
 320     /* MPEG-2 */
 321     for (j=0; j<height; j++)
 322     {
 323       for (i=0; i<width; i+=2)
 324       {
 325         im5 = (i<5) ? 0 : i-5;
 326         im3 = (i<3) ? 0 : i-3;
 327         im1 = (i<1) ? 0 : i-1;
 328         ip1 = (i<width-1) ? i+1 : width-1;
 329         ip3 = (i<width-3) ? i+3 : width-1;
 330         ip5 = (i<width-5) ? i+5 : width-1;
 331
 332         /* FIR filter coefficients (*512): 22 0 -52 0 159 256 159 0 -52 0 22 */
 333         dst[i>>1] = clp[(int)(  22*(src[im5]+src[ip5])-52*(src[im3]+src[ip3])
 334                          +159*(src[im1]+src[ip1])+256*src[i]+256)>>9];
 335       }
 336       src+= width;
 337       dst+= width>>1;
 338     }
 339   }
 340 }
 341
 342 /* vertical filter and 2:1 subsampling */
 343 static void conv422to420(src,dst)
 344 unsigned char *src, *dst;
 345 {
 346   int w, i, j, jm6, jm5, jm4, jm3, jm2, jm1;
 347   int jp1, jp2, jp3, jp4, jp5, jp6;
 348
 349   w = width>>1;
 350
 351   if (prog_frame)
 352   {
 353     /* intra frame */
 354     for (i=0; i<w; i++)
 355     {
 356       for (j=0; j<height; j+=2)
 357       {
 358         jm5 = (j<5) ? 0 : j-5;
 359         jm4 = (j<4) ? 0 : j-4;
 360         jm3 = (j<3) ? 0 : j-3;
 361         jm2 = (j<2) ? 0 : j-2;
 362         jm1 = (j<1) ? 0 : j-1;
 363         jp1 = (j<height-1) ? j+1 : height-1;
 364         jp2 = (j<height-2) ? j+2 : height-1;
 365         jp3 = (j<height-3) ? j+3 : height-1;
 366         jp4 = (j<height-4) ? j+4 : height-1;
 367         jp5 = (j<height-5) ? j+5 : height-1;
 368         jp6 = (j<height-5) ? j+6 : height-1;
 369
 370         /* FIR filter with 0.5 sample interval phase shift */
 371         dst[w*(j>>1)] = clp[(int)(228*(src[w*j]+src[w*jp1])
 372                              +70*(src[w*jm1]+src[w*jp2])
 373                              -37*(src[w*jm2]+src[w*jp3])
 374                              -21*(src[w*jm3]+src[w*jp4])
 375                              +11*(src[w*jm4]+src[w*jp5])
 376                              + 5*(src[w*jm5]+src[w*jp6])+256)>>9];
 377       }
 378       src++;
 379       dst++;
 380     }
 381   }
 382   else
 383   {
 384     /* intra field */
 385     for (i=0; i<w; i++)
 386     {
 387       for (j=0; j<height; j+=4)
 388       {
 389         /* top field */
 390         jm5 = (j<10) ? 0 : j-10;
 391         jm4 = (j<8) ? 0 : j-8;
 392         jm3 = (j<6) ? 0 : j-6;
 393         jm2 = (j<4) ? 0 : j-4;
 394         jm1 = (j<2) ? 0 : j-2;
 395         jp1 = (j<height-2) ? j+2 : height-2;
 396         jp2 = (j<height-4) ? j+4 : height-2;
 397         jp3 = (j<height-6) ? j+6 : height-2;
 398         jp4 = (j<height-8) ? j+8 : height-2;
 399         jp5 = (j<height-10) ? j+10 : height-2;
 400         jp6 = (j<height-12) ? j+12 : height-2;
 401
 402         /* FIR filter with 0.25 sample interval phase shift */
 403         dst[w*(j>>1)] = clp[(int)(8*src[w*jm5]
 404                             +5*src[w*jm4]
 405                            -30*src[w*jm3]
 406                            -18*src[w*jm2]
 407                           +113*src[w*jm1]
 408                           +242*src[w*j]
 409                           +192*src[w*jp1]
 410                            +35*src[w*jp2]
 411                            -38*src[w*jp3]
 412                            -10*src[w*jp4]
 413                            +11*src[w*jp5]
 414                             +2*src[w*jp6]+256)>>9];
 415
 416         /* bottom field */
 417         jm6 = (j<9) ? 1 : j-9;
 418         jm5 = (j<7) ? 1 : j-7;
 419         jm4 = (j<5) ? 1 : j-5;
 420         jm3 = (j<3) ? 1 : j-3;
 421         jm2 = (j<1) ? 1 : j-1;
 422         jm1 = (j<height-1) ? j+1 : height-1;
 423         jp1 = (j<height-3) ? j+3 : height-1;
 424         jp2 = (j<height-5) ? j+5 : height-1;
 425         jp3 = (j<height-7) ? j+7 : height-1;
 426         jp4 = (j<height-9) ? j+9 : height-1;
 427         jp5 = (j<height-11) ? j+11 : height-1;
 428         jp6 = (j<height-13) ? j+13 : height-1;
 429
 430         /* FIR filter with 0.25 sample interval phase shift */
 431         dst[w*((j>>1)+1)] = clp[(int)(8*src[w*jp6]
 432                                 +5*src[w*jp5]
 433                                -30*src[w*jp4]
 434                                -18*src[w*jp3]
 435                               +113*src[w*jp2]
 436                               +242*src[w*jp1]
 437                               +192*src[w*jm1]
 438                                +35*src[w*jm2]
 439                                -38*src[w*jm3]
 440                                -10*src[w*jm4]
 441                                +11*src[w*jm5]
 442                                 +2*src[w*jm6]+256)>>9];
 443       }
 444       src++;
 445       dst++;
 446     }
 447   }
 448 }
 449
 450 /* pbm_getc() and pbm_getint() are essentially taken from
 451  * PBMPLUS (C) Jef Poskanzer
 452  * but without error/EOF checking
 453  */
 454 char pbm_getc(file)
 455 FILE* file;
 456 {
 457   char ch;
 458
 459   ch = getc(file);
 460
 461   if (ch=='#')
 462   {
 463     do
 464     {
 465       ch = getc(file);
 466     }
 467     while (ch!='\n' && ch!='\r');
 468   }
 469
 470   return ch;
 471 }
 472
 473 int pbm_getint(file)
 474 FILE* file;
 475 {
 476   char ch;
 477   int i;
 478
 479   do
 480   {
 481     ch = pbm_getc(file);
 482   }
 483   while (ch==' ' || ch=='\t' || ch=='\n' || ch=='\r');
 484
 485   i = 0;
 486   do
 487   {
 488     i = i*10 + ch-'0';
 489     ch = pbm_getc(file);
 490   }
 491   while (ch>='0' && ch<='9');
 492
 493   return i;
 494 }