git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/dirac.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2007 Marco Gerards <marco@gnu.org>
   3  * Copyright (C) 2009 David Conrad
   4  *
   5  * This file is part of Libav.
   6  *
   7  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 /**
  23  * @file
  24  * Dirac Decoder
  25  * @author Marco Gerards <marco@gnu.org>
  26  */
  27
  28 #include "libavutil/imgutils.h"
  29
  30 #include "avcodec.h"
  31 #include "dirac.h"
  32 #include "golomb.h"
  33 #include "internal.h"
  34 #include "mpeg12data.h"
  35
  36 #if CONFIG_DIRAC_PARSE
  37
  38 typedef struct dirac_source_params {
  39     unsigned width;
  40     unsigned height;
  41     uint8_t chroma_format;          ///< 0: 444  1: 422  2: 420
  42
  43     uint8_t interlaced;
  44     uint8_t top_field_first;
  45
  46     uint8_t frame_rate_index;       ///< index into dirac_frame_rate[]
  47     uint8_t aspect_ratio_index;     ///< index into dirac_aspect_ratio[]
  48
  49     uint16_t clean_width;
  50     uint16_t clean_height;
  51     uint16_t clean_left_offset;
  52     uint16_t clean_right_offset;
  53
  54     uint8_t pixel_range_index;      ///< index into dirac_pixel_range_presets[]
  55     uint8_t color_spec_index;       ///< index into dirac_color_spec_presets[]
  56 } dirac_source_params;
  57
  58 // defaults for source parameters
  59 static const dirac_source_params dirac_source_parameters_defaults[] = {
  60     {  640,  480, 2, 0, 0,  1, 1,  640,  480, 0, 0, 1, 0 },
  61     {  176,  120, 2, 0, 0,  9, 2,  176,  120, 0, 0, 1, 1 },
  62     {  176,  144, 2, 0, 1, 10, 3,  176,  144, 0, 0, 1, 2 },
  63     {  352,  240, 2, 0, 0,  9, 2,  352,  240, 0, 0, 1, 1 },
  64     {  352,  288, 2, 0, 1, 10, 3,  352,  288, 0, 0, 1, 2 },
  65     {  704,  480, 2, 0, 0,  9, 2,  704,  480, 0, 0, 1, 1 },
  66     {  704,  576, 2, 0, 1, 10, 3,  704,  576, 0, 0, 1, 2 },
  67     {  720,  480, 1, 1, 0,  4, 2,  704,  480, 8, 0, 3, 1 },
  68     {  720,  576, 1, 1, 1,  3, 3,  704,  576, 8, 0, 3, 2 },
  69
  70     { 1280,  720, 1, 0, 1,  7, 1, 1280,  720, 0, 0, 3, 3 },
  71     { 1280,  720, 1, 0, 1,  6, 1, 1280,  720, 0, 0, 3, 3 },
  72     { 1920, 1080, 1, 1, 1,  4, 1, 1920, 1080, 0, 0, 3, 3 },
  73     { 1920, 1080, 1, 1, 1,  3, 1, 1920, 1080, 0, 0, 3, 3 },
  74     { 1920, 1080, 1, 0, 1,  7, 1, 1920, 1080, 0, 0, 3, 3 },
  75     { 1920, 1080, 1, 0, 1,  6, 1, 1920, 1080, 0, 0, 3, 3 },
  76     { 2048, 1080, 0, 0, 1,  2, 1, 2048, 1080, 0, 0, 4, 4 },
  77     { 4096, 2160, 0, 0, 1,  2, 1, 4096, 2160, 0, 0, 4, 4 },
  78
  79     { 3840, 2160, 1, 0, 1,  7, 1, 3840, 2160, 0, 0, 3, 3 },
  80     { 3840, 2160, 1, 0, 1,  6, 1, 3840, 2160, 0, 0, 3, 3 },
  81     { 7680, 4320, 1, 0, 1,  7, 1, 3840, 2160, 0, 0, 3, 3 },
  82     { 7680, 4320, 1, 0, 1,  6, 1, 3840, 2160, 0, 0, 3, 3 },
  83 };
  84
  85 /* [DIRAC_STD] Table 10.4 - Available preset pixel aspect ratio values */
  86 static const AVRational dirac_preset_aspect_ratios[] = {
  87     {  1,  1 },
  88     { 10, 11 },
  89     { 12, 11 },
  90     { 40, 33 },
  91     { 16, 11 },
  92     {  4,  3 },
  93 };
  94
  95 /* [DIRAC_STD] Values 9,10 of 10.3.5 Frame Rate.
  96  * Table 10.3 Available preset frame rate values
  97  */
  98 static const AVRational dirac_frame_rate[] = {
  99     { 15000, 1001 },
 100     {    25,    2 },
 101 };
 102
 103 /* [DIRAC_STD] This should be equivalent to Table 10.5 Available signal
 104  * range presets */
 105 static const struct {
 106     uint8_t             bitdepth;
 107     enum AVColorRange   color_range;
 108 } pixel_range_presets[] = {
 109     {  8, AVCOL_RANGE_JPEG },
 110     {  8, AVCOL_RANGE_MPEG },
 111     { 10, AVCOL_RANGE_MPEG },
 112     { 12, AVCOL_RANGE_MPEG },
 113 };
 114
 115 static const enum AVColorPrimaries dirac_primaries[] = {
 116     AVCOL_PRI_BT709,
 117     AVCOL_PRI_SMPTE170M,
 118     AVCOL_PRI_BT470BG,
 119 };
 120
 121 static const struct {
 122     enum AVColorPrimaries color_primaries;
 123     enum AVColorSpace colorspace;
 124     enum AVColorTransferCharacteristic color_trc;
 125 } dirac_color_presets[] = {
 126     { AVCOL_PRI_BT709,     AVCOL_SPC_BT709,   AVCOL_TRC_BT709 },
 127     { AVCOL_PRI_SMPTE170M, AVCOL_SPC_BT470BG, AVCOL_TRC_BT709 },
 128     { AVCOL_PRI_BT470BG,   AVCOL_SPC_BT470BG, AVCOL_TRC_BT709 },
 129     { AVCOL_PRI_BT709,     AVCOL_SPC_BT709,   AVCOL_TRC_BT709 },
 130     { AVCOL_PRI_BT709,     AVCOL_SPC_BT709,   AVCOL_TRC_UNSPECIFIED /* DCinema */ },
 131 };
 132
 133 /* [DIRAC_STD] Table 10.2 Supported chroma sampling formats + luma Offset */
 134 static const enum AVPixelFormat dirac_pix_fmt[2][3] = {
 135     { AV_PIX_FMT_YUV444P,  AV_PIX_FMT_YUV422P,  AV_PIX_FMT_YUV420P  },
 136     { AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_YUVJ422P, AV_PIX_FMT_YUVJ420P },
 137 };
 138
 139 /* [DIRAC_STD] 10.3 Parse Source Parameters.
 140  * source_parameters(base_video_format) */
 141 static int parse_source_parameters(AVDiracSeqHeader *dsh, GetBitContext *gb,
 142                                    void *log_ctx)
 143 {
 144     AVRational frame_rate = { 0, 0 };
 145     unsigned luma_depth = 8, luma_offset = 16;
 146     int idx;
 147
 148     /* [DIRAC_STD] 10.3.2 Frame size. frame_size(video_params) */
 149     /* [DIRAC_STD] custom_dimensions_flag */
 150     if (get_bits1(gb)) {
 151         dsh->width  = get_interleaved_ue_golomb(gb); /* [DIRAC_STD] FRAME_WIDTH  */
 152         dsh->height = get_interleaved_ue_golomb(gb); /* [DIRAC_STD] FRAME_HEIGHT */
 153     }
 154
 155     /* [DIRAC_STD] 10.3.3 Chroma Sampling Format.
 156      *  chroma_sampling_format(video_params) */
 157     /* [DIRAC_STD] custom_chroma_format_flag */
 158     if (get_bits1(gb))
 159         /* [DIRAC_STD] CHROMA_FORMAT_INDEX */
 160         dsh->chroma_format = get_interleaved_ue_golomb(gb);
 161     if (dsh->chroma_format > 2) {
 162         if (log_ctx)
 163             av_log(log_ctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown chroma format %d\n",
 164                    dsh->chroma_format);
 165         return AVERROR_INVALIDDATA;
 166     }
 167
 168     /* [DIRAC_STD] 10.3.4 Scan Format. scan_format(video_params) */
 169     /* [DIRAC_STD] custom_scan_format_flag */
 170     if (get_bits1(gb))
 171         /* [DIRAC_STD] SOURCE_SAMPLING */
 172         dsh->interlaced = get_interleaved_ue_golomb(gb);
 173     if (dsh->interlaced > 1)
 174         return AVERROR_INVALIDDATA;
 175
 176     /* [DIRAC_STD] 10.3.5 Frame Rate. frame_rate(video_params) */
 177     if (get_bits1(gb)) { /* [DIRAC_STD] custom_frame_rate_flag */
 178         dsh->frame_rate_index = get_interleaved_ue_golomb(gb);
 179
 180         if (dsh->frame_rate_index > 10)
 181             return AVERROR_INVALIDDATA;
 182
 183         if (!dsh->frame_rate_index) {
 184             /* [DIRAC_STD] FRAME_RATE_NUMER */
 185             frame_rate.num = get_interleaved_ue_golomb(gb);
 186             /* [DIRAC_STD] FRAME_RATE_DENOM */
 187             frame_rate.den = get_interleaved_ue_golomb(gb);
 188         }
 189     }
 190     /* [DIRAC_STD] preset_frame_rate(video_params, index) */
 191     if (dsh->frame_rate_index > 0) {
 192         if (dsh->frame_rate_index <= 8)
 193             frame_rate = ff_mpeg12_frame_rate_tab[dsh->frame_rate_index];
 194         else
 195             /* [DIRAC_STD] Table 10.3 values 9-10 */
 196             frame_rate = dirac_frame_rate[dsh->frame_rate_index - 9];
 197     }
 198     dsh->framerate = frame_rate;
 199
 200     /* [DIRAC_STD] 10.3.6 Pixel Aspect Ratio.
 201      * pixel_aspect_ratio(video_params) */
 202     if (get_bits1(gb)) { /* [DIRAC_STD] custom_pixel_aspect_ratio_flag */
 203         /* [DIRAC_STD] index */
 204         dsh->aspect_ratio_index = get_interleaved_ue_golomb(gb);
 205
 206         if (dsh->aspect_ratio_index > 6)
 207             return AVERROR_INVALIDDATA;
 208
 209         if (!dsh->aspect_ratio_index) {
 210             dsh->sample_aspect_ratio.num = get_interleaved_ue_golomb(gb);
 211             dsh->sample_aspect_ratio.den = get_interleaved_ue_golomb(gb);
 212         }
 213     }
 214     /* [DIRAC_STD] Take value from Table 10.4 Available preset pixel
 215      *  aspect ratio values */
 216     if (dsh->aspect_ratio_index > 0)
 217         dsh->sample_aspect_ratio =
 218             dirac_preset_aspect_ratios[dsh->aspect_ratio_index - 1];
 219
 220     /* [DIRAC_STD] 10.3.7 Clean area. clean_area(video_params) */
 221     if (get_bits1(gb)) { /* [DIRAC_STD] custom_clean_area_flag */
 222         /* [DIRAC_STD] CLEAN_WIDTH */
 223         dsh->clean_width = get_interleaved_ue_golomb(gb);
 224         /* [DIRAC_STD] CLEAN_HEIGHT */
 225         dsh->clean_height = get_interleaved_ue_golomb(gb);
 226         /* [DIRAC_STD] CLEAN_LEFT_OFFSET */
 227         dsh->clean_left_offset = get_interleaved_ue_golomb(gb);
 228         /* [DIRAC_STD] CLEAN_RIGHT_OFFSET */
 229         dsh->clean_right_offset = get_interleaved_ue_golomb(gb);
 230     }
 231
 232     /* [DIRAC_STD] 10.3.8 Signal range. signal_range(video_params)
 233      * WARNING: Some adaptation seems to be done using the
 234      * AVCOL_RANGE_MPEG/JPEG values */
 235     if (get_bits1(gb)) { /* [DIRAC_STD] custom_signal_range_flag */
 236         /* [DIRAC_STD] index */
 237         dsh->pixel_range_index = get_interleaved_ue_golomb(gb);
 238
 239         if (dsh->pixel_range_index > 4)
 240             return AVERROR_INVALIDDATA;
 241
 242         // This assumes either fullrange or MPEG levels only
 243         if (!dsh->pixel_range_index) {
 244             luma_offset = get_interleaved_ue_golomb(gb);
 245             luma_depth  = av_log2(get_interleaved_ue_golomb(gb)) + 1;
 246             get_interleaved_ue_golomb(gb); /* chroma offset    */
 247             get_interleaved_ue_golomb(gb); /* chroma excursion */
 248             dsh->color_range = luma_offset ? AVCOL_RANGE_MPEG
 249                                            : AVCOL_RANGE_JPEG;
 250         }
 251     }
 252     /* [DIRAC_STD] Table 10.5
 253      * Available signal range presets <--> pixel_range_presets */
 254     if (dsh->pixel_range_index > 0) {
 255         idx                = dsh->pixel_range_index - 1;
 256         luma_depth         = pixel_range_presets[idx].bitdepth;
 257         dsh->color_range   = pixel_range_presets[idx].color_range;
 258     }
 259
 260     if (luma_depth > 8 && log_ctx)
 261         av_log(log_ctx, AV_LOG_WARNING, "Bitdepth greater than 8");
 262
 263     dsh->pix_fmt = dirac_pix_fmt[!luma_offset][dsh->chroma_format];
 264
 265     /* [DIRAC_STD] 10.3.9 Colour specification. colour_spec(video_params) */
 266     if (get_bits1(gb)) { /* [DIRAC_STD] custom_colour_spec_flag */
 267         /* [DIRAC_STD] index */
 268         idx = dsh->color_spec_index = get_interleaved_ue_golomb(gb);
 269
 270         if (dsh->color_spec_index > 4)
 271             return AVERROR_INVALIDDATA;
 272
 273         dsh->color_primaries = dirac_color_presets[idx].color_primaries;
 274         dsh->colorspace      = dirac_color_presets[idx].colorspace;
 275         dsh->color_trc       = dirac_color_presets[idx].color_trc;
 276
 277         if (!dsh->color_spec_index) {
 278             /* [DIRAC_STD] 10.3.9.1 Colour primaries */
 279             if (get_bits1(gb)) {
 280                 idx = get_interleaved_ue_golomb(gb);
 281                 if (idx < 3)
 282                     dsh->color_primaries = dirac_primaries[idx];
 283             }
 284             /* [DIRAC_STD] 10.3.9.2 Colour matrix */
 285             if (get_bits1(gb)) {
 286                 idx = get_interleaved_ue_golomb(gb);
 287                 if (!idx)
 288                     dsh->colorspace = AVCOL_SPC_BT709;
 289                 else if (idx == 1)
 290                     dsh->colorspace = AVCOL_SPC_BT470BG;
 291             }
 292             /* [DIRAC_STD] 10.3.9.3 Transfer function */
 293             if (get_bits1(gb) && !get_interleaved_ue_golomb(gb))
 294                 dsh->color_trc = AVCOL_TRC_BT709;
 295         }
 296     } else {
 297         idx                    = dsh->color_spec_index;
 298         dsh->color_primaries = dirac_color_presets[idx].color_primaries;
 299         dsh->colorspace      = dirac_color_presets[idx].colorspace;
 300         dsh->color_trc       = dirac_color_presets[idx].color_trc;
 301     }
 302
 303     return 0;
 304 }
 305
 306 /* [DIRAC_STD] 10. Sequence Header. sequence_header() */
 307 int av_dirac_parse_sequence_header(AVDiracSeqHeader **pdsh,
 308                                    const uint8_t *buf, size_t buf_size,
 309                                    void *log_ctx)
 310 {
 311     AVDiracSeqHeader *dsh;
 312     GetBitContext gb;
 313     unsigned version_major;
 314     unsigned video_format, picture_coding_mode;
 315     int ret;
 316
 317     dsh = av_mallocz(sizeof(*dsh));
 318     if (!dsh)
 319         return AVERROR(ENOMEM);
 320
 321     ret = init_get_bits8(&gb, buf, buf_size);
 322     if (ret < 0)
 323         goto fail;
 324
 325     /* [DIRAC_SPEC] 10.1 Parse Parameters. parse_parameters() */
 326     version_major = get_interleaved_ue_golomb(&gb);
 327     get_interleaved_ue_golomb(&gb); /* version_minor */
 328     dsh->profile = get_interleaved_ue_golomb(&gb);
 329     dsh->level   = get_interleaved_ue_golomb(&gb);
 330     /* [DIRAC_SPEC] sequence_header() -> base_video_format as defined in
 331      * 10.2 Base Video Format, table 10.1 Dirac predefined video formats */
 332     video_format = get_interleaved_ue_golomb(&gb);
 333
 334     if (log_ctx) {
 335         if (version_major < 2)
 336             av_log(log_ctx, AV_LOG_WARNING, "Stream is old and may not work\n");
 337         else if (version_major > 2)
 338             av_log(log_ctx, AV_LOG_WARNING, "Stream may have unhandled features\n");
 339     }
 340
 341     if (video_format > 20) {
 342         ret = AVERROR_INVALIDDATA;
 343         goto fail;
 344     }
 345
 346     // Fill in defaults for the source parameters.
 347     dsh->width              = dirac_source_parameters_defaults[video_format].width;
 348     dsh->height             = dirac_source_parameters_defaults[video_format].height;
 349     dsh->chroma_format      = dirac_source_parameters_defaults[video_format].chroma_format;
 350     dsh->interlaced         = dirac_source_parameters_defaults[video_format].interlaced;
 351     dsh->top_field_first    = dirac_source_parameters_defaults[video_format].top_field_first;
 352     dsh->frame_rate_index   = dirac_source_parameters_defaults[video_format].frame_rate_index;
 353     dsh->aspect_ratio_index = dirac_source_parameters_defaults[video_format].aspect_ratio_index;
 354     dsh->clean_width        = dirac_source_parameters_defaults[video_format].clean_width;
 355     dsh->clean_height       = dirac_source_parameters_defaults[video_format].clean_height;
 356     dsh->clean_left_offset  = dirac_source_parameters_defaults[video_format].clean_left_offset;
 357     dsh->clean_right_offset = dirac_source_parameters_defaults[video_format].clean_right_offset;
 358     dsh->pixel_range_index  = dirac_source_parameters_defaults[video_format].pixel_range_index;
 359     dsh->color_spec_index   = dirac_source_parameters_defaults[video_format].color_spec_index;
 360
 361     /* [DIRAC_STD] 10.3 Source Parameters
 362      * Override the defaults. */
 363     ret = parse_source_parameters(dsh, &gb, log_ctx);
 364     if (ret < 0)
 365         goto fail;
 366
 367     /* [DIRAC_STD] picture_coding_mode shall be 0 for fields and 1 for frames
 368      * currently only used to signal field coding */
 369     picture_coding_mode = get_interleaved_ue_golomb(&gb);
 370     if (picture_coding_mode != 0) {
 371         if (log_ctx) {
 372             av_log(log_ctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported picture coding mode %d",
 373                    picture_coding_mode);
 374         }
 375         ret = AVERROR_INVALIDDATA;
 376         goto fail;
 377     }
 378
 379     *pdsh = dsh;
 380     return 0;
 381 fail:
 382     av_freep(&dsh);
 383     *pdsh = NULL;
 384     return ret;
 385 }
 386 #else
 387 int av_dirac_parse_sequence_header(AVDiracSeqHeader **pdsh,
 388                                    const uint8_t *buf, size_t buf_size,
 389                                    void *log_ctx)
 390 {
 391     return AVERROR(ENOSYS);
 392 }
 393 #endif