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  * Copyright (C) 2011 Jordi Ortiz
   5  *
   6  * This file is part of FFmpeg.
   7  *
   8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 /**
  24  * @file
  25  * Dirac Decoder
  26  * @author Marco Gerards <marco@gnu.org>, David Conrad, Jordi Ortiz <nenjordi@gmail.com>
  27  */
  28
  29 #include "libavutil/imgutils.h"
  30 #include "dirac.h"
  31 #include "avcodec.h"
  32 #include "golomb.h"
  33 #include "mpeg12data.h"
  34
  35 /* defaults for source parameters */
  36 static const dirac_source_params dirac_source_parameters_defaults[] = {
  37     { 640,  480,  2, 0, 0, 1,  1, 640,  480,  0, 0, 1, 0 },
  38     { 176,  120,  2, 0, 0, 9,  2, 176,  120,  0, 0, 1, 1 },
  39     { 176,  144,  2, 0, 1, 10, 3, 176,  144,  0, 0, 1, 2 },
  40     { 352,  240,  2, 0, 0, 9,  2, 352,  240,  0, 0, 1, 1 },
  41     { 352,  288,  2, 0, 1, 10, 3, 352,  288,  0, 0, 1, 2 },
  42     { 704,  480,  2, 0, 0, 9,  2, 704,  480,  0, 0, 1, 1 },
  43     { 704,  576,  2, 0, 1, 10, 3, 704,  576,  0, 0, 1, 2 },
  44     { 720,  480,  1, 1, 0, 4,  2, 704,  480,  8, 0, 3, 1 },
  45     { 720,  576,  1, 1, 1, 3,  3, 704,  576,  8, 0, 3, 2 },
  46     { 1280, 720,  1, 0, 1, 7,  1, 1280, 720,  0, 0, 3, 3 },
  47     { 1280, 720,  1, 0, 1, 6,  1, 1280, 720,  0, 0, 3, 3 },
  48     { 1920, 1080, 1, 1, 1, 4,  1, 1920, 1080, 0, 0, 3, 3 },
  49     { 1920, 1080, 1, 1, 1, 3,  1, 1920, 1080, 0, 0, 3, 3 },
  50     { 1920, 1080, 1, 0, 1, 7,  1, 1920, 1080, 0, 0, 3, 3 },
  51     { 1920, 1080, 1, 0, 1, 6,  1, 1920, 1080, 0, 0, 3, 3 },
  52     { 2048, 1080, 0, 0, 1, 2,  1, 2048, 1080, 0, 0, 4, 4 },
  53     { 4096, 2160, 0, 0, 1, 2,  1, 4096, 2160, 0, 0, 4, 4 },
  54     { 3840, 2160, 1, 0, 1, 7,  1, 3840, 2160, 0, 0, 3, 3 },
  55     { 3840, 2160, 1, 0, 1, 6,  1, 3840, 2160, 0, 0, 3, 3 },
  56     { 7680, 4320, 1, 0, 1, 7,  1, 3840, 2160, 0, 0, 3, 3 },
  57     { 7680, 4320, 1, 0, 1, 6,  1, 3840, 2160, 0, 0, 3, 3 },
  58 };
  59
  60 /**
  61  * Dirac Specification ->
  62  * Table 10.4 - Available preset pixel aspect ratio values
  63  */
  64 static const AVRational dirac_preset_aspect_ratios[] = {
  65     {1, 1},
  66     {10, 11},
  67     {12, 11},
  68     {40, 33},
  69     {16, 11},
  70     {4, 3},
  71 };
  72
  73 /**
  74  * Dirac Specification ->
  75  * Values 9,10 of 10.3.5 Frame Rate. Table 10.3 Available preset frame rate values
  76  */
  77 static const AVRational dirac_frame_rate[] = {
  78     {15000, 1001},
  79     {25, 2},
  80 };
  81
  82 /**
  83  * Dirac Specification ->
  84  * This should be equivalent to Table 10.5 Available signal range presets
  85  */
  86 static const struct {
  87     uint8_t             bitdepth;
  88     enum AVColorRange   color_range;
  89 } pixel_range_presets[] = {
  90     {8,  AVCOL_RANGE_JPEG},
  91     {8,  AVCOL_RANGE_MPEG},
  92     {10, AVCOL_RANGE_MPEG},
  93     {12, AVCOL_RANGE_MPEG},
  94 };
  95
  96 static const enum AVColorPrimaries dirac_primaries[] = {
  97     AVCOL_PRI_BT709,
  98     AVCOL_PRI_SMPTE170M,
  99     AVCOL_PRI_BT470BG,
 100 };
 101
 102 static const struct {
 103     enum AVColorPrimaries color_primaries;
 104     enum AVColorSpace colorspace;
 105     enum AVColorTransferCharacteristic color_trc;
 106 } dirac_color_presets[] = {
 107     { AVCOL_PRI_BT709,     AVCOL_SPC_BT709,   AVCOL_TRC_BT709 },
 108     { AVCOL_PRI_SMPTE170M, AVCOL_SPC_BT470BG, AVCOL_TRC_BT709 },
 109     { AVCOL_PRI_BT470BG,   AVCOL_SPC_BT470BG, AVCOL_TRC_BT709 },
 110     { AVCOL_PRI_BT709,     AVCOL_SPC_BT709,   AVCOL_TRC_BT709 },
 111     { AVCOL_PRI_BT709,     AVCOL_SPC_BT709,   AVCOL_TRC_UNSPECIFIED /* DCinema */ },
 112 };
 113
 114 /**
 115  * Dirac Specification ->
 116  * Table 10.2 Supported chroma sampling formats + Luma Offset
 117  */
 118 static const enum PixelFormat dirac_pix_fmt[2][3] = {
 119     { PIX_FMT_YUV444P,  PIX_FMT_YUV422P,  PIX_FMT_YUV420P  },
 120     { PIX_FMT_YUVJ444P, PIX_FMT_YUVJ422P, PIX_FMT_YUVJ420P },
 121 };
 122
 123 /**
 124  * Dirac Specification ->
 125  * 10.3 Parse Source Parameters. source_parameters(base_video_format)
 126  */
 127 static int parse_source_parameters(AVCodecContext *avctx, GetBitContext *gb,
 128                                    dirac_source_params *source)
 129 {
 130     AVRational frame_rate = (AVRational){0,0};
 131     unsigned luma_depth = 8, luma_offset = 16;
 132     int idx;
 133
 134     /* [DIRAC_STD] 10.3.2 Frame size. frame_size(video_params) */
 135     if (get_bits1(gb)) {                         /* [DIRAC_STD] custom_dimensions_flag */
 136         source->width  = svq3_get_ue_golomb(gb); /* [DIRAC_STD] FRAME_WIDTH            */
 137         source->height = svq3_get_ue_golomb(gb); /* [DIRAC_STD] FRAME_HEIGHT           */
 138     }
 139
 140     /* [DIRAC_STD] 10.3.3 Chroma Sampling Format.
 141        chroma_sampling_format(video_params) */
 142     if (get_bits1(gb))                                  /* [DIRAC_STD] custom_chroma_format_flag */
 143         source->chroma_format = svq3_get_ue_golomb(gb); /*[DIRAC_STD] CHROMA_FORMAT_INDEX        */
 144     if (source->chroma_format > 2U) {
 145         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown chroma format %d\n",
 146                source->chroma_format);
 147         return -1;
 148     }
 149
 150     /* [DIRAC_STD] 10.3.4 Scan Format. scan_format(video_params) */
 151     if (get_bits1(gb))                               /* [DIRAC_STD] custom_scan_format_flag */
 152         source->interlaced = svq3_get_ue_golomb(gb); /* [DIRAC_STD] SOURCE_SAMPLING         */
 153     if (source->interlaced > 1U)
 154         return -1;
 155
 156     /* [DIRAC_STD] 10.3.5 Frame Rate. frame_rate(video_params) */
 157     if (get_bits1(gb)) { /* [DIRAC_STD] custom_frame_rate_flag */
 158         source->frame_rate_index = svq3_get_ue_golomb(gb);
 159
 160         if (source->frame_rate_index > 10U)
 161             return -1;
 162
 163         if (!source->frame_rate_index){
 164             frame_rate.num = svq3_get_ue_golomb(gb); /* [DIRAC_STD] FRAME_RATE_NUMER */
 165             frame_rate.den = svq3_get_ue_golomb(gb); /* [DIRAC_STD] FRAME_RATE_DENOM */
 166         }
 167     }
 168     if (source->frame_rate_index > 0) { /* [DIRAC_STD] preset_frame_rate(video_params,index) */
 169         if (source->frame_rate_index <= 8)
 170             frame_rate = avpriv_frame_rate_tab[source->frame_rate_index];  /* [DIRAC_STD] Table 10.3 values 1-8  */
 171         else
 172             frame_rate = dirac_frame_rate[source->frame_rate_index-9]; /* [DIRAC_STD] Table 10.3 values 9-10 */
 173     }
 174     av_reduce(&avctx->time_base.num, &avctx->time_base.den,
 175               frame_rate.den, frame_rate.num, 1<<30);
 176
 177     /* [DIRAC_STD] 10.3.6 Pixel Aspect Ratio. pixel_aspect_ratio(video_params) */
 178     if (get_bits1(gb)) { /* [DIRAC_STD] custom_pixel_aspect_ratio_flag */
 179         source->aspect_ratio_index = svq3_get_ue_golomb(gb); /* [DIRAC_STD] index */
 180
 181         if (source->aspect_ratio_index > 6U)
 182             return -1;
 183
 184         if (!source->aspect_ratio_index) {
 185             avctx->sample_aspect_ratio.num = svq3_get_ue_golomb(gb);
 186             avctx->sample_aspect_ratio.den = svq3_get_ue_golomb(gb);
 187         }
 188     }
 189     if (source->aspect_ratio_index > 0) /* [DIRAC_STD] Take value from Table 10.4 Available preset pixel aspect ratio values */
 190         avctx->sample_aspect_ratio =
 191             dirac_preset_aspect_ratios[source->aspect_ratio_index-1];
 192
 193     /* [DIRAC_STD] 10.3.7 Clean area. clean_area(video_params) */
 194     if (get_bits1(gb)) { /* [DIRAC_STD] custom_clean_area_flag */
 195         source->clean_width        = svq3_get_ue_golomb(gb); /* [DIRAC_STD] CLEAN_WIDTH        */
 196         source->clean_height       = svq3_get_ue_golomb(gb); /* [DIRAC_STD] CLEAN_HEIGHT       */
 197         source->clean_left_offset  = svq3_get_ue_golomb(gb); /* [DIRAC_STD] CLEAN_LEFT_OFFSET  */
 198         source->clean_right_offset = svq3_get_ue_golomb(gb); /* [DIRAC_STD] CLEAN_RIGHT_OFFSET */
 199     }
 200
 201     /*[DIRAC_STD] 10.3.8 Signal range. signal_range(video_params)
 202       WARNING: Some adaptation seemed to be done using the AVCOL_RANGE_MPEG/JPEG values */
 203     if (get_bits1(gb)) {                                    /*[DIRAC_STD] custom_signal_range_flag */
 204         source->pixel_range_index = svq3_get_ue_golomb(gb); /*[DIRAC_STD] index */
 205
 206         if (source->pixel_range_index > 4U)
 207             return -1;
 208
 209         /* This assumes either fullrange or MPEG levels only */
 210         if (!source->pixel_range_index) {
 211             luma_offset = svq3_get_ue_golomb(gb);
 212             luma_depth  = av_log2(svq3_get_ue_golomb(gb))+1;
 213             svq3_get_ue_golomb(gb); /* chroma offset @Jordi: Why are these two ignored? */
 214             svq3_get_ue_golomb(gb); /* chroma excursion */
 215
 216             avctx->color_range = luma_offset ? AVCOL_RANGE_MPEG : AVCOL_RANGE_JPEG;
 217         }
 218     }
 219     if (source->pixel_range_index > 0) { /*[DIRAC_STD] Take values from Table 10.5 Available signal range presets */
 220         idx                = source->pixel_range_index-1;
 221         luma_depth         = pixel_range_presets[idx].bitdepth;
 222         avctx->color_range = pixel_range_presets[idx].color_range;
 223     }
 224
 225     if (luma_depth > 8)
 226         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Bitdepth greater than 8");
 227
 228     avctx->pix_fmt = dirac_pix_fmt[!luma_offset][source->chroma_format];
 229
 230     /* [DIRAC_STD] 10.3.9 Colour specification. colour_spec(video_params) */
 231     if (get_bits1(gb)) { /* [DIRAC_STD] custom_colour_spec_flag */
 232         idx = source->color_spec_index = svq3_get_ue_golomb(gb); /* [DIRAC_STD] index */
 233
 234         if (source->color_spec_index > 4U)
 235             return -1;
 236
 237         avctx->color_primaries = dirac_color_presets[idx].color_primaries;
 238         avctx->colorspace      = dirac_color_presets[idx].colorspace;
 239         avctx->color_trc       = dirac_color_presets[idx].color_trc;
 240
 241         if (!source->color_spec_index) {
 242             /* [DIRAC_STD] 10.3.9.1 Color primaries */
 243             if (get_bits1(gb)) {
 244                 idx = svq3_get_ue_golomb(gb);
 245                 if (idx < 3U)
 246                     avctx->color_primaries = dirac_primaries[idx];
 247             }
 248             /* [DIRAC_STD] 10.3.9.2 Color matrix */
 249             if (get_bits1(gb)) {
 250                 idx = svq3_get_ue_golomb(gb);
 251                 if (!idx)
 252                     avctx->colorspace = AVCOL_SPC_BT709;
 253                 else if (idx == 1)
 254                     avctx->colorspace = AVCOL_SPC_BT470BG;
 255             }
 256             /* [DIRAC_STD] 10.3.9.3 Transfer function */
 257             if (get_bits1(gb) && !svq3_get_ue_golomb(gb))
 258                 avctx->color_trc = AVCOL_TRC_BT709;
 259         }
 260     } else {
 261         idx = source->color_spec_index;
 262         avctx->color_primaries = dirac_color_presets[idx].color_primaries;
 263         avctx->colorspace      = dirac_color_presets[idx].colorspace;
 264         avctx->color_trc       = dirac_color_presets[idx].color_trc;
 265     }
 266
 267     return 0;
 268 }
 269
 270 /**
 271  * Dirac Specification ->
 272  *  10. Sequence Header. sequence_header()
 273  */
 274 int avpriv_dirac_parse_sequence_header(AVCodecContext *avctx, GetBitContext *gb,
 275                                    dirac_source_params *source)
 276 {
 277     unsigned version_major;
 278     unsigned video_format, picture_coding_mode;
 279
 280     /* [DIRAC_SPEC] 10.1 Parse Parameters. parse_parameters() */
 281     version_major  = svq3_get_ue_golomb(gb);
 282     svq3_get_ue_golomb(gb); /* version_minor */
 283     avctx->profile = svq3_get_ue_golomb(gb);
 284     avctx->level   = svq3_get_ue_golomb(gb);
 285     /* [DIRAC_SPEC] sequence_header() -> base_video_format as defined in
 286        10.2 Base Video Format, table 10.1 Dirac predefined video formats */
 287     video_format   = svq3_get_ue_golomb(gb);
 288
 289     if (version_major < 2)
 290         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Stream is old and may not work\n");
 291     else if (version_major > 2)
 292         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Stream may have unhandled features\n");
 293
 294     if (video_format > 20U)
 295         return -1;
 296
 297     /* Fill in defaults for the source parameters. */
 298     *source = dirac_source_parameters_defaults[video_format];
 299
 300     /*[DIRAC_STD] 10.3 Source Parameters
 301       Override the defaults. */
 302     if (parse_source_parameters(avctx, gb, source))
 303         return -1;
 304
 305     if (av_image_check_size(source->width, source->height, 0, avctx))
 306         return -1;
 307
 308     avcodec_set_dimensions(avctx, source->width, source->height);
 309
 310     /*[DIRAC_STD] picture_coding_mode shall be 0 for fields and 1 for frames
 311       currently only used to signal field coding */
 312     picture_coding_mode = svq3_get_ue_golomb(gb);
 313     if (picture_coding_mode != 0) {
 314         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported picture coding mode %d",
 315                picture_coding_mode);
 316         return -1;
 317     }
 318     return 0;
 319 }