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 // defaults for source parameters
  37 static const dirac_source_params dirac_source_parameters_defaults[] = {
  38     {  640,  480, 2, 0, 0,  1, 1,  640,  480, 0, 0, 1, 0 },
  39     {  176,  120, 2, 0, 0,  9, 2,  176,  120, 0, 0, 1, 1 },
  40     {  176,  144, 2, 0, 1, 10, 3,  176,  144, 0, 0, 1, 2 },
  41     {  352,  240, 2, 0, 0,  9, 2,  352,  240, 0, 0, 1, 1 },
  42     {  352,  288, 2, 0, 1, 10, 3,  352,  288, 0, 0, 1, 2 },
  43     {  704,  480, 2, 0, 0,  9, 2,  704,  480, 0, 0, 1, 1 },
  44     {  704,  576, 2, 0, 1, 10, 3,  704,  576, 0, 0, 1, 2 },
  45     {  720,  480, 1, 1, 0,  4, 2,  704,  480, 8, 0, 3, 1 },
  46     {  720,  576, 1, 1, 1,  3, 3,  704,  576, 8, 0, 3, 2 },
  47
  48     { 1280,  720, 1, 0, 1,  7, 1, 1280,  720, 0, 0, 3, 3 },
  49     { 1280,  720, 1, 0, 1,  6, 1, 1280,  720, 0, 0, 3, 3 },
  50     { 1920, 1080, 1, 1, 1,  4, 1, 1920, 1080, 0, 0, 3, 3 },
  51     { 1920, 1080, 1, 1, 1,  3, 1, 1920, 1080, 0, 0, 3, 3 },
  52     { 1920, 1080, 1, 0, 1,  7, 1, 1920, 1080, 0, 0, 3, 3 },
  53     { 1920, 1080, 1, 0, 1,  6, 1, 1920, 1080, 0, 0, 3, 3 },
  54     { 2048, 1080, 0, 0, 1,  2, 1, 2048, 1080, 0, 0, 4, 4 },
  55     { 4096, 2160, 0, 0, 1,  2, 1, 4096, 2160, 0, 0, 4, 4 },
  56
  57     { 3840, 2160, 1, 0, 1,  7, 1, 3840, 2160, 0, 0, 3, 3 },
  58     { 3840, 2160, 1, 0, 1,  6, 1, 3840, 2160, 0, 0, 3, 3 },
  59     { 7680, 4320, 1, 0, 1,  7, 1, 3840, 2160, 0, 0, 3, 3 },
  60     { 7680, 4320, 1, 0, 1,  6, 1, 3840, 2160, 0, 0, 3, 3 },
  61 };
  62
  63 /* [DIRAC_STD] Table 10.4 - Available preset pixel aspect ratio values */
  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 /* [DIRAC_STD] Values 9,10 of 10.3.5 Frame Rate.
  74  * Table 10.3 Available preset frame rate values
  75  */
  76 static const AVRational dirac_frame_rate[] = {
  77     { 15000, 1001 },
  78     {    25,    2 },
  79 };
  80
  81 /* [DIRAC_STD] This should be equivalent to Table 10.5 Available signal
  82  * range presets */
  83 static const struct {
  84     uint8_t             bitdepth;
  85     enum AVColorRange   color_range;
  86 } pixel_range_presets[] = {
  87     {  8, AVCOL_RANGE_JPEG },
  88     {  8, AVCOL_RANGE_MPEG },
  89     { 10, AVCOL_RANGE_MPEG },
  90     { 12, AVCOL_RANGE_MPEG },
  91 };
  92
  93 static const enum AVColorPrimaries dirac_primaries[] = {
  94     AVCOL_PRI_BT709,
  95     AVCOL_PRI_SMPTE170M,
  96     AVCOL_PRI_BT470BG,
  97 };
  98
  99 static const struct {
 100     enum AVColorPrimaries color_primaries;
 101     enum AVColorSpace colorspace;
 102     enum AVColorTransferCharacteristic color_trc;
 103 } dirac_color_presets[] = {
 104     { AVCOL_PRI_BT709,     AVCOL_SPC_BT709,   AVCOL_TRC_BT709 },
 105     { AVCOL_PRI_SMPTE170M, AVCOL_SPC_BT470BG, AVCOL_TRC_BT709 },
 106     { AVCOL_PRI_BT470BG,   AVCOL_SPC_BT470BG, AVCOL_TRC_BT709 },
 107     { AVCOL_PRI_BT709,     AVCOL_SPC_BT709,   AVCOL_TRC_BT709 },
 108     { AVCOL_PRI_BT709,     AVCOL_SPC_BT709,   AVCOL_TRC_UNSPECIFIED /* DCinema */ },
 109 };
 110
 111 /* [DIRAC_STD] Table 10.2 Supported chroma sampling formats + luma Offset */
 112 static const enum AVPixelFormat dirac_pix_fmt[2][3] = {
 113     { AV_PIX_FMT_YUV444P,  AV_PIX_FMT_YUV422P,  AV_PIX_FMT_YUV420P  },
 114     { AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_YUVJ422P, AV_PIX_FMT_YUVJ420P },
 115 };
 116
 117 /* [DIRAC_STD] 10.3 Parse Source Parameters.
 118  * source_parameters(base_video_format) */
 119 static int parse_source_parameters(AVCodecContext *avctx, GetBitContext *gb,
 120                                    dirac_source_params *source)
 121 {
 122     AVRational frame_rate = { 0, 0 };
 123     unsigned luma_depth = 8, luma_offset = 16;
 124     int idx;
 125
 126     /* [DIRAC_STD] 10.3.2 Frame size. frame_size(video_params) */
 127     /* [DIRAC_STD] custom_dimensions_flag */
 128     if (get_bits1(gb)) {
 129         source->width  = svq3_get_ue_golomb(gb); /* [DIRAC_STD] FRAME_WIDTH  */
 130         source->height = svq3_get_ue_golomb(gb); /* [DIRAC_STD] FRAME_HEIGHT */
 131     }
 132
 133     /* [DIRAC_STD] 10.3.3 Chroma Sampling Format.
 134      *  chroma_sampling_format(video_params) */
 135     /* [DIRAC_STD] custom_chroma_format_flag */
 136     if (get_bits1(gb))
 137         /* [DIRAC_STD] CHROMA_FORMAT_INDEX */
 138         source->chroma_format = svq3_get_ue_golomb(gb);
 139     if (source->chroma_format > 2) {
 140         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown chroma format %d\n",
 141                source->chroma_format);
 142         return AVERROR_INVALIDDATA;
 143     }
 144
 145     /* [DIRAC_STD] 10.3.4 Scan Format. scan_format(video_params) */
 146     /* [DIRAC_STD] custom_scan_format_flag */
 147     if (get_bits1(gb))
 148         /* [DIRAC_STD] SOURCE_SAMPLING */
 149         source->interlaced = svq3_get_ue_golomb(gb);
 150     if (source->interlaced > 1)
 151         return AVERROR_INVALIDDATA;
 152
 153     /* [DIRAC_STD] 10.3.5 Frame Rate. frame_rate(video_params) */
 154     if (get_bits1(gb)) { /* [DIRAC_STD] custom_frame_rate_flag */
 155         source->frame_rate_index = svq3_get_ue_golomb(gb);
 156
 157         if (source->frame_rate_index > 10)
 158             return AVERROR_INVALIDDATA;
 159
 160         if (!source->frame_rate_index) {
 161             /* [DIRAC_STD] FRAME_RATE_NUMER */
 162             frame_rate.num = svq3_get_ue_golomb(gb);
 163             /* [DIRAC_STD] FRAME_RATE_DENOM */
 164             frame_rate.den = svq3_get_ue_golomb(gb);
 165         }
 166     }
 167     /* [DIRAC_STD] preset_frame_rate(video_params, index) */
 168     if (source->frame_rate_index > 0) {
 169         if (source->frame_rate_index <= 8)
 170             frame_rate = ff_mpeg12_frame_rate_tab[source->frame_rate_index];
 171         else
 172             /* [DIRAC_STD] Table 10.3 values 9-10 */
 173             frame_rate = dirac_frame_rate[source->frame_rate_index - 9];
 174     }
 175     avctx->framerate = frame_rate;
 176
 177     /* [DIRAC_STD] 10.3.6 Pixel Aspect Ratio.
 178      * pixel_aspect_ratio(video_params) */
 179     if (get_bits1(gb)) { /* [DIRAC_STD] custom_pixel_aspect_ratio_flag */
 180         /* [DIRAC_STD] index */
 181         source->aspect_ratio_index = svq3_get_ue_golomb(gb);
 182
 183         if (source->aspect_ratio_index > 6)
 184             return AVERROR_INVALIDDATA;
 185
 186         if (!source->aspect_ratio_index) {
 187             avctx->sample_aspect_ratio.num = svq3_get_ue_golomb(gb);
 188             avctx->sample_aspect_ratio.den = svq3_get_ue_golomb(gb);
 189         }
 190     }
 191     /* [DIRAC_STD] Take value from Table 10.4 Available preset pixel
 192      *  aspect ratio values */
 193     if (source->aspect_ratio_index > 0)
 194         avctx->sample_aspect_ratio =
 195             dirac_preset_aspect_ratios[source->aspect_ratio_index - 1];
 196
 197     /* [DIRAC_STD] 10.3.7 Clean area. clean_area(video_params) */
 198     if (get_bits1(gb)) { /* [DIRAC_STD] custom_clean_area_flag */
 199         /* [DIRAC_STD] CLEAN_WIDTH */
 200         source->clean_width = svq3_get_ue_golomb(gb);
 201         /* [DIRAC_STD] CLEAN_HEIGHT */
 202         source->clean_height = svq3_get_ue_golomb(gb);
 203         /* [DIRAC_STD] CLEAN_LEFT_OFFSET */
 204         source->clean_left_offset = svq3_get_ue_golomb(gb);
 205         /* [DIRAC_STD] CLEAN_RIGHT_OFFSET */
 206         source->clean_right_offset = svq3_get_ue_golomb(gb);
 207     }
 208
 209     /* [DIRAC_STD] 10.3.8 Signal range. signal_range(video_params)
 210      * WARNING: Some adaptation seems to be done using the
 211      * AVCOL_RANGE_MPEG/JPEG values */
 212     if (get_bits1(gb)) { /* [DIRAC_STD] custom_signal_range_flag */
 213         /* [DIRAC_STD] index */
 214         source->pixel_range_index = svq3_get_ue_golomb(gb);
 215
 216         if (source->pixel_range_index > 4)
 217             return AVERROR_INVALIDDATA;
 218
 219         // This assumes either fullrange or MPEG levels only
 220         if (!source->pixel_range_index) {
 221             luma_offset = svq3_get_ue_golomb(gb);
 222             luma_depth  = av_log2(svq3_get_ue_golomb(gb)) + 1;
 223             svq3_get_ue_golomb(gb); /* chroma offset    */
 224             svq3_get_ue_golomb(gb); /* chroma excursion */
 225             avctx->color_range = luma_offset ? AVCOL_RANGE_MPEG
 226                                              : AVCOL_RANGE_JPEG;
 227         }
 228     }
 229     /* [DIRAC_STD] Table 10.5
 230      * Available signal range presets <--> pixel_range_presets */
 231     if (source->pixel_range_index > 0) {
 232         idx                = source->pixel_range_index - 1;
 233         luma_depth         = pixel_range_presets[idx].bitdepth;
 234         avctx->color_range = pixel_range_presets[idx].color_range;
 235     }
 236
 237     if (luma_depth > 8)
 238         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Bitdepth greater than 8");
 239
 240     avctx->pix_fmt = dirac_pix_fmt[!luma_offset][source->chroma_format];
 241
 242     /* [DIRAC_STD] 10.3.9 Colour specification. colour_spec(video_params) */
 243     if (get_bits1(gb)) { /* [DIRAC_STD] custom_colour_spec_flag */
 244         /* [DIRAC_STD] index */
 245         idx = source->color_spec_index = svq3_get_ue_golomb(gb);
 246
 247         if (source->color_spec_index > 4)
 248             return AVERROR_INVALIDDATA;
 249
 250         avctx->color_primaries = dirac_color_presets[idx].color_primaries;
 251         avctx->colorspace      = dirac_color_presets[idx].colorspace;
 252         avctx->color_trc       = dirac_color_presets[idx].color_trc;
 253
 254         if (!source->color_spec_index) {
 255             /* [DIRAC_STD] 10.3.9.1 Colour primaries */
 256             if (get_bits1(gb)) {
 257                 idx = svq3_get_ue_golomb(gb);
 258                 if (idx < 3)
 259                     avctx->color_primaries = dirac_primaries[idx];
 260             }
 261             /* [DIRAC_STD] 10.3.9.2 Colour matrix */
 262             if (get_bits1(gb)) {
 263                 idx = svq3_get_ue_golomb(gb);
 264                 if (!idx)
 265                     avctx->colorspace = AVCOL_SPC_BT709;
 266                 else if (idx == 1)
 267                     avctx->colorspace = AVCOL_SPC_BT470BG;
 268             }
 269             /* [DIRAC_STD] 10.3.9.3 Transfer function */
 270             if (get_bits1(gb) && !svq3_get_ue_golomb(gb))
 271                 avctx->color_trc = AVCOL_TRC_BT709;
 272         }
 273     } else {
 274         idx                    = source->color_spec_index;
 275         avctx->color_primaries = dirac_color_presets[idx].color_primaries;
 276         avctx->colorspace      = dirac_color_presets[idx].colorspace;
 277         avctx->color_trc       = dirac_color_presets[idx].color_trc;
 278     }
 279
 280     return 0;
 281 }
 282
 283 /* [DIRAC_STD] 10. Sequence Header. sequence_header() */
 284 int avpriv_dirac_parse_sequence_header(AVCodecContext *avctx, GetBitContext *gb,
 285                                        dirac_source_params *source)
 286 {
 287     unsigned version_major;
 288     unsigned video_format, picture_coding_mode;
 289     int ret;
 290
 291     /* [DIRAC_SPEC] 10.1 Parse Parameters. parse_parameters() */
 292     version_major  = svq3_get_ue_golomb(gb);
 293     svq3_get_ue_golomb(gb); /* version_minor */
 294     avctx->profile = svq3_get_ue_golomb(gb);
 295     avctx->level   = svq3_get_ue_golomb(gb);
 296     /* [DIRAC_SPEC] sequence_header() -> base_video_format as defined in
 297      * 10.2 Base Video Format, table 10.1 Dirac predefined video formats */
 298     video_format   = svq3_get_ue_golomb(gb);
 299
 300     if (version_major < 2)
 301         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Stream is old and may not work\n");
 302     else if (version_major > 2)
 303         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Stream may have unhandled features\n");
 304
 305     if (video_format > 20)
 306         return AVERROR_INVALIDDATA;
 307
 308     // Fill in defaults for the source parameters.
 309     *source = dirac_source_parameters_defaults[video_format];
 310
 311     /* [DIRAC_STD] 10.3 Source Parameters
 312      * Override the defaults. */
 313     if (ret = parse_source_parameters(avctx, gb, source))
 314         return ret;
 315
 316     ret = ff_set_dimensions(avctx, source->width, source->height);
 317     if (ret < 0)
 318         return ret;
 319
 320     ff_set_sar(avctx, avctx->sample_aspect_ratio);
 321
 322     /* [DIRAC_STD] picture_coding_mode shall be 0 for fields and 1 for frames
 323      * currently only used to signal field coding */
 324     picture_coding_mode = svq3_get_ue_golomb(gb);
 325     if (picture_coding_mode != 0) {
 326         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported picture coding mode %d",
 327                picture_coding_mode);
 328         return AVERROR_INVALIDDATA;
 329     }
 330     return 0;
 331 }