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 #include "dirac.h"
  30 #include "avcodec.h"
  31 #include "golomb.h"
  32 #include "internal.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
  47     { 1280, 720,  1, 0, 1, 7,  1, 1280, 720,  0, 0, 3, 3 },
  48     { 1280, 720,  1, 0, 1, 6,  1, 1280, 720,  0, 0, 3, 3 },
  49     { 1920, 1080, 1, 1, 1, 4,  1, 1920, 1080, 0, 0, 3, 3 },
  50     { 1920, 1080, 1, 1, 1, 3,  1, 1920, 1080, 0, 0, 3, 3 },
  51     { 1920, 1080, 1, 0, 1, 7,  1, 1920, 1080, 0, 0, 3, 3 },
  52     { 1920, 1080, 1, 0, 1, 6,  1, 1920, 1080, 0, 0, 3, 3 },
  53     { 2048, 1080, 0, 0, 1, 2,  1, 2048, 1080, 0, 0, 4, 4 },
  54     { 4096, 2160, 0, 0, 1, 2,  1, 4096, 2160, 0, 0, 4, 4 },
  55
  56     { 3840, 2160, 1, 0, 1, 7,  1, 3840, 2160, 0, 0, 3, 3 },
  57     { 3840, 2160, 1, 0, 1, 6,  1, 3840, 2160, 0, 0, 3, 3 },
  58     { 7680, 4320, 1, 0, 1, 7,  1, 3840, 2160, 0, 0, 3, 3 },
  59     { 7680, 4320, 1, 0, 1, 6,  1, 3840, 2160, 0, 0, 3, 3 },
  60 };
  61
  62 /* [DIRAC_STD] Table 10.4 - Available preset pixel aspect ratio values */
  63 static const AVRational dirac_preset_aspect_ratios[] = {
  64     {1, 1},
  65     {10, 11},
  66     {12, 11},
  67     {40, 33},
  68     {16, 11},
  69     {4, 3},
  70 };
  71
  72 /* [DIRAC_STD] Values 9,10 of 10.3.5 Frame Rate.
  73  * Table 10.3 Available preset frame rate values
  74  */
  75 static const AVRational dirac_frame_rate[] = {
  76     {15000, 1001},
  77     {25, 2},
  78 };
  79
  80 /* [DIRAC_STD] This should be equivalent to Table 10.5 Available signal
  81  * range presets */
  82 static const struct {
  83     uint8_t             bitdepth;
  84     enum AVColorRange   color_range;
  85 } pixel_range_presets[] = {
  86     {8,  AVCOL_RANGE_JPEG},
  87     {8,  AVCOL_RANGE_MPEG},
  88     {10, AVCOL_RANGE_MPEG},
  89     {12, AVCOL_RANGE_MPEG},
  90 };
  91
  92 static const enum AVColorPrimaries dirac_primaries[] = {
  93     AVCOL_PRI_BT709,
  94     AVCOL_PRI_SMPTE170M,
  95     AVCOL_PRI_BT470BG,
  96 };
  97
  98 static const struct {
  99     enum AVColorPrimaries color_primaries;
 100     enum AVColorSpace colorspace;
 101     enum AVColorTransferCharacteristic color_trc;
 102 } dirac_color_presets[] = {
 103     { AVCOL_PRI_BT709,     AVCOL_SPC_BT709,   AVCOL_TRC_BT709 },
 104     { AVCOL_PRI_SMPTE170M, AVCOL_SPC_BT470BG, AVCOL_TRC_BT709 },
 105     { AVCOL_PRI_BT470BG,   AVCOL_SPC_BT470BG, AVCOL_TRC_BT709 },
 106     { AVCOL_PRI_BT709,     AVCOL_SPC_BT709,   AVCOL_TRC_BT709 },
 107     { AVCOL_PRI_BT709,     AVCOL_SPC_BT709,   AVCOL_TRC_UNSPECIFIED /* DCinema */ },
 108 };
 109
 110 /* [DIRAC_STD] Table 10.2 Supported chroma sampling formats + luma Offset */
 111 static const enum AVPixelFormat dirac_pix_fmt[2][3] = {
 112     { AV_PIX_FMT_YUV444P,  AV_PIX_FMT_YUV422P,  AV_PIX_FMT_YUV420P  },
 113     { AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_YUVJ422P, AV_PIX_FMT_YUVJ420P },
 114 };
 115
 116 /* [DIRAC_STD] 10.3 Parse Source Parameters.
 117  * source_parameters(base_video_format) */
 118 static int parse_source_parameters(AVCodecContext *avctx, GetBitContext *gb,
 119                                    dirac_source_params *source)
 120 {
 121     AVRational frame_rate = {0,0};
 122     unsigned luma_depth = 8, luma_offset = 16;
 123     int idx;
 124
 125     /* [DIRAC_STD] 10.3.2 Frame size. frame_size(video_params) */
 126     /* [DIRAC_STD] custom_dimensions_flag */
 127     if (get_bits1(gb)) {
 128         source->width  = svq3_get_ue_golomb(gb); /* [DIRAC_STD] FRAME_WIDTH  */
 129         source->height = svq3_get_ue_golomb(gb); /* [DIRAC_STD] FRAME_HEIGHT */
 130     }
 131
 132     /* [DIRAC_STD] 10.3.3 Chroma Sampling Format.
 133      *  chroma_sampling_format(video_params) */
 134     /* [DIRAC_STD] custom_chroma_format_flag */
 135     if (get_bits1(gb))
 136         /* [DIRAC_STD] CHROMA_FORMAT_INDEX */
 137         source->chroma_format = svq3_get_ue_golomb(gb);
 138     if (source->chroma_format > 2) {
 139         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown chroma format %d\n",
 140                source->chroma_format);
 141         return AVERROR_INVALIDDATA;
 142     }
 143
 144     /* [DIRAC_STD] 10.3.4 Scan Format. scan_format(video_params) */
 145     /* [DIRAC_STD] custom_scan_format_flag */
 146     if (get_bits1(gb))
 147         /* [DIRAC_STD] SOURCE_SAMPLING */
 148         source->interlaced = svq3_get_ue_golomb(gb);
 149     if (source->interlaced > 1)
 150         return AVERROR_INVALIDDATA;
 151
 152     /* [DIRAC_STD] 10.3.5 Frame Rate. frame_rate(video_params) */
 153     if (get_bits1(gb)) { /* [DIRAC_STD] custom_frame_rate_flag */
 154         source->frame_rate_index = svq3_get_ue_golomb(gb);
 155
 156         if (source->frame_rate_index > 10)
 157             return AVERROR_INVALIDDATA;
 158
 159         if (!source->frame_rate_index) {
 160             /* [DIRAC_STD] FRAME_RATE_NUMER */
 161             frame_rate.num = svq3_get_ue_golomb(gb);
 162             /* [DIRAC_STD] FRAME_RATE_DENOM */
 163             frame_rate.den = svq3_get_ue_golomb(gb);
 164         }
 165     }
 166     /* [DIRAC_STD] preset_frame_rate(video_params, index) */
 167     if (source->frame_rate_index > 0) {
 168         if (source->frame_rate_index <= 8)
 169             frame_rate = ff_mpeg12_frame_rate_tab[source->frame_rate_index];
 170         else
 171              /* [DIRAC_STD] Table 10.3 values 9-10 */
 172             frame_rate = dirac_frame_rate[source->frame_rate_index-9];
 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.
 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 : AVCOL_RANGE_JPEG;
 226         }
 227     }
 228     /* [DIRAC_STD] Table 10.5
 229      * Available signal range presets <--> pixel_range_presets */
 230     if (source->pixel_range_index > 0) {
 231         idx                = source->pixel_range_index-1;
 232         luma_depth         = pixel_range_presets[idx].bitdepth;
 233         avctx->color_range = pixel_range_presets[idx].color_range;
 234     }
 235
 236     if (luma_depth > 8)
 237         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Bitdepth greater than 8");
 238
 239     avctx->pix_fmt = dirac_pix_fmt[!luma_offset][source->chroma_format];
 240
 241     /* [DIRAC_STD] 10.3.9 Colour specification. colour_spec(video_params) */
 242     if (get_bits1(gb)) { /* [DIRAC_STD] custom_colour_spec_flag */
 243          /* [DIRAC_STD] index */
 244         idx = source->color_spec_index = svq3_get_ue_golomb(gb);
 245
 246         if (source->color_spec_index > 4)
 247             return AVERROR_INVALIDDATA;
 248
 249         avctx->color_primaries = dirac_color_presets[idx].color_primaries;
 250         avctx->colorspace      = dirac_color_presets[idx].colorspace;
 251         avctx->color_trc       = dirac_color_presets[idx].color_trc;
 252
 253         if (!source->color_spec_index) {
 254             /* [DIRAC_STD] 10.3.9.1 Colour primaries */
 255             if (get_bits1(gb)) {
 256                 idx = svq3_get_ue_golomb(gb);
 257                 if (idx < 3)
 258                     avctx->color_primaries = dirac_primaries[idx];
 259             }
 260             /* [DIRAC_STD] 10.3.9.2 Colour matrix */
 261             if (get_bits1(gb)) {
 262                 idx = svq3_get_ue_golomb(gb);
 263                 if (!idx)
 264                     avctx->colorspace = AVCOL_SPC_BT709;
 265                 else if (idx == 1)
 266                     avctx->colorspace = AVCOL_SPC_BT470BG;
 267             }
 268             /* [DIRAC_STD] 10.3.9.3 Transfer function */
 269             if (get_bits1(gb) && !svq3_get_ue_golomb(gb))
 270                 avctx->color_trc = AVCOL_TRC_BT709;
 271         }
 272     } else {
 273         idx = source->color_spec_index;
 274         avctx->color_primaries = dirac_color_presets[idx].color_primaries;
 275         avctx->colorspace      = dirac_color_presets[idx].colorspace;
 276         avctx->color_trc       = dirac_color_presets[idx].color_trc;
 277     }
 278
 279     return 0;
 280 }
 281
 282 /* [DIRAC_STD] 10. Sequence Header. sequence_header() */
 283 int avpriv_dirac_parse_sequence_header(AVCodecContext *avctx, GetBitContext *gb,
 284                                    dirac_source_params *source)
 285 {
 286     unsigned version_major;
 287     unsigned video_format, picture_coding_mode;
 288     int ret;
 289
 290     /* [DIRAC_SPEC] 10.1 Parse Parameters. parse_parameters() */
 291     version_major  = svq3_get_ue_golomb(gb);
 292     svq3_get_ue_golomb(gb); /* version_minor */
 293     avctx->profile = svq3_get_ue_golomb(gb);
 294     avctx->level   = svq3_get_ue_golomb(gb);
 295     /* [DIRAC_SPEC] sequence_header() -> base_video_format as defined in
 296      * 10.2 Base Video Format, table 10.1 Dirac predefined video formats */
 297     video_format   = svq3_get_ue_golomb(gb);
 298
 299     if (version_major < 2)
 300         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Stream is old and may not work\n");
 301     else if (version_major > 2)
 302         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Stream may have unhandled features\n");
 303
 304     if (video_format > 20)
 305         return AVERROR_INVALIDDATA;
 306
 307     // Fill in defaults for the source parameters.
 308     *source = dirac_source_parameters_defaults[video_format];
 309
 310     /* [DIRAC_STD] 10.3 Source Parameters
 311      * Override the defaults. */
 312     if (ret = parse_source_parameters(avctx, gb, source))
 313         return ret;
 314
 315     ret = ff_set_dimensions(avctx, source->width, source->height);
 316     if (ret < 0)
 317         return ret;
 318
 319     ff_set_sar(avctx, avctx->sample_aspect_ratio);
 320
 321     /* [DIRAC_STD] picture_coding_mode shall be 0 for fields and 1 for frames
 322      * currently only used to signal field coding */
 323     picture_coding_mode = svq3_get_ue_golomb(gb);
 324     if (picture_coding_mode != 0) {
 325         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported picture coding mode %d",
 326                picture_coding_mode);
 327         return AVERROR_INVALIDDATA;
 328     }
 329     return 0;
 330 }