git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/hevc_ps.h

   1 /*
   2  * HEVC parameter set parsing
   3  *
   4  * This file is part of FFmpeg.
   5  *
   6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8  * License as published by the Free Software Foundation; either
   9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14  * Lesser General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  19  */
  20
  21 #ifndef AVCODEC_HEVC_PS_H
  22 #define AVCODEC_HEVC_PS_H
  23
  24 #include <stdint.h>
  25
  26 #include "libavutil/buffer.h"
  27 #include "libavutil/pixfmt.h"
  28 #include "libavutil/rational.h"
  29
  30 #include "avcodec.h"
  31 #include "get_bits.h"
  32 #include "hevc.h"
  33
  34 typedef struct ShortTermRPS {
  35     unsigned int num_negative_pics;
  36     int num_delta_pocs;
  37     int rps_idx_num_delta_pocs;
  38     int32_t delta_poc[32];
  39     uint8_t used[32];
  40 } ShortTermRPS;
  41
  42 typedef struct LongTermRPS {
  43     int     poc[32];
  44     uint8_t poc_msb_present[32];
  45     uint8_t used[32];
  46     uint8_t nb_refs;
  47 } LongTermRPS;
  48
  49 typedef struct SliceHeader {
  50     unsigned int pps_id;
  51
  52     ///< address (in raster order) of the first block in the current slice segment
  53     unsigned int   slice_segment_addr;
  54     ///< address (in raster order) of the first block in the current slice
  55     unsigned int   slice_addr;
  56
  57     enum HEVCSliceType slice_type;
  58
  59     int pic_order_cnt_lsb;
  60
  61     uint8_t first_slice_in_pic_flag;
  62     uint8_t dependent_slice_segment_flag;
  63     uint8_t pic_output_flag;
  64     uint8_t colour_plane_id;
  65
  66     ///< RPS coded in the slice header itself is stored here
  67     int short_term_ref_pic_set_sps_flag;
  68     int short_term_ref_pic_set_size;
  69     ShortTermRPS slice_rps;
  70     const ShortTermRPS *short_term_rps;
  71     int long_term_ref_pic_set_size;
  72     LongTermRPS long_term_rps;
  73     unsigned int list_entry_lx[2][32];
  74
  75     uint8_t rpl_modification_flag[2];
  76     uint8_t no_output_of_prior_pics_flag;
  77     uint8_t slice_temporal_mvp_enabled_flag;
  78
  79     unsigned int nb_refs[2];
  80
  81     uint8_t slice_sample_adaptive_offset_flag[3];
  82     uint8_t mvd_l1_zero_flag;
  83
  84     uint8_t cabac_init_flag;
  85     uint8_t disable_deblocking_filter_flag; ///< slice_header_disable_deblocking_filter_flag
  86     uint8_t slice_loop_filter_across_slices_enabled_flag;
  87     uint8_t collocated_list;
  88
  89     unsigned int collocated_ref_idx;
  90
  91     int slice_qp_delta;
  92     int slice_cb_qp_offset;
  93     int slice_cr_qp_offset;
  94
  95     uint8_t cu_chroma_qp_offset_enabled_flag;
  96
  97     int beta_offset;    ///< beta_offset_div2 * 2
  98     int tc_offset;      ///< tc_offset_div2 * 2
  99
 100     unsigned int max_num_merge_cand; ///< 5 - 5_minus_max_num_merge_cand
 101
 102     unsigned *entry_point_offset;
 103     int * offset;
 104     int * size;
 105     int num_entry_point_offsets;
 106
 107     int8_t slice_qp;
 108
 109     uint8_t luma_log2_weight_denom;
 110     int16_t chroma_log2_weight_denom;
 111
 112     int16_t luma_weight_l0[16];
 113     int16_t chroma_weight_l0[16][2];
 114     int16_t chroma_weight_l1[16][2];
 115     int16_t luma_weight_l1[16];
 116
 117     int16_t luma_offset_l0[16];
 118     int16_t chroma_offset_l0[16][2];
 119
 120     int16_t luma_offset_l1[16];
 121     int16_t chroma_offset_l1[16][2];
 122
 123     int slice_ctb_addr_rs;
 124 } SliceHeader;
 125
 126 typedef struct HEVCWindow {
 127     unsigned int left_offset;
 128     unsigned int right_offset;
 129     unsigned int top_offset;
 130     unsigned int bottom_offset;
 131 } HEVCWindow;
 132
 133 typedef struct VUI {
 134     AVRational sar;
 135
 136     int overscan_info_present_flag;
 137     int overscan_appropriate_flag;
 138
 139     int video_signal_type_present_flag;
 140     int video_format;
 141     int video_full_range_flag;
 142     int colour_description_present_flag;
 143     uint8_t colour_primaries;
 144     uint8_t transfer_characteristic;
 145     uint8_t matrix_coeffs;
 146
 147     int chroma_loc_info_present_flag;
 148     int chroma_sample_loc_type_top_field;
 149     int chroma_sample_loc_type_bottom_field;
 150     int neutra_chroma_indication_flag;
 151
 152     int field_seq_flag;
 153     int frame_field_info_present_flag;
 154
 155     int default_display_window_flag;
 156     HEVCWindow def_disp_win;
 157
 158     int vui_timing_info_present_flag;
 159     uint32_t vui_num_units_in_tick;
 160     uint32_t vui_time_scale;
 161     int vui_poc_proportional_to_timing_flag;
 162     int vui_num_ticks_poc_diff_one_minus1;
 163     int vui_hrd_parameters_present_flag;
 164
 165     int bitstream_restriction_flag;
 166     int tiles_fixed_structure_flag;
 167     int motion_vectors_over_pic_boundaries_flag;
 168     int restricted_ref_pic_lists_flag;
 169     int min_spatial_segmentation_idc;
 170     int max_bytes_per_pic_denom;
 171     int max_bits_per_min_cu_denom;
 172     int log2_max_mv_length_horizontal;
 173     int log2_max_mv_length_vertical;
 174 } VUI;
 175
 176 typedef struct PTLCommon {
 177     uint8_t profile_space;
 178     uint8_t tier_flag;
 179     uint8_t profile_idc;
 180     uint8_t profile_compatibility_flag[32];
 181     uint8_t progressive_source_flag;
 182     uint8_t interlaced_source_flag;
 183     uint8_t non_packed_constraint_flag;
 184     uint8_t frame_only_constraint_flag;
 185     uint8_t max_12bit_constraint_flag;
 186     uint8_t max_10bit_constraint_flag;
 187     uint8_t max_8bit_constraint_flag;
 188     uint8_t max_422chroma_constraint_flag;
 189     uint8_t max_420chroma_constraint_flag;
 190     uint8_t max_monochrome_constraint_flag;
 191     uint8_t intra_constraint_flag;
 192     uint8_t one_picture_only_constraint_flag;
 193     uint8_t lower_bit_rate_constraint_flag;
 194     uint8_t max_14bit_constraint_flag;
 195     uint8_t inbld_flag;
 196     uint8_t level_idc;
 197 } PTLCommon;
 198
 199 typedef struct PTL {
 200     PTLCommon general_ptl;
 201     PTLCommon sub_layer_ptl[HEVC_MAX_SUB_LAYERS];
 202
 203     uint8_t sub_layer_profile_present_flag[HEVC_MAX_SUB_LAYERS];
 204     uint8_t sub_layer_level_present_flag[HEVC_MAX_SUB_LAYERS];
 205 } PTL;
 206
 207 typedef struct HEVCVPS {
 208     uint8_t vps_temporal_id_nesting_flag;
 209     int vps_max_layers;
 210     int vps_max_sub_layers; ///< vps_max_temporal_layers_minus1 + 1
 211
 212     PTL ptl;
 213     int vps_sub_layer_ordering_info_present_flag;
 214     unsigned int vps_max_dec_pic_buffering[HEVC_MAX_SUB_LAYERS];
 215     unsigned int vps_num_reorder_pics[HEVC_MAX_SUB_LAYERS];
 216     unsigned int vps_max_latency_increase[HEVC_MAX_SUB_LAYERS];
 217     int vps_max_layer_id;
 218     int vps_num_layer_sets; ///< vps_num_layer_sets_minus1 + 1
 219     uint8_t vps_timing_info_present_flag;
 220     uint32_t vps_num_units_in_tick;
 221     uint32_t vps_time_scale;
 222     uint8_t vps_poc_proportional_to_timing_flag;
 223     int vps_num_ticks_poc_diff_one; ///< vps_num_ticks_poc_diff_one_minus1 + 1
 224     int vps_num_hrd_parameters;
 225
 226     uint8_t data[4096];
 227     int data_size;
 228 } HEVCVPS;
 229
 230 typedef struct ScalingList {
 231     /* This is a little wasteful, since sizeID 0 only needs 8 coeffs,
 232      * and size ID 3 only has 2 arrays, not 6. */
 233     uint8_t sl[4][6][64];
 234     uint8_t sl_dc[2][6];
 235 } ScalingList;
 236
 237 typedef struct HEVCSPS {
 238     unsigned vps_id;
 239     int chroma_format_idc;
 240     uint8_t separate_colour_plane_flag;
 241
 242     HEVCWindow output_window;
 243
 244     HEVCWindow pic_conf_win;
 245
 246     int bit_depth;
 247     int bit_depth_chroma;
 248     int pixel_shift;
 249     enum AVPixelFormat pix_fmt;
 250
 251     unsigned int log2_max_poc_lsb;
 252     int pcm_enabled_flag;
 253
 254     int max_sub_layers;
 255     struct {
 256         int max_dec_pic_buffering;
 257         int num_reorder_pics;
 258         int max_latency_increase;
 259     } temporal_layer[HEVC_MAX_SUB_LAYERS];
 260     uint8_t temporal_id_nesting_flag;
 261
 262     VUI vui;
 263     PTL ptl;
 264
 265     uint8_t scaling_list_enable_flag;
 266     ScalingList scaling_list;
 267
 268     unsigned int nb_st_rps;
 269     ShortTermRPS st_rps[HEVC_MAX_SHORT_TERM_REF_PIC_SETS];
 270
 271     uint8_t amp_enabled_flag;
 272     uint8_t sao_enabled;
 273
 274     uint8_t long_term_ref_pics_present_flag;
 275     uint16_t lt_ref_pic_poc_lsb_sps[HEVC_MAX_LONG_TERM_REF_PICS];
 276     uint8_t used_by_curr_pic_lt_sps_flag[HEVC_MAX_LONG_TERM_REF_PICS];
 277     uint8_t num_long_term_ref_pics_sps;
 278
 279     struct {
 280         uint8_t bit_depth;
 281         uint8_t bit_depth_chroma;
 282         unsigned int log2_min_pcm_cb_size;
 283         unsigned int log2_max_pcm_cb_size;
 284         uint8_t loop_filter_disable_flag;
 285     } pcm;
 286     uint8_t sps_temporal_mvp_enabled_flag;
 287     uint8_t sps_strong_intra_smoothing_enable_flag;
 288
 289     unsigned int log2_min_cb_size;
 290     unsigned int log2_diff_max_min_coding_block_size;
 291     unsigned int log2_min_tb_size;
 292     unsigned int log2_max_trafo_size;
 293     unsigned int log2_ctb_size;
 294     unsigned int log2_min_pu_size;
 295
 296     int max_transform_hierarchy_depth_inter;
 297     int max_transform_hierarchy_depth_intra;
 298
 299     int sps_range_extension_flag;
 300     int transform_skip_rotation_enabled_flag;
 301     int transform_skip_context_enabled_flag;
 302     int implicit_rdpcm_enabled_flag;
 303     int explicit_rdpcm_enabled_flag;
 304     int extended_precision_processing_flag;
 305     int intra_smoothing_disabled_flag;
 306     int high_precision_offsets_enabled_flag;
 307     int persistent_rice_adaptation_enabled_flag;
 308     int cabac_bypass_alignment_enabled_flag;
 309
 310     ///< coded frame dimension in various units
 311     int width;
 312     int height;
 313     int ctb_width;
 314     int ctb_height;
 315     int ctb_size;
 316     int min_cb_width;
 317     int min_cb_height;
 318     int min_tb_width;
 319     int min_tb_height;
 320     int min_pu_width;
 321     int min_pu_height;
 322     int tb_mask;
 323
 324     int hshift[3];
 325     int vshift[3];
 326
 327     int qp_bd_offset;
 328
 329     uint8_t data[4096];
 330     int data_size;
 331 } HEVCSPS;
 332
 333 typedef struct HEVCPPS {
 334     unsigned int sps_id; ///< seq_parameter_set_id
 335
 336     uint8_t sign_data_hiding_flag;
 337
 338     uint8_t cabac_init_present_flag;
 339
 340     int num_ref_idx_l0_default_active; ///< num_ref_idx_l0_default_active_minus1 + 1
 341     int num_ref_idx_l1_default_active; ///< num_ref_idx_l1_default_active_minus1 + 1
 342     int pic_init_qp_minus26;
 343
 344     uint8_t constrained_intra_pred_flag;
 345     uint8_t transform_skip_enabled_flag;
 346
 347     uint8_t cu_qp_delta_enabled_flag;
 348     int diff_cu_qp_delta_depth;
 349
 350     int cb_qp_offset;
 351     int cr_qp_offset;
 352     uint8_t pic_slice_level_chroma_qp_offsets_present_flag;
 353     uint8_t weighted_pred_flag;
 354     uint8_t weighted_bipred_flag;
 355     uint8_t output_flag_present_flag;
 356     uint8_t transquant_bypass_enable_flag;
 357
 358     uint8_t dependent_slice_segments_enabled_flag;
 359     uint8_t tiles_enabled_flag;
 360     uint8_t entropy_coding_sync_enabled_flag;
 361
 362     uint16_t num_tile_columns;   ///< num_tile_columns_minus1 + 1
 363     uint16_t num_tile_rows;      ///< num_tile_rows_minus1 + 1
 364     uint8_t uniform_spacing_flag;
 365     uint8_t loop_filter_across_tiles_enabled_flag;
 366
 367     uint8_t seq_loop_filter_across_slices_enabled_flag;
 368
 369     uint8_t deblocking_filter_control_present_flag;
 370     uint8_t deblocking_filter_override_enabled_flag;
 371     uint8_t disable_dbf;
 372     int beta_offset;    ///< beta_offset_div2 * 2
 373     int tc_offset;      ///< tc_offset_div2 * 2
 374
 375     uint8_t scaling_list_data_present_flag;
 376     ScalingList scaling_list;
 377
 378     uint8_t lists_modification_present_flag;
 379     int log2_parallel_merge_level; ///< log2_parallel_merge_level_minus2 + 2
 380     int num_extra_slice_header_bits;
 381     uint8_t slice_header_extension_present_flag;
 382     uint8_t log2_max_transform_skip_block_size;
 383     uint8_t pps_range_extensions_flag;
 384     uint8_t cross_component_prediction_enabled_flag;
 385     uint8_t chroma_qp_offset_list_enabled_flag;
 386     uint8_t diff_cu_chroma_qp_offset_depth;
 387     uint8_t chroma_qp_offset_list_len_minus1;
 388     int8_t  cb_qp_offset_list[6];
 389     int8_t  cr_qp_offset_list[6];
 390     uint8_t log2_sao_offset_scale_luma;
 391     uint8_t log2_sao_offset_scale_chroma;
 392
 393     // Inferred parameters
 394     unsigned int *column_width;  ///< ColumnWidth
 395     unsigned int *row_height;    ///< RowHeight
 396     unsigned int *col_bd;        ///< ColBd
 397     unsigned int *row_bd;        ///< RowBd
 398     int *col_idxX;
 399
 400     int *ctb_addr_rs_to_ts; ///< CtbAddrRSToTS
 401     int *ctb_addr_ts_to_rs; ///< CtbAddrTSToRS
 402     int *tile_id;           ///< TileId
 403     int *tile_pos_rs;       ///< TilePosRS
 404     int *min_tb_addr_zs;    ///< MinTbAddrZS
 405     int *min_tb_addr_zs_tab;///< MinTbAddrZS
 406
 407     uint8_t data[4096];
 408     int data_size;
 409 } HEVCPPS;
 410
 411 typedef struct HEVCParamSets {
 412     AVBufferRef *vps_list[HEVC_MAX_VPS_COUNT];
 413     AVBufferRef *sps_list[HEVC_MAX_SPS_COUNT];
 414     AVBufferRef *pps_list[HEVC_MAX_PPS_COUNT];
 415
 416     /* currently active parameter sets */
 417     const HEVCVPS *vps;
 418     const HEVCSPS *sps;
 419     const HEVCPPS *pps;
 420 } HEVCParamSets;
 421
 422 /**
 423  * Parse the SPS from the bitstream into the provided HEVCSPS struct.
 424  *
 425  * @param sps_id the SPS id will be written here
 426  * @param apply_defdispwin if set 1, the default display window from the VUI
 427  *                         will be applied to the video dimensions
 428  * @param vps_list if non-NULL, this function will validate that the SPS refers
 429  *                 to an existing VPS
 430  */
 431 int ff_hevc_parse_sps(HEVCSPS *sps, GetBitContext *gb, unsigned int *sps_id,
 432                       int apply_defdispwin, AVBufferRef **vps_list, AVCodecContext *avctx);
 433
 434 int ff_hevc_decode_nal_vps(GetBitContext *gb, AVCodecContext *avctx,
 435                            HEVCParamSets *ps);
 436 int ff_hevc_decode_nal_sps(GetBitContext *gb, AVCodecContext *avctx,
 437                            HEVCParamSets *ps, int apply_defdispwin);
 438 int ff_hevc_decode_nal_pps(GetBitContext *gb, AVCodecContext *avctx,
 439                            HEVCParamSets *ps);
 440
 441 void ff_hevc_ps_uninit(HEVCParamSets *ps);
 442
 443 int ff_hevc_decode_short_term_rps(GetBitContext *gb, AVCodecContext *avctx,
 444                                   ShortTermRPS *rps, const HEVCSPS *sps, int is_slice_header);
 445
 446 int ff_hevc_encode_nal_vps(HEVCVPS *vps, unsigned int id,
 447                            uint8_t *buf, int buf_size);
 448
 449 /**
 450  * Compute POC of the current frame and return it.
 451  */
 452 int ff_hevc_compute_poc(const HEVCSPS *sps, int pocTid0, int poc_lsb, int nal_unit_type);
 453
 454 #endif /* AVCODEC_HEVC_PS_H */