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

   1 /*
   2  * HEVC Supplementary Enhancement Information messages
   3  *
   4  * Copyright (C) 2012 - 2013 Guillaume Martres
   5  * Copyright (C) 2012 - 2013 Gildas Cocherel
   6  * Copyright (C) 2013 Vittorio Giovara
   7  *
   8  * This file is part of FFmpeg.
   9  *
  10  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
  11  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  12  * License as published by the Free Software Foundation; either
  13  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  14  *
  15  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  16  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  18  * Lesser General Public License for more details.
  19  *
  20  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  21  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  22  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  23  */
  24
  25 #include "golomb.h"
  26 #include "hevc.h"
  27
  28 enum HEVC_SEI_TYPE {
  29     SEI_TYPE_BUFFERING_PERIOD                     = 0,
  30     SEI_TYPE_PICTURE_TIMING                       = 1,
  31     SEI_TYPE_PAN_SCAN_RECT                        = 2,
  32     SEI_TYPE_FILLER_PAYLOAD                       = 3,
  33     SEI_TYPE_USER_DATA_REGISTERED_ITU_T_T35       = 4,
  34     SEI_TYPE_USER_DATA_UNREGISTERED               = 5,
  35     SEI_TYPE_RECOVERY_POINT                       = 6,
  36     SEI_TYPE_SCENE_INFO                           = 9,
  37     SEI_TYPE_FULL_FRAME_SNAPSHOT                  = 15,
  38     SEI_TYPE_PROGRESSIVE_REFINEMENT_SEGMENT_START = 16,
  39     SEI_TYPE_PROGRESSIVE_REFINEMENT_SEGMENT_END   = 17,
  40     SEI_TYPE_FILM_GRAIN_CHARACTERISTICS           = 19,
  41     SEI_TYPE_POST_FILTER_HINT                     = 22,
  42     SEI_TYPE_TONE_MAPPING_INFO                    = 23,
  43     SEI_TYPE_FRAME_PACKING                        = 45,
  44     SEI_TYPE_DISPLAY_ORIENTATION                  = 47,
  45     SEI_TYPE_SOP_DESCRIPTION                      = 128,
  46     SEI_TYPE_ACTIVE_PARAMETER_SETS                = 129,
  47     SEI_TYPE_DECODING_UNIT_INFO                   = 130,
  48     SEI_TYPE_TEMPORAL_LEVEL0_INDEX                = 131,
  49     SEI_TYPE_DECODED_PICTURE_HASH                 = 132,
  50     SEI_TYPE_SCALABLE_NESTING                     = 133,
  51     SEI_TYPE_REGION_REFRESH_INFO                  = 134,
  52     SEI_TYPE_MASTERING_DISPLAY_INFO               = 137,
  53     SEI_TYPE_CONTENT_LIGHT_LEVEL_INFO             = 144,
  54 };
  55
  56 static int decode_nal_sei_decoded_picture_hash(HEVCContext *s)
  57 {
  58     int cIdx, i;
  59     uint8_t hash_type;
  60     //uint16_t picture_crc;
  61     //uint32_t picture_checksum;
  62     GetBitContext *gb = &s->HEVClc->gb;
  63     hash_type = get_bits(gb, 8);
  64
  65     for (cIdx = 0; cIdx < 3/*((s->sps->chroma_format_idc == 0) ? 1 : 3)*/; cIdx++) {
  66         if (hash_type == 0) {
  67             s->is_md5 = 1;
  68             for (i = 0; i < 16; i++)
  69                 s->md5[cIdx][i] = get_bits(gb, 8);
  70         } else if (hash_type == 1) {
  71             // picture_crc = get_bits(gb, 16);
  72             skip_bits(gb, 16);
  73         } else if (hash_type == 2) {
  74             // picture_checksum = get_bits_long(gb, 32);
  75             skip_bits(gb, 32);
  76         }
  77     }
  78     return 0;
  79 }
  80
  81 static int decode_nal_sei_mastering_display_info(HEVCContext *s)
  82 {
  83     GetBitContext *gb = &s->HEVClc->gb;
  84     int i;
  85     // Mastering primaries
  86     for (i = 0; i < 3; i++) {
  87         s->display_primaries[i][0] = get_bits(gb, 16);
  88         s->display_primaries[i][1] = get_bits(gb, 16);
  89     }
  90     // White point (x, y)
  91     s->white_point[0] = get_bits(gb, 16);
  92     s->white_point[1] = get_bits(gb, 16);
  93
  94     // Max and min luminance of mastering display
  95     s->max_mastering_luminance = get_bits_long(gb, 32);
  96     s->min_mastering_luminance = get_bits_long(gb, 32);
  97
  98     // As this SEI message comes before the first frame that references it,
  99     // initialize the flag to 2 and decrement on IRAP access unit so it
 100     // persists for the coded video sequence (e.g., between two IRAPs)
 101     s->sei_mastering_display_info_present = 2;
 102     return 0;
 103 }
 104
 105 static int decode_nal_sei_frame_packing_arrangement(HEVCContext *s)
 106 {
 107     GetBitContext *gb = &s->HEVClc->gb;
 108
 109     get_ue_golomb_long(gb);             // frame_packing_arrangement_id
 110     s->sei_frame_packing_present = !get_bits1(gb);
 111
 112     if (s->sei_frame_packing_present) {
 113         s->frame_packing_arrangement_type = get_bits(gb, 7);
 114         s->quincunx_subsampling           = get_bits1(gb);
 115         s->content_interpretation_type    = get_bits(gb, 6);
 116
 117         // the following skips spatial_flipping_flag frame0_flipped_flag
 118         // field_views_flag current_frame_is_frame0_flag
 119         // frame0_self_contained_flag frame1_self_contained_flag
 120         skip_bits(gb, 6);
 121
 122         if (!s->quincunx_subsampling && s->frame_packing_arrangement_type != 5)
 123             skip_bits(gb, 16);  // frame[01]_grid_position_[xy]
 124         skip_bits(gb, 8);       // frame_packing_arrangement_reserved_byte
 125         skip_bits1(gb);         // frame_packing_arrangement_persistence_flag
 126     }
 127     skip_bits1(gb);             // upsampled_aspect_ratio_flag
 128     return 0;
 129 }
 130
 131 static int decode_nal_sei_display_orientation(HEVCContext *s)
 132 {
 133     GetBitContext *gb = &s->HEVClc->gb;
 134
 135     s->sei_display_orientation_present = !get_bits1(gb);
 136
 137     if (s->sei_display_orientation_present) {
 138         s->sei_hflip = get_bits1(gb);     // hor_flip
 139         s->sei_vflip = get_bits1(gb);     // ver_flip
 140
 141         s->sei_anticlockwise_rotation = get_bits(gb, 16);
 142         skip_bits1(gb);     // display_orientation_persistence_flag
 143     }
 144
 145     return 0;
 146 }
 147
 148 static int decode_pic_timing(HEVCContext *s)
 149 {
 150     GetBitContext *gb = &s->HEVClc->gb;
 151     HEVCSPS *sps;
 152
 153     if (!s->ps.sps_list[s->active_seq_parameter_set_id])
 154         return(AVERROR(ENOMEM));
 155     sps = (HEVCSPS*)s->ps.sps_list[s->active_seq_parameter_set_id]->data;
 156
 157     if (sps->vui.frame_field_info_present_flag) {
 158         int pic_struct = get_bits(gb, 4);
 159         s->picture_struct = AV_PICTURE_STRUCTURE_UNKNOWN;
 160         if (pic_struct == 2) {
 161             av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG, "BOTTOM Field\n");
 162             s->picture_struct = AV_PICTURE_STRUCTURE_BOTTOM_FIELD;
 163         } else if (pic_struct == 1) {
 164             av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG, "TOP Field\n");
 165             s->picture_struct = AV_PICTURE_STRUCTURE_TOP_FIELD;
 166         }
 167         get_bits(gb, 2);                   // source_scan_type
 168         get_bits(gb, 1);                   // duplicate_flag
 169     }
 170     return 1;
 171 }
 172
 173 static int decode_registered_user_data_closed_caption(HEVCContext *s, int size)
 174 {
 175     int flag;
 176     int user_data_type_code;
 177     int cc_count;
 178
 179     GetBitContext *gb = &s->HEVClc->gb;
 180
 181     if (size < 3)
 182        return AVERROR(EINVAL);
 183
 184     user_data_type_code = get_bits(gb, 8);
 185     if (user_data_type_code == 0x3) {
 186         skip_bits(gb, 1); // reserved
 187
 188         flag = get_bits(gb, 1); // process_cc_data_flag
 189         if (flag) {
 190             skip_bits(gb, 1);
 191             cc_count = get_bits(gb, 5);
 192             skip_bits(gb, 8); // reserved
 193             size -= 2;
 194
 195             if (cc_count && size >= cc_count * 3) {
 196                 const uint64_t new_size = (s->a53_caption_size + cc_count
 197                                            * UINT64_C(3));
 198                 int i, ret;
 199
 200                 if (new_size > INT_MAX)
 201                     return AVERROR(EINVAL);
 202
 203                 /* Allow merging of the cc data from two fields. */
 204                 ret = av_reallocp(&s->a53_caption, new_size);
 205                 if (ret < 0)
 206                     return ret;
 207
 208                 for (i = 0; i < cc_count; i++) {
 209                     s->a53_caption[s->a53_caption_size++] = get_bits(gb, 8);
 210                     s->a53_caption[s->a53_caption_size++] = get_bits(gb, 8);
 211                     s->a53_caption[s->a53_caption_size++] = get_bits(gb, 8);
 212                 }
 213                 skip_bits(gb, 8); // marker_bits
 214             }
 215         }
 216     } else {
 217         int i;
 218         for (i = 0; i < size - 1; i++)
 219             skip_bits(gb, 8);
 220     }
 221
 222     return 0;
 223 }
 224
 225 static int decode_nal_sei_user_data_registered_itu_t_t35(HEVCContext *s, int size)
 226 {
 227     uint32_t country_code;
 228     uint32_t user_identifier;
 229
 230     GetBitContext *gb = &s->HEVClc->gb;
 231
 232     if (size < 7)
 233         return AVERROR(EINVAL);
 234     size -= 7;
 235
 236     country_code = get_bits(gb, 8);
 237     if (country_code == 0xFF) {
 238         skip_bits(gb, 8);
 239         size--;
 240     }
 241
 242     skip_bits(gb, 8);
 243     skip_bits(gb, 8);
 244
 245     user_identifier = get_bits_long(gb, 32);
 246
 247     switch (user_identifier) {
 248         case MKBETAG('G', 'A', '9', '4'):
 249             return decode_registered_user_data_closed_caption(s, size);
 250         default:
 251             skip_bits_long(gb, size * 8);
 252             break;
 253     }
 254     return 0;
 255 }
 256
 257 static int active_parameter_sets(HEVCContext *s)
 258 {
 259     GetBitContext *gb = &s->HEVClc->gb;
 260     int num_sps_ids_minus1;
 261     int i;
 262     unsigned active_seq_parameter_set_id;
 263
 264     get_bits(gb, 4); // active_video_parameter_set_id
 265     get_bits(gb, 1); // self_contained_cvs_flag
 266     get_bits(gb, 1); // num_sps_ids_minus1
 267     num_sps_ids_minus1 = get_ue_golomb_long(gb); // num_sps_ids_minus1
 268
 269     if (num_sps_ids_minus1 < 0 || num_sps_ids_minus1 > 15) {
 270         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "num_sps_ids_minus1 %d invalid\n", num_sps_ids_minus1);
 271         return AVERROR_INVALIDDATA;
 272     }
 273
 274     active_seq_parameter_set_id = get_ue_golomb_long(gb);
 275     if (active_seq_parameter_set_id >= MAX_SPS_COUNT) {
 276         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "active_parameter_set_id %d invalid\n", active_seq_parameter_set_id);
 277         return AVERROR_INVALIDDATA;
 278     }
 279     s->active_seq_parameter_set_id = active_seq_parameter_set_id;
 280
 281     for (i = 1; i <= num_sps_ids_minus1; i++)
 282         get_ue_golomb_long(gb); // active_seq_parameter_set_id[i]
 283
 284     return 0;
 285 }
 286
 287 static int decode_nal_sei_prefix(HEVCContext *s, int type, int size)
 288 {
 289     GetBitContext *gb = &s->HEVClc->gb;
 290
 291     switch (type) {
 292     case 256:  // Mismatched value from HM 8.1
 293         return decode_nal_sei_decoded_picture_hash(s);
 294     case SEI_TYPE_FRAME_PACKING:
 295         return decode_nal_sei_frame_packing_arrangement(s);
 296     case SEI_TYPE_DISPLAY_ORIENTATION:
 297         return decode_nal_sei_display_orientation(s);
 298     case SEI_TYPE_PICTURE_TIMING:
 299         {
 300             int ret = decode_pic_timing(s);
 301             av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG, "Skipped PREFIX SEI %d\n", type);
 302             skip_bits(gb, 8 * size);
 303             return ret;
 304         }
 305     case SEI_TYPE_MASTERING_DISPLAY_INFO:
 306         return decode_nal_sei_mastering_display_info(s);
 307     case SEI_TYPE_ACTIVE_PARAMETER_SETS:
 308         active_parameter_sets(s);
 309         av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG, "Skipped PREFIX SEI %d\n", type);
 310         return 0;
 311     case SEI_TYPE_USER_DATA_REGISTERED_ITU_T_T35:
 312         return decode_nal_sei_user_data_registered_itu_t_t35(s, size);
 313     default:
 314         av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG, "Skipped PREFIX SEI %d\n", type);
 315         skip_bits_long(gb, 8 * size);
 316         return 0;
 317     }
 318 }
 319
 320 static int decode_nal_sei_suffix(HEVCContext *s, int type, int size)
 321 {
 322     GetBitContext *gb = &s->HEVClc->gb;
 323
 324     switch (type) {
 325     case SEI_TYPE_DECODED_PICTURE_HASH:
 326         return decode_nal_sei_decoded_picture_hash(s);
 327     default:
 328         av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG, "Skipped SUFFIX SEI %d\n", type);
 329         skip_bits_long(gb, 8 * size);
 330         return 0;
 331     }
 332 }
 333
 334 static int decode_nal_sei_message(HEVCContext *s)
 335 {
 336     GetBitContext *gb = &s->HEVClc->gb;
 337
 338     int payload_type = 0;
 339     int payload_size = 0;
 340     int byte = 0xFF;
 341     av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG, "Decoding SEI\n");
 342
 343     while (byte == 0xFF) {
 344         byte          = get_bits(gb, 8);
 345         payload_type += byte;
 346     }
 347     byte = 0xFF;
 348     while (byte == 0xFF) {
 349         byte          = get_bits(gb, 8);
 350         payload_size += byte;
 351     }
 352     if (s->nal_unit_type == NAL_SEI_PREFIX) {
 353         return decode_nal_sei_prefix(s, payload_type, payload_size);
 354     } else { /* nal_unit_type == NAL_SEI_SUFFIX */
 355         return decode_nal_sei_suffix(s, payload_type, payload_size);
 356     }
 357     return 1;
 358 }
 359
 360 static int more_rbsp_data(GetBitContext *gb)
 361 {
 362     return get_bits_left(gb) > 0 && show_bits(gb, 8) != 0x80;
 363 }
 364
 365 int ff_hevc_decode_nal_sei(HEVCContext *s)
 366 {
 367     int ret;
 368
 369     do {
 370         ret = decode_nal_sei_message(s);
 371         if (ret < 0)
 372             return(AVERROR(ENOMEM));
 373     } while (more_rbsp_data(&s->HEVClc->gb));
 374     return 1;
 375 }
 376
 377 void ff_hevc_reset_sei(HEVCContext *s)
 378 {
 379     s->a53_caption_size = 0;
 380     av_freep(&s->a53_caption);
 381 }