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 "atsc_a53.h"
  26 #include "dynamic_hdr10_plus.h"
  27 #include "golomb.h"
  28 #include "hevc_ps.h"
  29 #include "hevc_sei.h"
  30
  31 static int decode_nal_sei_decoded_picture_hash(HEVCSEIPictureHash *s, GetBitContext *gb)
  32 {
  33     int cIdx, i;
  34     uint8_t hash_type;
  35     //uint16_t picture_crc;
  36     //uint32_t picture_checksum;
  37     hash_type = get_bits(gb, 8);
  38
  39     for (cIdx = 0; cIdx < 3/*((s->sps->chroma_format_idc == 0) ? 1 : 3)*/; cIdx++) {
  40         if (hash_type == 0) {
  41             s->is_md5 = 1;
  42             for (i = 0; i < 16; i++)
  43                 s->md5[cIdx][i] = get_bits(gb, 8);
  44         } else if (hash_type == 1) {
  45             // picture_crc = get_bits(gb, 16);
  46             skip_bits(gb, 16);
  47         } else if (hash_type == 2) {
  48             // picture_checksum = get_bits_long(gb, 32);
  49             skip_bits(gb, 32);
  50         }
  51     }
  52     return 0;
  53 }
  54
  55 static int decode_nal_sei_mastering_display_info(HEVCSEIMasteringDisplay *s, GetBitContext *gb)
  56 {
  57     int i;
  58     // Mastering primaries
  59     for (i = 0; i < 3; i++) {
  60         s->display_primaries[i][0] = get_bits(gb, 16);
  61         s->display_primaries[i][1] = get_bits(gb, 16);
  62     }
  63     // White point (x, y)
  64     s->white_point[0] = get_bits(gb, 16);
  65     s->white_point[1] = get_bits(gb, 16);
  66
  67     // Max and min luminance of mastering display
  68     s->max_luminance = get_bits_long(gb, 32);
  69     s->min_luminance = get_bits_long(gb, 32);
  70
  71     // As this SEI message comes before the first frame that references it,
  72     // initialize the flag to 2 and decrement on IRAP access unit so it
  73     // persists for the coded video sequence (e.g., between two IRAPs)
  74     s->present = 2;
  75     return 0;
  76 }
  77
  78 static int decode_nal_sei_content_light_info(HEVCSEIContentLight *s, GetBitContext *gb)
  79 {
  80     // Max and average light levels
  81     s->max_content_light_level     = get_bits(gb, 16);
  82     s->max_pic_average_light_level = get_bits(gb, 16);
  83     // As this SEI message comes before the first frame that references it,
  84     // initialize the flag to 2 and decrement on IRAP access unit so it
  85     // persists for the coded video sequence (e.g., between two IRAPs)
  86     s->present = 2;
  87     return  0;
  88 }
  89
  90 static int decode_nal_sei_frame_packing_arrangement(HEVCSEIFramePacking *s, GetBitContext *gb)
  91 {
  92     get_ue_golomb_long(gb);             // frame_packing_arrangement_id
  93     s->present = !get_bits1(gb);
  94
  95     if (s->present) {
  96         s->arrangement_type               = get_bits(gb, 7);
  97         s->quincunx_subsampling           = get_bits1(gb);
  98         s->content_interpretation_type    = get_bits(gb, 6);
  99
 100         // spatial_flipping_flag, frame0_flipped_flag, field_views_flag
 101         skip_bits(gb, 3);
 102         s->current_frame_is_frame0_flag = get_bits1(gb);
 103         // frame0_self_contained_flag, frame1_self_contained_flag
 104         skip_bits(gb, 2);
 105
 106         if (!s->quincunx_subsampling && s->arrangement_type != 5)
 107             skip_bits(gb, 16);  // frame[01]_grid_position_[xy]
 108         skip_bits(gb, 8);       // frame_packing_arrangement_reserved_byte
 109         skip_bits1(gb);         // frame_packing_arrangement_persistence_flag
 110     }
 111     skip_bits1(gb);             // upsampled_aspect_ratio_flag
 112     return 0;
 113 }
 114
 115 static int decode_nal_sei_display_orientation(HEVCSEIDisplayOrientation *s, GetBitContext *gb)
 116 {
 117     s->present = !get_bits1(gb);
 118
 119     if (s->present) {
 120         s->hflip = get_bits1(gb);     // hor_flip
 121         s->vflip = get_bits1(gb);     // ver_flip
 122
 123         s->anticlockwise_rotation = get_bits(gb, 16);
 124         skip_bits1(gb);     // display_orientation_persistence_flag
 125     }
 126
 127     return 0;
 128 }
 129
 130 static int decode_nal_sei_pic_timing(HEVCSEI *s, GetBitContext *gb, const HEVCParamSets *ps,
 131                                      void *logctx, int size)
 132 {
 133     HEVCSEIPictureTiming *h = &s->picture_timing;
 134     HEVCSPS *sps;
 135
 136     if (!ps->sps_list[s->active_seq_parameter_set_id])
 137         return(AVERROR(ENOMEM));
 138     sps = (HEVCSPS*)ps->sps_list[s->active_seq_parameter_set_id]->data;
 139
 140     if (sps->vui.frame_field_info_present_flag) {
 141         int pic_struct = get_bits(gb, 4);
 142         h->picture_struct = AV_PICTURE_STRUCTURE_UNKNOWN;
 143         if (pic_struct == 2 || pic_struct == 10 || pic_struct == 12) {
 144             av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "BOTTOM Field\n");
 145             h->picture_struct = AV_PICTURE_STRUCTURE_BOTTOM_FIELD;
 146         } else if (pic_struct == 1 || pic_struct == 9 || pic_struct == 11) {
 147             av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "TOP Field\n");
 148             h->picture_struct = AV_PICTURE_STRUCTURE_TOP_FIELD;
 149         } else if (pic_struct == 7) {
 150             av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "Frame/Field Doubling\n");
 151             h->picture_struct = HEVC_SEI_PIC_STRUCT_FRAME_DOUBLING;
 152         } else if (pic_struct == 8) {
 153             av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "Frame/Field Tripling\n");
 154             h->picture_struct = HEVC_SEI_PIC_STRUCT_FRAME_TRIPLING;
 155         }
 156         get_bits(gb, 2);                   // source_scan_type
 157         get_bits(gb, 1);                   // duplicate_flag
 158         skip_bits1(gb);
 159         size--;
 160     }
 161     skip_bits_long(gb, 8 * size);
 162
 163     return 0;
 164 }
 165
 166 static int decode_registered_user_data_closed_caption(HEVCSEIA53Caption *s, GetBitContext *gb,
 167                                                       int size)
 168 {
 169     int ret;
 170
 171     if (size < 3)
 172        return AVERROR(EINVAL);
 173
 174     ret = ff_parse_a53_cc(&s->buf_ref, gb->buffer + get_bits_count(gb) / 8, size);
 175
 176     if (ret < 0)
 177         return ret;
 178
 179     skip_bits_long(gb, size * 8);
 180
 181     return 0;
 182 }
 183
 184 static int decode_nal_sei_user_data_unregistered(HEVCSEIUnregistered *s, GetBitContext *gb,
 185                                                       int size)
 186 {
 187     AVBufferRef *buf_ref, **tmp;
 188
 189     if (size < 16 || size >= INT_MAX - 1)
 190        return AVERROR_INVALIDDATA;
 191
 192     tmp = av_realloc_array(s->buf_ref, s->nb_buf_ref + 1, sizeof(*s->buf_ref));
 193     if (!tmp)
 194         return AVERROR(ENOMEM);
 195     s->buf_ref = tmp;
 196
 197     buf_ref = av_buffer_alloc(size + 1);
 198     if (!buf_ref)
 199         return AVERROR(ENOMEM);
 200
 201     for (int i = 0; i < size; i++)
 202         buf_ref->data[i] = get_bits(gb, 8);
 203     buf_ref->data[size] = 0;
 204     buf_ref->size = size;
 205     s->buf_ref[s->nb_buf_ref++] = buf_ref;
 206
 207     return 0;
 208 }
 209
 210 static int decode_registered_user_data_dynamic_hdr_plus(HEVCSEIDynamicHDRPlus *s,
 211                                                         GetBitContext *gb, int size)
 212 {
 213     size_t meta_size;
 214     int err;
 215     AVDynamicHDRPlus *metadata = av_dynamic_hdr_plus_alloc(&meta_size);
 216     if (!metadata)
 217         return AVERROR(ENOMEM);
 218
 219     err = ff_parse_itu_t_t35_to_dynamic_hdr10_plus(gb, metadata);
 220     if (err < 0) {
 221         av_free(metadata);
 222         return err;
 223     }
 224
 225     av_buffer_unref(&s->info);
 226     s->info = av_buffer_create((uint8_t *)metadata, meta_size, NULL, NULL, 0);
 227     if (!s->info) {
 228         av_free(metadata);
 229         return AVERROR(ENOMEM);
 230     }
 231
 232     return 0;
 233 }
 234
 235 static int decode_nal_sei_user_data_registered_itu_t_t35(HEVCSEI *s, GetBitContext *gb,
 236                                                          int size)
 237 {
 238     const uint8_t usa_country_code = 0xB5;
 239     const uint16_t smpte_provider_code = 0x003C;
 240
 241     uint8_t country_code = 0;
 242     uint16_t provider_code = 0;
 243
 244     if (size < 3)
 245         return AVERROR(EINVAL);
 246     size -= 3;
 247
 248     country_code = get_bits(gb, 8);
 249     if (country_code == 0xFF) {
 250         skip_bits(gb, 8);
 251         size--;
 252     }
 253
 254     provider_code = get_bits(gb, 16);
 255
 256     if (country_code == usa_country_code &&
 257         provider_code == smpte_provider_code) {
 258         // A/341 Amendment - 2094-40
 259         const uint16_t smpte2094_40_provider_oriented_code = 0x0001;
 260         const uint8_t smpte2094_40_application_identifier = 0x04;
 261         uint16_t provider_oriented_code;
 262         uint8_t application_identifier;
 263
 264         if (size < 3)
 265             return AVERROR(EINVAL);
 266         size -= 3;
 267
 268         provider_oriented_code = get_bits(gb, 16);
 269         application_identifier = get_bits(gb, 8);
 270         if (provider_oriented_code == smpte2094_40_provider_oriented_code &&
 271             application_identifier == smpte2094_40_application_identifier) {
 272             return decode_registered_user_data_dynamic_hdr_plus(&s->dynamic_hdr_plus, gb, size);
 273         }
 274     } else {
 275         uint32_t user_identifier;
 276
 277         if (size < 4)
 278             return AVERROR(EINVAL);
 279         size -= 4;
 280
 281         user_identifier = get_bits_long(gb, 32);
 282         switch (user_identifier) {
 283         case MKBETAG('G', 'A', '9', '4'):
 284             return decode_registered_user_data_closed_caption(&s->a53_caption, gb, size);
 285         default:
 286             break;
 287         }
 288     }
 289     skip_bits_long(gb, size * 8);
 290     return 0;
 291 }
 292
 293 static int decode_nal_sei_active_parameter_sets(HEVCSEI *s, GetBitContext *gb, void *logctx)
 294 {
 295     int num_sps_ids_minus1;
 296     int i;
 297     unsigned active_seq_parameter_set_id;
 298
 299     get_bits(gb, 4); // active_video_parameter_set_id
 300     get_bits(gb, 1); // self_contained_cvs_flag
 301     get_bits(gb, 1); // num_sps_ids_minus1
 302     num_sps_ids_minus1 = get_ue_golomb_long(gb); // num_sps_ids_minus1
 303
 304     if (num_sps_ids_minus1 < 0 || num_sps_ids_minus1 > 15) {
 305         av_log(logctx, AV_LOG_ERROR, "num_sps_ids_minus1 %d invalid\n", num_sps_ids_minus1);
 306         return AVERROR_INVALIDDATA;
 307     }
 308
 309     active_seq_parameter_set_id = get_ue_golomb_long(gb);
 310     if (active_seq_parameter_set_id >= HEVC_MAX_SPS_COUNT) {
 311         av_log(logctx, AV_LOG_ERROR, "active_parameter_set_id %d invalid\n", active_seq_parameter_set_id);
 312         return AVERROR_INVALIDDATA;
 313     }
 314     s->active_seq_parameter_set_id = active_seq_parameter_set_id;
 315
 316     for (i = 1; i <= num_sps_ids_minus1; i++)
 317         get_ue_golomb_long(gb); // active_seq_parameter_set_id[i]
 318
 319     return 0;
 320 }
 321
 322 static int decode_nal_sei_alternative_transfer(HEVCSEIAlternativeTransfer *s, GetBitContext *gb)
 323 {
 324     s->present = 1;
 325     s->preferred_transfer_characteristics = get_bits(gb, 8);
 326     return 0;
 327 }
 328
 329 static int decode_nal_sei_timecode(HEVCSEITimeCode *s, GetBitContext *gb)
 330 {
 331     s->num_clock_ts = get_bits(gb, 2);
 332
 333     for (int i = 0; i < s->num_clock_ts; i++) {
 334         s->clock_timestamp_flag[i] =  get_bits(gb, 1);
 335
 336         if (s->clock_timestamp_flag[i]) {
 337             s->units_field_based_flag[i] = get_bits(gb, 1);
 338             s->counting_type[i]          = get_bits(gb, 5);
 339             s->full_timestamp_flag[i]    = get_bits(gb, 1);
 340             s->discontinuity_flag[i]     = get_bits(gb, 1);
 341             s->cnt_dropped_flag[i]       = get_bits(gb, 1);
 342
 343             s->n_frames[i]               = get_bits(gb, 9);
 344
 345             if (s->full_timestamp_flag[i]) {
 346                 s->seconds_value[i]      = av_clip(get_bits(gb, 6), 0, 59);
 347                 s->minutes_value[i]      = av_clip(get_bits(gb, 6), 0, 59);
 348                 s->hours_value[i]        = av_clip(get_bits(gb, 5), 0, 23);
 349             } else {
 350                 s->seconds_flag[i] = get_bits(gb, 1);
 351                 if (s->seconds_flag[i]) {
 352                     s->seconds_value[i] = av_clip(get_bits(gb, 6), 0, 59);
 353                     s->minutes_flag[i]  = get_bits(gb, 1);
 354                     if (s->minutes_flag[i]) {
 355                         s->minutes_value[i] = av_clip(get_bits(gb, 6), 0, 59);
 356                         s->hours_flag[i] =  get_bits(gb, 1);
 357                         if (s->hours_flag[i]) {
 358                             s->hours_value[i] = av_clip(get_bits(gb, 5), 0, 23);
 359                         }
 360                     }
 361                 }
 362             }
 363
 364             s->time_offset_length[i] = get_bits(gb, 5);
 365             if (s->time_offset_length[i] > 0) {
 366                 s->time_offset_value[i] = get_bits(gb, s->time_offset_length[i]);
 367             }
 368         }
 369     }
 370
 371     s->present = 1;
 372     return 0;
 373 }
 374
 375
 376 static int decode_nal_sei_prefix(GetBitContext *gb, void *logctx, HEVCSEI *s,
 377                                  const HEVCParamSets *ps, int type, int size)
 378 {
 379     switch (type) {
 380     case 256:  // Mismatched value from HM 8.1
 381         return decode_nal_sei_decoded_picture_hash(&s->picture_hash, gb);
 382     case HEVC_SEI_TYPE_FRAME_PACKING:
 383         return decode_nal_sei_frame_packing_arrangement(&s->frame_packing, gb);
 384     case HEVC_SEI_TYPE_DISPLAY_ORIENTATION:
 385         return decode_nal_sei_display_orientation(&s->display_orientation, gb);
 386     case HEVC_SEI_TYPE_PICTURE_TIMING:
 387         return decode_nal_sei_pic_timing(s, gb, ps, logctx, size);
 388     case HEVC_SEI_TYPE_MASTERING_DISPLAY_INFO:
 389         return decode_nal_sei_mastering_display_info(&s->mastering_display, gb);
 390     case HEVC_SEI_TYPE_CONTENT_LIGHT_LEVEL_INFO:
 391         return decode_nal_sei_content_light_info(&s->content_light, gb);
 392     case HEVC_SEI_TYPE_ACTIVE_PARAMETER_SETS:
 393         return decode_nal_sei_active_parameter_sets(s, gb, logctx);
 394     case HEVC_SEI_TYPE_USER_DATA_REGISTERED_ITU_T_T35:
 395         return decode_nal_sei_user_data_registered_itu_t_t35(s, gb, size);
 396     case HEVC_SEI_TYPE_USER_DATA_UNREGISTERED:
 397         return decode_nal_sei_user_data_unregistered(&s->unregistered, gb, size);
 398     case HEVC_SEI_TYPE_ALTERNATIVE_TRANSFER_CHARACTERISTICS:
 399         return decode_nal_sei_alternative_transfer(&s->alternative_transfer, gb);
 400     case HEVC_SEI_TYPE_TIME_CODE:
 401         return decode_nal_sei_timecode(&s->timecode, gb);
 402     default:
 403         av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "Skipped PREFIX SEI %d\n", type);
 404         skip_bits_long(gb, 8 * size);
 405         return 0;
 406     }
 407 }
 408
 409 static int decode_nal_sei_suffix(GetBitContext *gb, void *logctx, HEVCSEI *s,
 410                                  int type, int size)
 411 {
 412     switch (type) {
 413     case HEVC_SEI_TYPE_DECODED_PICTURE_HASH:
 414         return decode_nal_sei_decoded_picture_hash(&s->picture_hash, gb);
 415     default:
 416         av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "Skipped SUFFIX SEI %d\n", type);
 417         skip_bits_long(gb, 8 * size);
 418         return 0;
 419     }
 420 }
 421
 422 static int decode_nal_sei_message(GetBitContext *gb, void *logctx, HEVCSEI *s,
 423                                   const HEVCParamSets *ps, int nal_unit_type)
 424 {
 425     int payload_type = 0;
 426     int payload_size = 0;
 427     int byte = 0xFF;
 428     av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "Decoding SEI\n");
 429
 430     while (byte == 0xFF) {
 431         if (get_bits_left(gb) < 16 || payload_type > INT_MAX - 255)
 432             return AVERROR_INVALIDDATA;
 433         byte          = get_bits(gb, 8);
 434         payload_type += byte;
 435     }
 436     byte = 0xFF;
 437     while (byte == 0xFF) {
 438         if (get_bits_left(gb) < 8 + 8LL*payload_size)
 439             return AVERROR_INVALIDDATA;
 440         byte          = get_bits(gb, 8);
 441         payload_size += byte;
 442     }
 443     if (nal_unit_type == HEVC_NAL_SEI_PREFIX) {
 444         return decode_nal_sei_prefix(gb, logctx, s, ps, payload_type, payload_size);
 445     } else { /* nal_unit_type == NAL_SEI_SUFFIX */
 446         return decode_nal_sei_suffix(gb, logctx, s, payload_type, payload_size);
 447     }
 448 }
 449
 450 static int more_rbsp_data(GetBitContext *gb)
 451 {
 452     return get_bits_left(gb) > 0 && show_bits(gb, 8) != 0x80;
 453 }
 454
 455 int ff_hevc_decode_nal_sei(GetBitContext *gb, void *logctx, HEVCSEI *s,
 456                            const HEVCParamSets *ps, int type)
 457 {
 458     int ret;
 459
 460     do {
 461         ret = decode_nal_sei_message(gb, logctx, s, ps, type);
 462         if (ret < 0)
 463             return ret;
 464     } while (more_rbsp_data(gb));
 465     return 1;
 466 }
 467
 468 void ff_hevc_reset_sei(HEVCSEI *s)
 469 {
 470     av_buffer_unref(&s->a53_caption.buf_ref);
 471
 472     for (int i = 0; i < s->unregistered.nb_buf_ref; i++)
 473         av_buffer_unref(&s->unregistered.buf_ref[i]);
 474     s->unregistered.nb_buf_ref = 0;
 475     av_freep(&s->unregistered.buf_ref);
 476     av_buffer_unref(&s->dynamic_hdr_plus.info);
 477 }