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_INVALIDDATA;
 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(metadata,
 220                                                    gb->buffer + get_bits_count(gb) / 8, size);
 221     if (err < 0) {
 222         av_free(metadata);
 223         return err;
 224     }
 225
 226     av_buffer_unref(&s->info);
 227     s->info = av_buffer_create((uint8_t *)metadata, meta_size, NULL, NULL, 0);
 228     if (!s->info) {
 229         av_free(metadata);
 230         return AVERROR(ENOMEM);
 231     }
 232
 233     skip_bits_long(gb, size * 8);
 234
 235     return 0;
 236 }
 237
 238 static int decode_nal_sei_user_data_registered_itu_t_t35(HEVCSEI *s, GetBitContext *gb,
 239                                                          void *logctx, int size)
 240 {
 241     int country_code, provider_code;
 242
 243     if (size < 3)
 244         return AVERROR_INVALIDDATA;
 245     size -= 3;
 246
 247     country_code = get_bits(gb, 8);
 248     if (country_code == 0xFF) {
 249         if (size < 1)
 250             return AVERROR_INVALIDDATA;
 251
 252         skip_bits(gb, 8);
 253         size--;
 254     }
 255
 256     if (country_code != 0xB5) { // usa_country_code
 257         av_log(logctx, AV_LOG_VERBOSE,
 258                "Unsupported User Data Registered ITU-T T35 SEI message (country_code = %d)\n",
 259                country_code);
 260         goto end;
 261     }
 262
 263     provider_code = get_bits(gb, 16);
 264
 265     switch (provider_code) {
 266     case 0x3C: { // smpte_provider_code
 267         // A/341 Amendment - 2094-40
 268         const uint16_t smpte2094_40_provider_oriented_code = 0x0001;
 269         const uint8_t smpte2094_40_application_identifier = 0x04;
 270         uint16_t provider_oriented_code;
 271         uint8_t application_identifier;
 272
 273         if (size < 3)
 274             return AVERROR_INVALIDDATA;
 275         size -= 3;
 276
 277         provider_oriented_code = get_bits(gb, 16);
 278         application_identifier = get_bits(gb, 8);
 279         if (provider_oriented_code == smpte2094_40_provider_oriented_code &&
 280             application_identifier == smpte2094_40_application_identifier) {
 281             return decode_registered_user_data_dynamic_hdr_plus(&s->dynamic_hdr_plus, gb, size);
 282         }
 283         break;
 284     }
 285     case 0x31: { // atsc_provider_code
 286         uint32_t user_identifier;
 287
 288         if (size < 4)
 289             return AVERROR_INVALIDDATA;
 290         size -= 4;
 291
 292         user_identifier = get_bits_long(gb, 32);
 293         switch (user_identifier) {
 294         case MKBETAG('G', 'A', '9', '4'):
 295             return decode_registered_user_data_closed_caption(&s->a53_caption, gb, size);
 296         default:
 297             av_log(logctx, AV_LOG_VERBOSE,
 298                    "Unsupported User Data Registered ITU-T T35 SEI message (atsc user_identifier = 0x%04x)\n",
 299                    user_identifier);
 300             break;
 301         }
 302         break;
 303     }
 304     default:
 305         av_log(logctx, AV_LOG_VERBOSE,
 306                "Unsupported User Data Registered ITU-T T35 SEI message (provider_code = %d)\n",
 307                provider_code);
 308         break;
 309     }
 310
 311 end:
 312     skip_bits_long(gb, size * 8);
 313     return 0;
 314 }
 315
 316 static int decode_nal_sei_active_parameter_sets(HEVCSEI *s, GetBitContext *gb, void *logctx)
 317 {
 318     int num_sps_ids_minus1;
 319     int i;
 320     unsigned active_seq_parameter_set_id;
 321
 322     get_bits(gb, 4); // active_video_parameter_set_id
 323     get_bits(gb, 1); // self_contained_cvs_flag
 324     get_bits(gb, 1); // num_sps_ids_minus1
 325     num_sps_ids_minus1 = get_ue_golomb_long(gb); // num_sps_ids_minus1
 326
 327     if (num_sps_ids_minus1 < 0 || num_sps_ids_minus1 > 15) {
 328         av_log(logctx, AV_LOG_ERROR, "num_sps_ids_minus1 %d invalid\n", num_sps_ids_minus1);
 329         return AVERROR_INVALIDDATA;
 330     }
 331
 332     active_seq_parameter_set_id = get_ue_golomb_long(gb);
 333     if (active_seq_parameter_set_id >= HEVC_MAX_SPS_COUNT) {
 334         av_log(logctx, AV_LOG_ERROR, "active_parameter_set_id %d invalid\n", active_seq_parameter_set_id);
 335         return AVERROR_INVALIDDATA;
 336     }
 337     s->active_seq_parameter_set_id = active_seq_parameter_set_id;
 338
 339     for (i = 1; i <= num_sps_ids_minus1; i++)
 340         get_ue_golomb_long(gb); // active_seq_parameter_set_id[i]
 341
 342     return 0;
 343 }
 344
 345 static int decode_nal_sei_alternative_transfer(HEVCSEIAlternativeTransfer *s, GetBitContext *gb)
 346 {
 347     s->present = 1;
 348     s->preferred_transfer_characteristics = get_bits(gb, 8);
 349     return 0;
 350 }
 351
 352 static int decode_nal_sei_timecode(HEVCSEITimeCode *s, GetBitContext *gb)
 353 {
 354     s->num_clock_ts = get_bits(gb, 2);
 355
 356     for (int i = 0; i < s->num_clock_ts; i++) {
 357         s->clock_timestamp_flag[i] =  get_bits(gb, 1);
 358
 359         if (s->clock_timestamp_flag[i]) {
 360             s->units_field_based_flag[i] = get_bits(gb, 1);
 361             s->counting_type[i]          = get_bits(gb, 5);
 362             s->full_timestamp_flag[i]    = get_bits(gb, 1);
 363             s->discontinuity_flag[i]     = get_bits(gb, 1);
 364             s->cnt_dropped_flag[i]       = get_bits(gb, 1);
 365
 366             s->n_frames[i]               = get_bits(gb, 9);
 367
 368             if (s->full_timestamp_flag[i]) {
 369                 s->seconds_value[i]      = av_clip(get_bits(gb, 6), 0, 59);
 370                 s->minutes_value[i]      = av_clip(get_bits(gb, 6), 0, 59);
 371                 s->hours_value[i]        = av_clip(get_bits(gb, 5), 0, 23);
 372             } else {
 373                 s->seconds_flag[i] = get_bits(gb, 1);
 374                 if (s->seconds_flag[i]) {
 375                     s->seconds_value[i] = av_clip(get_bits(gb, 6), 0, 59);
 376                     s->minutes_flag[i]  = get_bits(gb, 1);
 377                     if (s->minutes_flag[i]) {
 378                         s->minutes_value[i] = av_clip(get_bits(gb, 6), 0, 59);
 379                         s->hours_flag[i] =  get_bits(gb, 1);
 380                         if (s->hours_flag[i]) {
 381                             s->hours_value[i] = av_clip(get_bits(gb, 5), 0, 23);
 382                         }
 383                     }
 384                 }
 385             }
 386
 387             s->time_offset_length[i] = get_bits(gb, 5);
 388             if (s->time_offset_length[i] > 0) {
 389                 s->time_offset_value[i] = get_bits(gb, s->time_offset_length[i]);
 390             }
 391         }
 392     }
 393
 394     s->present = 1;
 395     return 0;
 396 }
 397
 398
 399 static int decode_nal_sei_prefix(GetBitContext *gb, void *logctx, HEVCSEI *s,
 400                                  const HEVCParamSets *ps, int type, int size)
 401 {
 402     switch (type) {
 403     case 256:  // Mismatched value from HM 8.1
 404         return decode_nal_sei_decoded_picture_hash(&s->picture_hash, gb);
 405     case SEI_TYPE_FRAME_PACKING_ARRANGEMENT:
 406         return decode_nal_sei_frame_packing_arrangement(&s->frame_packing, gb);
 407     case SEI_TYPE_DISPLAY_ORIENTATION:
 408         return decode_nal_sei_display_orientation(&s->display_orientation, gb);
 409     case SEI_TYPE_PIC_TIMING:
 410         return decode_nal_sei_pic_timing(s, gb, ps, logctx, size);
 411     case SEI_TYPE_MASTERING_DISPLAY_COLOUR_VOLUME:
 412         return decode_nal_sei_mastering_display_info(&s->mastering_display, gb);
 413     case SEI_TYPE_CONTENT_LIGHT_LEVEL_INFO:
 414         return decode_nal_sei_content_light_info(&s->content_light, gb);
 415     case SEI_TYPE_ACTIVE_PARAMETER_SETS:
 416         return decode_nal_sei_active_parameter_sets(s, gb, logctx);
 417     case SEI_TYPE_USER_DATA_REGISTERED_ITU_T_T35:
 418         return decode_nal_sei_user_data_registered_itu_t_t35(s, gb, logctx, size);
 419     case SEI_TYPE_USER_DATA_UNREGISTERED:
 420         return decode_nal_sei_user_data_unregistered(&s->unregistered, gb, size);
 421     case SEI_TYPE_ALTERNATIVE_TRANSFER_CHARACTERISTICS:
 422         return decode_nal_sei_alternative_transfer(&s->alternative_transfer, gb);
 423     case SEI_TYPE_TIME_CODE:
 424         return decode_nal_sei_timecode(&s->timecode, gb);
 425     default:
 426         av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "Skipped PREFIX SEI %d\n", type);
 427         skip_bits_long(gb, 8 * size);
 428         return 0;
 429     }
 430 }
 431
 432 static int decode_nal_sei_suffix(GetBitContext *gb, void *logctx, HEVCSEI *s,
 433                                  int type, int size)
 434 {
 435     switch (type) {
 436     case SEI_TYPE_DECODED_PICTURE_HASH:
 437         return decode_nal_sei_decoded_picture_hash(&s->picture_hash, gb);
 438     default:
 439         av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "Skipped SUFFIX SEI %d\n", type);
 440         skip_bits_long(gb, 8 * size);
 441         return 0;
 442     }
 443 }
 444
 445 static int decode_nal_sei_message(GetBitContext *gb, void *logctx, HEVCSEI *s,
 446                                   const HEVCParamSets *ps, int nal_unit_type)
 447 {
 448     int payload_type = 0;
 449     int payload_size = 0;
 450     int byte = 0xFF;
 451     av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "Decoding SEI\n");
 452
 453     while (byte == 0xFF) {
 454         if (get_bits_left(gb) < 16 || payload_type > INT_MAX - 255)
 455             return AVERROR_INVALIDDATA;
 456         byte          = get_bits(gb, 8);
 457         payload_type += byte;
 458     }
 459     byte = 0xFF;
 460     while (byte == 0xFF) {
 461         if (get_bits_left(gb) < 8 + 8LL*payload_size)
 462             return AVERROR_INVALIDDATA;
 463         byte          = get_bits(gb, 8);
 464         payload_size += byte;
 465     }
 466     if (get_bits_left(gb) < 8LL*payload_size)
 467         return AVERROR_INVALIDDATA;
 468     if (nal_unit_type == HEVC_NAL_SEI_PREFIX) {
 469         return decode_nal_sei_prefix(gb, logctx, s, ps, payload_type, payload_size);
 470     } else { /* nal_unit_type == NAL_SEI_SUFFIX */
 471         return decode_nal_sei_suffix(gb, logctx, s, payload_type, payload_size);
 472     }
 473 }
 474
 475 static int more_rbsp_data(GetBitContext *gb)
 476 {
 477     return get_bits_left(gb) > 0 && show_bits(gb, 8) != 0x80;
 478 }
 479
 480 int ff_hevc_decode_nal_sei(GetBitContext *gb, void *logctx, HEVCSEI *s,
 481                            const HEVCParamSets *ps, int type)
 482 {
 483     int ret;
 484
 485     do {
 486         ret = decode_nal_sei_message(gb, logctx, s, ps, type);
 487         if (ret < 0)
 488             return ret;
 489     } while (more_rbsp_data(gb));
 490     return 1;
 491 }
 492
 493 void ff_hevc_reset_sei(HEVCSEI *s)
 494 {
 495     av_buffer_unref(&s->a53_caption.buf_ref);
 496
 497     for (int i = 0; i < s->unregistered.nb_buf_ref; i++)
 498         av_buffer_unref(&s->unregistered.buf_ref[i]);
 499     s->unregistered.nb_buf_ref = 0;
 500     av_freep(&s->unregistered.buf_ref);
 501     av_buffer_unref(&s->dynamic_hdr_plus.info);
 502 }