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 "hevcdec.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(HEVCSEIPictureHash *s, GetBitContext *gb)
  57 {
  58     int cIdx, i;
  59     uint8_t hash_type;
  60     //uint16_t picture_crc;
  61     //uint32_t picture_checksum;
  62     hash_type = get_bits(gb, 8);
  63
  64     for (cIdx = 0; cIdx < 3/*((s->sps->chroma_format_idc == 0) ? 1 : 3)*/; cIdx++) {
  65         if (hash_type == 0) {
  66             s->is_md5 = 1;
  67             for (i = 0; i < 16; i++)
  68                 s->md5[cIdx][i] = get_bits(gb, 8);
  69         } else if (hash_type == 1) {
  70             // picture_crc = get_bits(gb, 16);
  71             skip_bits(gb, 16);
  72         } else if (hash_type == 2) {
  73             // picture_checksum = get_bits_long(gb, 32);
  74             skip_bits(gb, 32);
  75         }
  76     }
  77     return 0;
  78 }
  79
  80 static int decode_nal_sei_mastering_display_info(HEVCSEIMasteringDisplay *s, GetBitContext *gb)
  81 {
  82     int i;
  83     // Mastering primaries
  84     for (i = 0; i < 3; i++) {
  85         s->display_primaries[i][0] = get_bits(gb, 16);
  86         s->display_primaries[i][1] = get_bits(gb, 16);
  87     }
  88     // White point (x, y)
  89     s->white_point[0] = get_bits(gb, 16);
  90     s->white_point[1] = get_bits(gb, 16);
  91
  92     // Max and min luminance of mastering display
  93     s->max_luminance = get_bits_long(gb, 32);
  94     s->min_luminance = get_bits_long(gb, 32);
  95
  96     // As this SEI message comes before the first frame that references it,
  97     // initialize the flag to 2 and decrement on IRAP access unit so it
  98     // persists for the coded video sequence (e.g., between two IRAPs)
  99     s->present = 2;
 100     return 0;
 101 }
 102
 103 static int decode_nal_sei_content_light_info(HEVCSEIContentLight *s, GetBitContext *gb)
 104 {
 105     // Max and average light levels
 106     s->max_content_light_level     = get_bits_long(gb, 16);
 107     s->max_pic_average_light_level = get_bits_long(gb, 16);
 108     // As this SEI message comes before the first frame that references it,
 109     // initialize the flag to 2 and decrement on IRAP access unit so it
 110     // persists for the coded video sequence (e.g., between two IRAPs)
 111     s->present = 2;
 112     return  0;
 113 }
 114
 115 static int decode_nal_sei_frame_packing_arrangement(HEVCSEIFramePacking *s, GetBitContext *gb)
 116 {
 117     get_ue_golomb_long(gb);             // frame_packing_arrangement_id
 118     s->present = !get_bits1(gb);
 119
 120     if (s->present) {
 121         s->arrangement_type               = get_bits(gb, 7);
 122         s->quincunx_subsampling           = get_bits1(gb);
 123         s->content_interpretation_type    = get_bits(gb, 6);
 124
 125         // the following skips spatial_flipping_flag frame0_flipped_flag
 126         // field_views_flag current_frame_is_frame0_flag
 127         // frame0_self_contained_flag frame1_self_contained_flag
 128         skip_bits(gb, 6);
 129
 130         if (!s->quincunx_subsampling && s->arrangement_type != 5)
 131             skip_bits(gb, 16);  // frame[01]_grid_position_[xy]
 132         skip_bits(gb, 8);       // frame_packing_arrangement_reserved_byte
 133         skip_bits1(gb);         // frame_packing_arrangement_persistence_flag
 134     }
 135     skip_bits1(gb);             // upsampled_aspect_ratio_flag
 136     return 0;
 137 }
 138
 139 static int decode_nal_sei_display_orientation(HEVCSEIDisplayOrientation *s, GetBitContext *gb)
 140 {
 141     s->present = !get_bits1(gb);
 142
 143     if (s->present) {
 144         s->hflip = get_bits1(gb);     // hor_flip
 145         s->vflip = get_bits1(gb);     // ver_flip
 146
 147         s->anticlockwise_rotation = get_bits(gb, 16);
 148         skip_bits1(gb);     // display_orientation_persistence_flag
 149     }
 150
 151     return 0;
 152 }
 153
 154 static int decode_pic_timing(HEVCSEIContext *s, GetBitContext *gb, const HEVCParamSets *ps,
 155                              void *logctx)
 156 {
 157     HEVCSEIPictureTiming *h = &s->picture_timing;
 158     HEVCSPS *sps;
 159
 160     if (!ps->sps_list[s->active_seq_parameter_set_id])
 161         return(AVERROR(ENOMEM));
 162     sps = (HEVCSPS*)ps->sps_list[s->active_seq_parameter_set_id]->data;
 163
 164     if (sps->vui.frame_field_info_present_flag) {
 165         int pic_struct = get_bits(gb, 4);
 166         h->picture_struct = AV_PICTURE_STRUCTURE_UNKNOWN;
 167         if (pic_struct == 2) {
 168             av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "BOTTOM Field\n");
 169             h->picture_struct = AV_PICTURE_STRUCTURE_BOTTOM_FIELD;
 170         } else if (pic_struct == 1) {
 171             av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "TOP Field\n");
 172             h->picture_struct = AV_PICTURE_STRUCTURE_TOP_FIELD;
 173         }
 174         get_bits(gb, 2);                   // source_scan_type
 175         get_bits(gb, 1);                   // duplicate_flag
 176     }
 177     return 1;
 178 }
 179
 180 static int decode_registered_user_data_closed_caption(HEVCSEIA53Caption *s, GetBitContext *gb,
 181                                                       int size)
 182 {
 183     int flag;
 184     int user_data_type_code;
 185     int cc_count;
 186
 187     if (size < 3)
 188        return AVERROR(EINVAL);
 189
 190     user_data_type_code = get_bits(gb, 8);
 191     if (user_data_type_code == 0x3) {
 192         skip_bits(gb, 1); // reserved
 193
 194         flag = get_bits(gb, 1); // process_cc_data_flag
 195         if (flag) {
 196             skip_bits(gb, 1);
 197             cc_count = get_bits(gb, 5);
 198             skip_bits(gb, 8); // reserved
 199             size -= 2;
 200
 201             if (cc_count && size >= cc_count * 3) {
 202                 const uint64_t new_size = (s->a53_caption_size + cc_count
 203                                            * UINT64_C(3));
 204                 int i, ret;
 205
 206                 if (new_size > INT_MAX)
 207                     return AVERROR(EINVAL);
 208
 209                 /* Allow merging of the cc data from two fields. */
 210                 ret = av_reallocp(&s->a53_caption, new_size);
 211                 if (ret < 0)
 212                     return ret;
 213
 214                 for (i = 0; i < cc_count; i++) {
 215                     s->a53_caption[s->a53_caption_size++] = get_bits(gb, 8);
 216                     s->a53_caption[s->a53_caption_size++] = get_bits(gb, 8);
 217                     s->a53_caption[s->a53_caption_size++] = get_bits(gb, 8);
 218                 }
 219                 skip_bits(gb, 8); // marker_bits
 220             }
 221         }
 222     } else {
 223         int i;
 224         for (i = 0; i < size - 1; i++)
 225             skip_bits(gb, 8);
 226     }
 227
 228     return 0;
 229 }
 230
 231 static int decode_nal_sei_user_data_registered_itu_t_t35(HEVCSEIContext *s, GetBitContext *gb,
 232                                                          int size)
 233 {
 234     uint32_t country_code;
 235     uint32_t user_identifier;
 236
 237     if (size < 7)
 238         return AVERROR(EINVAL);
 239     size -= 7;
 240
 241     country_code = get_bits(gb, 8);
 242     if (country_code == 0xFF) {
 243         skip_bits(gb, 8);
 244         size--;
 245     }
 246
 247     skip_bits(gb, 8);
 248     skip_bits(gb, 8);
 249
 250     user_identifier = get_bits_long(gb, 32);
 251
 252     switch (user_identifier) {
 253         case MKBETAG('G', 'A', '9', '4'):
 254             return decode_registered_user_data_closed_caption(&s->a53_caption, gb, size);
 255         default:
 256             skip_bits_long(gb, size * 8);
 257             break;
 258     }
 259     return 0;
 260 }
 261
 262 static int active_parameter_sets(HEVCSEIContext *s, GetBitContext *gb, void *logctx)
 263 {
 264     int num_sps_ids_minus1;
 265     int i;
 266     unsigned active_seq_parameter_set_id;
 267
 268     get_bits(gb, 4); // active_video_parameter_set_id
 269     get_bits(gb, 1); // self_contained_cvs_flag
 270     get_bits(gb, 1); // num_sps_ids_minus1
 271     num_sps_ids_minus1 = get_ue_golomb_long(gb); // num_sps_ids_minus1
 272
 273     if (num_sps_ids_minus1 < 0 || num_sps_ids_minus1 > 15) {
 274         av_log(logctx, AV_LOG_ERROR, "num_sps_ids_minus1 %d invalid\n", num_sps_ids_minus1);
 275         return AVERROR_INVALIDDATA;
 276     }
 277
 278     active_seq_parameter_set_id = get_ue_golomb_long(gb);
 279     if (active_seq_parameter_set_id >= HEVC_MAX_SPS_COUNT) {
 280         av_log(logctx, AV_LOG_ERROR, "active_parameter_set_id %d invalid\n", active_seq_parameter_set_id);
 281         return AVERROR_INVALIDDATA;
 282     }
 283     s->active_seq_parameter_set_id = active_seq_parameter_set_id;
 284
 285     for (i = 1; i <= num_sps_ids_minus1; i++)
 286         get_ue_golomb_long(gb); // active_seq_parameter_set_id[i]
 287
 288     return 0;
 289 }
 290
 291 static int decode_nal_sei_prefix(GetBitContext *gb, HEVCSEIContext *s, const HEVCParamSets *ps,
 292                                  int type, int size, void *logctx)
 293 {
 294     switch (type) {
 295     case 256:  // Mismatched value from HM 8.1
 296         return decode_nal_sei_decoded_picture_hash(&s->picture_hash, gb);
 297     case SEI_TYPE_FRAME_PACKING:
 298         return decode_nal_sei_frame_packing_arrangement(&s->frame_packing, gb);
 299     case SEI_TYPE_DISPLAY_ORIENTATION:
 300         return decode_nal_sei_display_orientation(&s->display_orientation, gb);
 301     case SEI_TYPE_PICTURE_TIMING:
 302         {
 303             int ret = decode_pic_timing(s, gb, ps, logctx);
 304             av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "Skipped PREFIX SEI %d\n", type);
 305             skip_bits(gb, 8 * size);
 306             return ret;
 307         }
 308     case SEI_TYPE_MASTERING_DISPLAY_INFO:
 309         return decode_nal_sei_mastering_display_info(&s->mastering_display, gb);
 310     case SEI_TYPE_CONTENT_LIGHT_LEVEL_INFO:
 311         return decode_nal_sei_content_light_info(&s->content_light, gb);
 312     case SEI_TYPE_ACTIVE_PARAMETER_SETS:
 313         active_parameter_sets(s, gb, logctx);
 314         av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "Skipped PREFIX SEI %d\n", type);
 315         return 0;
 316     case SEI_TYPE_USER_DATA_REGISTERED_ITU_T_T35:
 317         return decode_nal_sei_user_data_registered_itu_t_t35(s, gb, size);
 318     default:
 319         av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "Skipped PREFIX SEI %d\n", type);
 320         skip_bits_long(gb, 8 * size);
 321         return 0;
 322     }
 323 }
 324
 325 static int decode_nal_sei_suffix(GetBitContext *gb, HEVCSEIContext *s,
 326                                  int type, int size, void *logctx)
 327 {
 328     switch (type) {
 329     case SEI_TYPE_DECODED_PICTURE_HASH:
 330         return decode_nal_sei_decoded_picture_hash(&s->picture_hash, gb);
 331     default:
 332         av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "Skipped SUFFIX SEI %d\n", type);
 333         skip_bits_long(gb, 8 * size);
 334         return 0;
 335     }
 336 }
 337
 338 static int decode_nal_sei_message(GetBitContext *gb, HEVCSEIContext *s,
 339                                   const HEVCParamSets *ps, int nal_unit_type,
 340                                   void *logctx)
 341 {
 342     int payload_type = 0;
 343     int payload_size = 0;
 344     int byte = 0xFF;
 345     av_log(logctx, AV_LOG_DEBUG, "Decoding SEI\n");
 346
 347     while (byte == 0xFF) {
 348         byte          = get_bits(gb, 8);
 349         payload_type += byte;
 350     }
 351     byte = 0xFF;
 352     while (byte == 0xFF) {
 353         byte          = get_bits(gb, 8);
 354         payload_size += byte;
 355     }
 356     if (nal_unit_type == HEVC_NAL_SEI_PREFIX) {
 357         return decode_nal_sei_prefix(gb, s, ps, payload_type, payload_size, logctx);
 358     } else { /* nal_unit_type == NAL_SEI_SUFFIX */
 359         return decode_nal_sei_suffix(gb, s, payload_type, payload_size, logctx);
 360     }
 361 }
 362
 363 static int more_rbsp_data(GetBitContext *gb)
 364 {
 365     return get_bits_left(gb) > 0 && show_bits(gb, 8) != 0x80;
 366 }
 367
 368 int ff_hevc_decode_nal_sei(GetBitContext *gb, void *logctx, HEVCSEIContext *s,
 369                            const HEVCParamSets *ps, int type)
 370 {
 371     int ret;
 372
 373     do {
 374         ret = decode_nal_sei_message(gb, s, ps, type, logctx);
 375         if (ret < 0)
 376             return(AVERROR(ENOMEM));
 377     } while (more_rbsp_data(gb));
 378     return 1;
 379 }
 380
 381 void ff_hevc_reset_sei(HEVCSEIContext *s)
 382 {
 383     s->a53_caption.a53_caption_size = 0;
 384     av_freep(&s->a53_caption.a53_caption);
 385 }