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

   1 /*
   2  * JPEG 2000 decoding support via OpenJPEG
   3  * Copyright (c) 2009 Jaikrishnan Menon <realityman@gmx.net>
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 /**
  23 * @file
  24 * JPEG 2000 decoder using libopenjpeg
  25 */
  26
  27 #include "libavutil/imgutils.h"
  28 #include "libavutil/pixfmt.h"
  29 #include "avcodec.h"
  30 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  31 #include "thread.h"
  32 #define  OPJ_STATIC
  33 #include <openjpeg.h>
  34
  35 #define JP2_SIG_TYPE    0x6A502020
  36 #define JP2_SIG_VALUE   0x0D0A870A
  37
  38 // pix_fmts with lower bpp have to be listed before
  39 // similar pix_fmts with higher bpp.
  40 #define RGB_PIXEL_FORMATS   PIX_FMT_RGB24,PIX_FMT_RGBA,PIX_FMT_RGB48,PIX_FMT_RGBA64
  41 #define GRAY_PIXEL_FORMATS  PIX_FMT_GRAY8,PIX_FMT_GRAY8A,PIX_FMT_GRAY16
  42 #define YUV_PIXEL_FORMATS   PIX_FMT_YUV410P,PIX_FMT_YUV411P,PIX_FMT_YUVA420P, \
  43                             PIX_FMT_YUV420P,PIX_FMT_YUV422P,PIX_FMT_YUVA422P, \
  44                             PIX_FMT_YUV440P,PIX_FMT_YUV444P,PIX_FMT_YUVA444P, \
  45                             PIX_FMT_YUV420P9,PIX_FMT_YUV422P9,PIX_FMT_YUV444P9, \
  46                             PIX_FMT_YUV420P10,PIX_FMT_YUV422P10,PIX_FMT_YUV444P10, \
  47                             PIX_FMT_YUV420P12,PIX_FMT_YUV422P12,PIX_FMT_YUV444P12, \
  48                             PIX_FMT_YUV420P14,PIX_FMT_YUV422P14,PIX_FMT_YUV444P14, \
  49                             PIX_FMT_YUV420P16,PIX_FMT_YUV422P16,PIX_FMT_YUV444P16
  50
  51 static const enum PixelFormat libopenjpeg_rgb_pix_fmts[]  = {RGB_PIXEL_FORMATS};
  52 static const enum PixelFormat libopenjpeg_gray_pix_fmts[] = {GRAY_PIXEL_FORMATS};
  53 static const enum PixelFormat libopenjpeg_yuv_pix_fmts[]  = {YUV_PIXEL_FORMATS};
  54 static const enum PixelFormat libopenjpeg_all_pix_fmts[]  = {RGB_PIXEL_FORMATS,GRAY_PIXEL_FORMATS,YUV_PIXEL_FORMATS};
  55
  56 typedef struct {
  57     opj_dparameters_t dec_params;
  58     AVFrame image;
  59 } LibOpenJPEGContext;
  60
  61 static inline int libopenjpeg_matches_pix_fmt(const opj_image_t *image, enum PixelFormat pix_fmt){
  62     AVPixFmtDescriptor descriptor = av_pix_fmt_descriptors[pix_fmt];
  63     int match = 1;
  64
  65     if (descriptor.nb_components != image->numcomps) {
  66         return 0;
  67     }
  68
  69     switch (descriptor.nb_components) {
  70     case 4: match = match && descriptor.comp[3].depth_minus1 + 1 >= image->comps[3].prec &&
  71                              1 == image->comps[3].dx &&
  72                              1 == image->comps[3].dy;
  73     case 3: match = match && descriptor.comp[2].depth_minus1 + 1 >= image->comps[2].prec &&
  74                              1 << descriptor.log2_chroma_w == image->comps[2].dx &&
  75                              1 << descriptor.log2_chroma_h == image->comps[2].dy;
  76     case 2: match = match && descriptor.comp[1].depth_minus1 + 1 >= image->comps[1].prec &&
  77                              1 << descriptor.log2_chroma_w == image->comps[1].dx &&
  78                              1 << descriptor.log2_chroma_h == image->comps[1].dy;
  79     case 1: match = match && descriptor.comp[0].depth_minus1 + 1 >= image->comps[0].prec &&
  80                              1 == image->comps[0].dx &&
  81                              1 == image->comps[0].dy;
  82     default:
  83         break;
  84     }
  85
  86     return match;
  87 }
  88
  89 static inline enum PixelFormat libopenjpeg_guess_pix_fmt(const opj_image_t *image) {
  90     int index;
  91     const enum PixelFormat *possible_fmts = NULL;
  92     int possible_fmts_nb = 0;
  93
  94     switch (image->color_space) {
  95     case CLRSPC_SRGB:
  96         possible_fmts = libopenjpeg_rgb_pix_fmts;
  97         possible_fmts_nb = FF_ARRAY_ELEMS(libopenjpeg_rgb_pix_fmts);
  98         break;
  99     case CLRSPC_GRAY:
 100         possible_fmts = libopenjpeg_gray_pix_fmts;
 101         possible_fmts_nb = FF_ARRAY_ELEMS(libopenjpeg_gray_pix_fmts);
 102         break;
 103     case CLRSPC_SYCC:
 104         possible_fmts = libopenjpeg_yuv_pix_fmts;
 105         possible_fmts_nb = FF_ARRAY_ELEMS(libopenjpeg_yuv_pix_fmts);
 106         break;
 107     default:
 108         possible_fmts = libopenjpeg_all_pix_fmts;
 109         possible_fmts_nb = FF_ARRAY_ELEMS(libopenjpeg_all_pix_fmts);
 110         break;
 111     }
 112
 113     for (index = 0; index < possible_fmts_nb; ++index) {
 114         if (libopenjpeg_matches_pix_fmt(image, possible_fmts[index])) {
 115             return possible_fmts[index];
 116         }
 117     }
 118
 119     return PIX_FMT_NONE;
 120 }
 121
 122 static inline int libopenjpeg_ispacked(enum PixelFormat pix_fmt) {
 123     int i, component_plane;
 124
 125     if (pix_fmt == PIX_FMT_GRAY16)
 126         return 0;
 127
 128     component_plane = av_pix_fmt_descriptors[pix_fmt].comp[0].plane;
 129     for(i = 1; i < av_pix_fmt_descriptors[pix_fmt].nb_components; i++) {
 130         if (component_plane != av_pix_fmt_descriptors[pix_fmt].comp[i].plane)
 131             return 0;
 132     }
 133     return 1;
 134 }
 135
 136 static inline void libopenjpeg_copy_to_packed8(AVFrame *picture, opj_image_t *image) {
 137     uint8_t *img_ptr;
 138     int index, x, y, c;
 139     for(y = 0; y < picture->height; y++) {
 140         index = y*picture->width;
 141         img_ptr = picture->data[0] + y*picture->linesize[0];
 142         for(x = 0; x < picture->width; x++, index++) {
 143             for(c = 0; c < image->numcomps; c++) {
 144                 *img_ptr++ = image->comps[c].data[index];
 145             }
 146         }
 147     }
 148 }
 149
 150 static inline void libopenjpeg_copy_to_packed16(AVFrame *picture, opj_image_t *image) {
 151     uint16_t *img_ptr;
 152     int index, x, y, c;
 153     int adjust[4];
 154     for (x = 0; x < image->numcomps; x++) {
 155         adjust[x] = FFMAX(FFMIN(16 - image->comps[x].prec, 8), 0);
 156     }
 157     for (y = 0; y < picture->height; y++) {
 158         index = y*picture->width;
 159         img_ptr = (uint16_t*) (picture->data[0] + y*picture->linesize[0]);
 160         for (x = 0; x < picture->width; x++, index++) {
 161             for (c = 0; c < image->numcomps; c++) {
 162                 *img_ptr++ = image->comps[c].data[index] << adjust[c];
 163             }
 164         }
 165     }
 166 }
 167
 168 static inline void libopenjpeg_copyto8(AVFrame *picture, opj_image_t *image) {
 169     int *comp_data;
 170     uint8_t *img_ptr;
 171     int index, x, y;
 172
 173     for(index = 0; index < image->numcomps; index++) {
 174         comp_data = image->comps[index].data;
 175         for(y = 0; y < image->comps[index].h; y++) {
 176             img_ptr = picture->data[index] + y * picture->linesize[index];
 177             for(x = 0; x < image->comps[index].w; x++) {
 178                 *img_ptr = (uint8_t) *comp_data;
 179                 img_ptr++;
 180                 comp_data++;
 181             }
 182         }
 183     }
 184 }
 185
 186 static inline void libopenjpeg_copyto16(AVFrame *picture, opj_image_t *image) {
 187     int *comp_data;
 188     uint16_t *img_ptr;
 189     int index, x, y;
 190     for(index = 0; index < image->numcomps; index++) {
 191         comp_data = image->comps[index].data;
 192         for(y = 0; y < image->comps[index].h; y++) {
 193             img_ptr = (uint16_t*) (picture->data[index] + y * picture->linesize[index]);
 194             for(x = 0; x < image->comps[index].w; x++) {
 195                 *img_ptr = *comp_data;
 196                 img_ptr++;
 197                 comp_data++;
 198             }
 199         }
 200     }
 201 }
 202
 203 static av_cold int libopenjpeg_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 204 {
 205     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 206
 207     opj_set_default_decoder_parameters(&ctx->dec_params);
 208     avcodec_get_frame_defaults(&ctx->image);
 209     avctx->coded_frame = &ctx->image;
 210     return 0;
 211 }
 212
 213 static av_cold int libopenjpeg_decode_init_thread_copy(AVCodecContext *avctx)
 214 {
 215     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 216
 217     avctx->coded_frame = &ctx->image;
 218     return 0;
 219 }
 220
 221 static int libopenjpeg_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 222                                     void *data, int *data_size,
 223                                     AVPacket *avpkt)
 224 {
 225     uint8_t *buf = avpkt->data;
 226     int buf_size = avpkt->size;
 227     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 228     AVFrame *picture = &ctx->image, *output = data;
 229     opj_dinfo_t *dec;
 230     opj_cio_t *stream;
 231     opj_image_t *image;
 232     int width, height, ret = -1;
 233     int pixel_size = 0;
 234     int ispacked = 0;
 235     int i;
 236
 237     *data_size = 0;
 238
 239     // Check if input is a raw jpeg2k codestream or in jp2 wrapping
 240     if((AV_RB32(buf) == 12) &&
 241        (AV_RB32(buf + 4) == JP2_SIG_TYPE) &&
 242        (AV_RB32(buf + 8) == JP2_SIG_VALUE)) {
 243         dec = opj_create_decompress(CODEC_JP2);
 244     } else {
 245         // If the AVPacket contains a jp2c box, then skip to
 246         // the starting byte of the codestream.
 247         if (AV_RB32(buf + 4) == AV_RB32("jp2c"))
 248             buf += 8;
 249         dec = opj_create_decompress(CODEC_J2K);
 250     }
 251
 252     if(!dec) {
 253         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error initializing decoder.\n");
 254         return -1;
 255     }
 256     opj_set_event_mgr((opj_common_ptr)dec, NULL, NULL);
 257
 258     ctx->dec_params.cp_limit_decoding = LIMIT_TO_MAIN_HEADER;
 259     // Tie decoder with decoding parameters
 260     opj_setup_decoder(dec, &ctx->dec_params);
 261     stream = opj_cio_open((opj_common_ptr)dec, buf, buf_size);
 262     if(!stream) {
 263         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Codestream could not be opened for reading.\n");
 264         opj_destroy_decompress(dec);
 265         return -1;
 266     }
 267
 268     // Decode the header only
 269     image = opj_decode_with_info(dec, stream, NULL);
 270     opj_cio_close(stream);
 271     if(!image) {
 272         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding codestream.\n");
 273         opj_destroy_decompress(dec);
 274         return -1;
 275     }
 276     width  = image->x1 - image->x0;
 277     height = image->y1 - image->y0;
 278     if(av_image_check_size(width, height, 0, avctx) < 0) {
 279         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "%dx%d dimension invalid.\n", width, height);
 280         goto done;
 281     }
 282     avcodec_set_dimensions(avctx, width, height);
 283
 284     if (avctx->pix_fmt != PIX_FMT_NONE) {
 285         if (!libopenjpeg_matches_pix_fmt(image, avctx->pix_fmt)) {
 286             avctx->pix_fmt = PIX_FMT_NONE;
 287         }
 288     }
 289
 290     if (avctx->pix_fmt == PIX_FMT_NONE) {
 291         avctx->pix_fmt = libopenjpeg_guess_pix_fmt(image);
 292     }
 293
 294     if (avctx->pix_fmt == PIX_FMT_NONE) {
 295         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to determine pixel format\n");
 296         goto done;
 297     }
 298     for (i = 0; i < image->numcomps; i++)
 299         if (image->comps[i].prec > avctx->bits_per_raw_sample)
 300             avctx->bits_per_raw_sample = image->comps[i].prec;
 301
 302     if(picture->data[0])
 303         ff_thread_release_buffer(avctx, picture);
 304
 305     if(ff_thread_get_buffer(avctx, picture) < 0){
 306         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "ff_thread_get_buffer() failed\n");
 307         goto done;
 308     }
 309
 310     ctx->dec_params.cp_limit_decoding = NO_LIMITATION;
 311     ctx->dec_params.cp_reduce = avctx->lowres;
 312     // Tie decoder with decoding parameters
 313     opj_setup_decoder(dec, &ctx->dec_params);
 314     stream = opj_cio_open((opj_common_ptr)dec, buf, buf_size);
 315     if(!stream) {
 316         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Codestream could not be opened for reading.\n");
 317         goto done;
 318     }
 319
 320     opj_image_destroy(image);
 321     // Decode the codestream
 322     image = opj_decode_with_info(dec, stream, NULL);
 323     opj_cio_close(stream);
 324     if(!image) {
 325         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding codestream.\n");
 326         goto done;
 327     }
 328
 329     pixel_size = av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].comp[0].step_minus1 + 1;
 330     ispacked = libopenjpeg_ispacked(avctx->pix_fmt);
 331
 332     switch (pixel_size) {
 333     case 1:
 334         if (ispacked) {
 335             libopenjpeg_copy_to_packed8(picture, image);
 336         } else {
 337             libopenjpeg_copyto8(picture, image);
 338         }
 339         break;
 340     case 2:
 341         if (ispacked) {
 342             libopenjpeg_copy_to_packed8(picture, image);
 343         } else {
 344             libopenjpeg_copyto16(picture, image);
 345         }
 346         break;
 347     case 3:
 348     case 4:
 349         if (ispacked) {
 350             libopenjpeg_copy_to_packed8(picture, image);
 351         }
 352         break;
 353     case 6:
 354     case 8:
 355         if (ispacked) {
 356             libopenjpeg_copy_to_packed16(picture, image);
 357         }
 358         break;
 359     default:
 360         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported pixel size %d\n", pixel_size);
 361         goto done;
 362     }
 363
 364     *output    = ctx->image;
 365     *data_size = sizeof(AVPicture);
 366     ret = buf_size;
 367
 368 done:
 369     opj_image_destroy(image);
 370     opj_destroy_decompress(dec);
 371     return ret;
 372 }
 373
 374 static av_cold int libopenjpeg_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 375 {
 376     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 377
 378     if(ctx->image.data[0])
 379         ff_thread_release_buffer(avctx, &ctx->image);
 380     return 0 ;
 381 }
 382
 383
 384 AVCodec ff_libopenjpeg_decoder = {
 385     .name             = "libopenjpeg",
 386     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 387     .id               = CODEC_ID_JPEG2000,
 388     .priv_data_size   = sizeof(LibOpenJPEGContext),
 389     .init             = libopenjpeg_decode_init,
 390     .close            = libopenjpeg_decode_close,
 391     .decode           = libopenjpeg_decode_frame,
 392     .capabilities     = CODEC_CAP_DR1 | CODEC_CAP_FRAME_THREADS,
 393     .max_lowres       = 5,
 394     .long_name        = NULL_IF_CONFIG_SMALL("OpenJPEG JPEG 2000"),
 395     .init_thread_copy = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(libopenjpeg_decode_init_thread_copy),
 396 };