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 typedef struct {
  39     opj_dparameters_t dec_params;
  40     AVFrame image;
  41 } LibOpenJPEGContext;
  42
  43 static enum PixelFormat check_image_attributes(AVCodecContext *avctx, opj_image_t *image)
  44 {
  45     opj_image_comp_t c0 = image->comps[0];
  46     opj_image_comp_t c1 = image->comps[1];
  47     opj_image_comp_t c2 = image->comps[2];
  48     int compRatio = 0;
  49     compRatio |= c0.dx << 15 | c0.dy << 12;
  50     compRatio |= c1.dx << 9  | c1.dy << 6;
  51     compRatio |= c2.dx << 3  | c2.dy;
  52
  53     switch (compRatio) {
  54     case 0111111: goto libopenjpeg_yuv444_rgb;
  55     case 0111212: return PIX_FMT_YUV440P;
  56     case 0112121: goto libopenjpeg_yuv422;
  57     case 0112222: goto libopenjpeg_yuv420;
  58     default: goto libopenjpeg_rgb;
  59     }
  60
  61 libopenjpeg_yuv420:
  62     switch (c0.prec) {
  63     case 8:  return PIX_FMT_YUV420P;
  64     case 9:  return PIX_FMT_YUV420P9;
  65     case 10: return PIX_FMT_YUV420P10;
  66     case 16: return PIX_FMT_YUV420P16;
  67     }
  68
  69 libopenjpeg_yuv422:
  70     switch (c0.prec) {
  71     case 8:  return PIX_FMT_YUV422P;
  72     case 9:  return PIX_FMT_YUV422P9;
  73     case 10: return PIX_FMT_YUV422P10;
  74     case 16: return PIX_FMT_YUV422P16;
  75     }
  76
  77 libopenjpeg_yuv444_rgb:
  78     switch (c0.prec) {
  79     case 8:  return PIX_FMT_RGB24;
  80     case 9:  return PIX_FMT_YUV444P9;
  81     case 10: return PIX_FMT_YUV444P10;
  82     case 16: return PIX_FMT_YUV444P16;
  83     }
  84
  85 libopenjpeg_rgb:
  86     switch (c0.prec) {
  87     case 8: return PIX_FMT_RGB24;
  88     default: return PIX_FMT_RGB48;
  89     }
  90
  91     return PIX_FMT_RGB24;
  92 }
  93
  94 static int is_yuva420(opj_image_t *image)
  95 {
  96     return image->numcomps == 4 &&
  97            image->comps[0].dx == 1 && image->comps[0].dy == 1 &&
  98            image->comps[1].dx == 2 && image->comps[1].dy == 2 &&
  99            image->comps[2].dx == 2 && image->comps[2].dy == 2 &&
 100            image->comps[3].dx == 1 && image->comps[3].dy == 1;
 101 }
 102
 103 static inline int libopenjpeg_ispacked(enum PixelFormat pix_fmt) {
 104     int i, component_plane;
 105     component_plane = av_pix_fmt_descriptors[pix_fmt].comp[0].plane;
 106     for(i = 1; i < av_pix_fmt_descriptors[pix_fmt].nb_components; i++) {
 107         if (component_plane != av_pix_fmt_descriptors[pix_fmt].comp[i].plane)
 108             return 0;
 109     }
 110     return 1;
 111 }
 112
 113 static inline void libopenjpeg_copy_to_packed8(AVFrame *picture, opj_image_t *image) {
 114     uint8_t *img_ptr;
 115     int index, x, y, c;
 116     for(y = 0; y < picture->height; y++) {
 117         index = y*picture->width;
 118         img_ptr = picture->data[0] + y*picture->linesize[0];
 119         for(x = 0; x < picture->width; x++, index++) {
 120             for(c = 0; c < image->numcomps; c++) {
 121                 *img_ptr++ = image->comps[c].data[index];
 122             }
 123         }
 124     }
 125 }
 126
 127 static inline void libopenjpeg_copy_to_packed16(AVFrame *picture, opj_image_t *image) {
 128     uint16_t *img_ptr;
 129     int index, x, y, c;
 130     int adjust[4];
 131     for (x = 0; x < image->numcomps; x++) {
 132         adjust[x] = FFMAX(FFMIN(16 - image->comps[x].prec, 8), 0);
 133     }
 134     for (y = 0; y < picture->height; y++) {
 135         index = y*picture->width;
 136         img_ptr = (uint16_t*) (picture->data[0] + y*picture->linesize[0]);
 137         for (x = 0; x < picture->width; x++, index++) {
 138             for (c = 0; c < image->numcomps; c++) {
 139                 *img_ptr++ = image->comps[c].data[index] << adjust[c];
 140             }
 141         }
 142     }
 143 }
 144
 145 static inline void libopenjpeg_copyto8(AVFrame *picture, opj_image_t *image) {
 146     int *comp_data;
 147     uint8_t *img_ptr;
 148     int index, x, y;
 149
 150     for(index = 0; index < image->numcomps; index++) {
 151         comp_data = image->comps[index].data;
 152         for(y = 0; y < image->comps[index].h; y++) {
 153             img_ptr = picture->data[index] + y * picture->linesize[index];
 154             for(x = 0; x < image->comps[index].w; x++) {
 155                 *img_ptr = (uint8_t) *comp_data;
 156                 img_ptr++;
 157                 comp_data++;
 158             }
 159         }
 160     }
 161 }
 162
 163 static inline void libopenjpeg_copyto16(AVFrame *picture, opj_image_t *image) {
 164     int *comp_data;
 165     uint16_t *img_ptr;
 166     int index, x, y;
 167     for(index = 0; index < image->numcomps; index++) {
 168         comp_data = image->comps[index].data;
 169         for(y = 0; y < image->comps[index].h; y++) {
 170             img_ptr = (uint16_t*) (picture->data[index] + y * picture->linesize[index]);
 171             for(x = 0; x < image->comps[index].w; x++) {
 172                 *img_ptr = *comp_data;
 173                 img_ptr++;
 174                 comp_data++;
 175             }
 176         }
 177     }
 178 }
 179
 180 static av_cold int libopenjpeg_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 181 {
 182     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 183
 184     opj_set_default_decoder_parameters(&ctx->dec_params);
 185     avcodec_get_frame_defaults(&ctx->image);
 186     avctx->coded_frame = &ctx->image;
 187     return 0;
 188 }
 189
 190 static av_cold int libopenjpeg_decode_init_thread_copy(AVCodecContext *avctx)
 191 {
 192     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 193
 194     avctx->coded_frame = &ctx->image;
 195     return 0;
 196 }
 197
 198 static int libopenjpeg_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 199                                     void *data, int *data_size,
 200                                     AVPacket *avpkt)
 201 {
 202     uint8_t *buf = avpkt->data;
 203     int buf_size = avpkt->size;
 204     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 205     AVFrame *picture = &ctx->image, *output = data;
 206     opj_dinfo_t *dec;
 207     opj_cio_t *stream;
 208     opj_image_t *image;
 209     int width, height, ret = -1;
 210     int pixel_size = 0;
 211     int ispacked = 0;
 212
 213     *data_size = 0;
 214
 215     // Check if input is a raw jpeg2k codestream or in jp2 wrapping
 216     if((AV_RB32(buf) == 12) &&
 217        (AV_RB32(buf + 4) == JP2_SIG_TYPE) &&
 218        (AV_RB32(buf + 8) == JP2_SIG_VALUE)) {
 219         dec = opj_create_decompress(CODEC_JP2);
 220     } else {
 221         // If the AVPacket contains a jp2c box, then skip to
 222         // the starting byte of the codestream.
 223         if (AV_RB32(buf + 4) == AV_RB32("jp2c"))
 224             buf += 8;
 225         dec = opj_create_decompress(CODEC_J2K);
 226     }
 227
 228     if(!dec) {
 229         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error initializing decoder.\n");
 230         return -1;
 231     }
 232     opj_set_event_mgr((opj_common_ptr)dec, NULL, NULL);
 233
 234     ctx->dec_params.cp_limit_decoding = LIMIT_TO_MAIN_HEADER;
 235     // Tie decoder with decoding parameters
 236     opj_setup_decoder(dec, &ctx->dec_params);
 237     stream = opj_cio_open((opj_common_ptr)dec, buf, buf_size);
 238     if(!stream) {
 239         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Codestream could not be opened for reading.\n");
 240         opj_destroy_decompress(dec);
 241         return -1;
 242     }
 243
 244     // Decode the header only
 245     image = opj_decode_with_info(dec, stream, NULL);
 246     opj_cio_close(stream);
 247     if(!image) {
 248         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding codestream.\n");
 249         opj_destroy_decompress(dec);
 250         return -1;
 251     }
 252     width  = image->x1 - image->x0;
 253     height = image->y1 - image->y0;
 254     if(av_image_check_size(width, height, 0, avctx) < 0) {
 255         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "%dx%d dimension invalid.\n", width, height);
 256         goto done;
 257     }
 258     avcodec_set_dimensions(avctx, width, height);
 259
 260     switch (image->numcomps) {
 261     case 1:  avctx->pix_fmt = PIX_FMT_GRAY8;
 262              break;
 263     case 3:  avctx->pix_fmt = check_image_attributes(avctx, image);
 264              break;
 265     case 4:  avctx->pix_fmt = is_yuva420(image) ? PIX_FMT_YUVA420P : PIX_FMT_RGBA;
 266              break;
 267     default: av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "%d components unsupported.\n", image->numcomps);
 268              goto done;
 269     }
 270
 271     if(picture->data[0])
 272         ff_thread_release_buffer(avctx, picture);
 273
 274     if(ff_thread_get_buffer(avctx, picture) < 0){
 275         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "ff_thread_get_buffer() failed\n");
 276         return -1;
 277     }
 278
 279     ctx->dec_params.cp_limit_decoding = NO_LIMITATION;
 280     ctx->dec_params.cp_reduce = avctx->lowres;
 281     // Tie decoder with decoding parameters
 282     opj_setup_decoder(dec, &ctx->dec_params);
 283     stream = opj_cio_open((opj_common_ptr)dec, buf, buf_size);
 284     if(!stream) {
 285         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Codestream could not be opened for reading.\n");
 286         opj_destroy_decompress(dec);
 287         return -1;
 288     }
 289
 290     // Decode the codestream
 291     image = opj_decode_with_info(dec, stream, NULL);
 292     opj_cio_close(stream);
 293
 294     pixel_size = av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].comp[0].step_minus1 + 1;
 295     ispacked = libopenjpeg_ispacked(avctx->pix_fmt);
 296
 297     switch (pixel_size) {
 298     case 1:
 299         if (ispacked) {
 300             libopenjpeg_copy_to_packed8(picture, image);
 301         } else {
 302             libopenjpeg_copyto8(picture, image);
 303         }
 304         break;
 305     case 2:
 306         libopenjpeg_copyto16(picture, image);
 307         break;
 308     case 3:
 309     case 4:
 310         if (ispacked) {
 311             libopenjpeg_copy_to_packed8(picture, image);
 312         }
 313         break;
 314     case 6:
 315         if (ispacked) {
 316             libopenjpeg_copy_to_packed16(picture, image);
 317         }
 318         break;
 319     default:
 320         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported pixel size %d\n", pixel_size);
 321         goto done;
 322     }
 323
 324     *output    = ctx->image;
 325     *data_size = sizeof(AVPicture);
 326     ret = buf_size;
 327
 328 done:
 329     opj_image_destroy(image);
 330     opj_destroy_decompress(dec);
 331     return ret;
 332 }
 333
 334 static av_cold int libopenjpeg_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 335 {
 336     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 337
 338     if(ctx->image.data[0])
 339         ff_thread_release_buffer(avctx, &ctx->image);
 340     return 0 ;
 341 }
 342
 343
 344 AVCodec ff_libopenjpeg_decoder = {
 345     .name           = "libopenjpeg",
 346     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 347     .id             = CODEC_ID_JPEG2000,
 348     .priv_data_size = sizeof(LibOpenJPEGContext),
 349     .init           = libopenjpeg_decode_init,
 350     .close          = libopenjpeg_decode_close,
 351     .decode         = libopenjpeg_decode_frame,
 352     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1 | CODEC_CAP_FRAME_THREADS,
 353     .max_lowres     = 5,
 354     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("OpenJPEG based JPEG 2000 decoder"),
 355     .init_thread_copy = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(libopenjpeg_decode_init_thread_copy)
 356 };