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 #define RGB_PIXEL_FORMATS   PIX_FMT_RGB24,PIX_FMT_RGBA,PIX_FMT_RGB48,PIX_FMT_RGBA64
  39 #define GRAY_PIXEL_FORMATS  PIX_FMT_GRAY8,PIX_FMT_GRAY8A,PIX_FMT_GRAY16
  40 #define YUV_PIXEL_FORMATS   PIX_FMT_YUV420P,PIX_FMT_YUV422P,PIX_FMT_YUVA420P, \
  41                             PIX_FMT_YUV440P,PIX_FMT_YUV444P, \
  42                             PIX_FMT_YUV420P9,PIX_FMT_YUV422P9,PIX_FMT_YUV444P9, \
  43                             PIX_FMT_YUV420P10,PIX_FMT_YUV422P10,PIX_FMT_YUV444P10, \
  44                             PIX_FMT_YUV420P16,PIX_FMT_YUV422P16,PIX_FMT_YUV444P16
  45
  46 static const enum PixelFormat libopenjpeg_rgb_pix_fmts[]  = {RGB_PIXEL_FORMATS};
  47 static const enum PixelFormat libopenjpeg_gray_pix_fmts[] = {GRAY_PIXEL_FORMATS};
  48 static const enum PixelFormat libopenjpeg_yuv_pix_fmts[]  = {YUV_PIXEL_FORMATS};
  49 static const enum PixelFormat libopenjpeg_all_pix_fmts[]  = {RGB_PIXEL_FORMATS,GRAY_PIXEL_FORMATS,YUV_PIXEL_FORMATS};
  50
  51 typedef struct {
  52     opj_dparameters_t dec_params;
  53     AVFrame image;
  54 } LibOpenJPEGContext;
  55
  56 static inline int libopenjpeg_matches_pix_fmt(const opj_image_t *image, enum PixelFormat pix_fmt){
  57     AVPixFmtDescriptor descriptor = av_pix_fmt_descriptors[pix_fmt];
  58     int match = 1;
  59
  60     if (descriptor.nb_components != image->numcomps) {
  61         return 0;
  62     }
  63
  64     switch (descriptor.nb_components) {
  65     case 4: match = match && descriptor.comp[3].depth_minus1 + 1 == image->comps[3].prec &&
  66                              1 << descriptor.log2_chroma_w == image->comps[3].dx &&
  67                              1 << descriptor.log2_chroma_h == image->comps[3].dy;
  68     case 3: match = match && descriptor.comp[2].depth_minus1 + 1 == image->comps[2].prec &&
  69                              1 << descriptor.log2_chroma_w == image->comps[2].dx &&
  70                              1 << descriptor.log2_chroma_h == image->comps[2].dy;
  71     case 2: match = match && descriptor.comp[1].depth_minus1 + 1 == image->comps[1].prec &&
  72                              1 << descriptor.log2_chroma_w == image->comps[1].dx &&
  73                              1 << descriptor.log2_chroma_h == image->comps[1].dy;
  74     case 1: match = match && descriptor.comp[0].depth_minus1 + 1 == image->comps[0].prec &&
  75                              1 == image->comps[0].dx &&
  76                              1 == image->comps[0].dy;
  77     default:
  78         break;
  79     }
  80
  81     return match;
  82 }
  83
  84 static inline enum PixelFormat libopenjpeg_guess_pix_fmt(const opj_image_t *image) {
  85     int index;
  86     const enum PixelFormat *possible_fmts = NULL;
  87     int possible_fmts_nb = 0;
  88
  89     switch (image->color_space) {
  90     case CLRSPC_SRGB:
  91         possible_fmts = libopenjpeg_rgb_pix_fmts;
  92         possible_fmts_nb = sizeof(libopenjpeg_rgb_pix_fmts) / sizeof(enum PixelFormat);
  93         break;
  94     case CLRSPC_GRAY:
  95         possible_fmts = libopenjpeg_gray_pix_fmts;
  96         possible_fmts_nb = sizeof(libopenjpeg_gray_pix_fmts) / sizeof(enum PixelFormat);
  97         break;
  98     case CLRSPC_SYCC:
  99         possible_fmts = libopenjpeg_yuv_pix_fmts;
 100         possible_fmts_nb = sizeof(libopenjpeg_yuv_pix_fmts) / sizeof(enum PixelFormat);
 101         break;
 102     default:
 103         possible_fmts = libopenjpeg_all_pix_fmts;
 104         possible_fmts_nb = sizeof(libopenjpeg_all_pix_fmts) / sizeof(enum PixelFormat);
 105         break;
 106     }
 107
 108     for (index = 0; index < possible_fmts_nb; ++index) {
 109         if (libopenjpeg_matches_pix_fmt(image, possible_fmts[index])) {
 110             return possible_fmts[index];
 111         }
 112     }
 113
 114     return PIX_FMT_NONE;
 115 }
 116
 117 static inline int libopenjpeg_ispacked(enum PixelFormat pix_fmt) {
 118     int i, component_plane;
 119
 120     if (pix_fmt == PIX_FMT_GRAY16)
 121         return 0;
 122
 123     component_plane = av_pix_fmt_descriptors[pix_fmt].comp[0].plane;
 124     for(i = 1; i < av_pix_fmt_descriptors[pix_fmt].nb_components; i++) {
 125         if (component_plane != av_pix_fmt_descriptors[pix_fmt].comp[i].plane)
 126             return 0;
 127     }
 128     return 1;
 129 }
 130
 131 static inline void libopenjpeg_copy_to_packed8(AVFrame *picture, opj_image_t *image) {
 132     uint8_t *img_ptr;
 133     int index, x, y, c;
 134     for(y = 0; y < picture->height; y++) {
 135         index = y*picture->width;
 136         img_ptr = 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];
 140             }
 141         }
 142     }
 143 }
 144
 145 static inline void libopenjpeg_copy_to_packed16(AVFrame *picture, opj_image_t *image) {
 146     uint16_t *img_ptr;
 147     int index, x, y, c;
 148     int adjust[4];
 149     for (x = 0; x < image->numcomps; x++) {
 150         adjust[x] = FFMAX(FFMIN(16 - image->comps[x].prec, 8), 0);
 151     }
 152     for (y = 0; y < picture->height; y++) {
 153         index = y*picture->width;
 154         img_ptr = (uint16_t*) (picture->data[0] + y*picture->linesize[0]);
 155         for (x = 0; x < picture->width; x++, index++) {
 156             for (c = 0; c < image->numcomps; c++) {
 157                 *img_ptr++ = image->comps[c].data[index] << adjust[c];
 158             }
 159         }
 160     }
 161 }
 162
 163 static inline void libopenjpeg_copyto8(AVFrame *picture, opj_image_t *image) {
 164     int *comp_data;
 165     uint8_t *img_ptr;
 166     int index, x, y;
 167
 168     for(index = 0; index < image->numcomps; index++) {
 169         comp_data = image->comps[index].data;
 170         for(y = 0; y < image->comps[index].h; y++) {
 171             img_ptr = picture->data[index] + y * picture->linesize[index];
 172             for(x = 0; x < image->comps[index].w; x++) {
 173                 *img_ptr = (uint8_t) *comp_data;
 174                 img_ptr++;
 175                 comp_data++;
 176             }
 177         }
 178     }
 179 }
 180
 181 static inline void libopenjpeg_copyto16(AVFrame *picture, opj_image_t *image) {
 182     int *comp_data;
 183     uint16_t *img_ptr;
 184     int index, x, y;
 185     for(index = 0; index < image->numcomps; index++) {
 186         comp_data = image->comps[index].data;
 187         for(y = 0; y < image->comps[index].h; y++) {
 188             img_ptr = (uint16_t*) (picture->data[index] + y * picture->linesize[index]);
 189             for(x = 0; x < image->comps[index].w; x++) {
 190                 *img_ptr = *comp_data;
 191                 img_ptr++;
 192                 comp_data++;
 193             }
 194         }
 195     }
 196 }
 197
 198 static av_cold int libopenjpeg_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 199 {
 200     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 201
 202     opj_set_default_decoder_parameters(&ctx->dec_params);
 203     avcodec_get_frame_defaults(&ctx->image);
 204     avctx->coded_frame = &ctx->image;
 205     return 0;
 206 }
 207
 208 static av_cold int libopenjpeg_decode_init_thread_copy(AVCodecContext *avctx)
 209 {
 210     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 211
 212     avctx->coded_frame = &ctx->image;
 213     return 0;
 214 }
 215
 216 static int libopenjpeg_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 217                                     void *data, int *data_size,
 218                                     AVPacket *avpkt)
 219 {
 220     uint8_t *buf = avpkt->data;
 221     int buf_size = avpkt->size;
 222     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 223     AVFrame *picture = &ctx->image, *output = data;
 224     opj_dinfo_t *dec;
 225     opj_cio_t *stream;
 226     opj_image_t *image;
 227     int width, height, ret = -1;
 228     int pixel_size = 0;
 229     int ispacked = 0;
 230
 231     *data_size = 0;
 232
 233     // Check if input is a raw jpeg2k codestream or in jp2 wrapping
 234     if((AV_RB32(buf) == 12) &&
 235        (AV_RB32(buf + 4) == JP2_SIG_TYPE) &&
 236        (AV_RB32(buf + 8) == JP2_SIG_VALUE)) {
 237         dec = opj_create_decompress(CODEC_JP2);
 238     } else {
 239         // If the AVPacket contains a jp2c box, then skip to
 240         // the starting byte of the codestream.
 241         if (AV_RB32(buf + 4) == AV_RB32("jp2c"))
 242             buf += 8;
 243         dec = opj_create_decompress(CODEC_J2K);
 244     }
 245
 246     if(!dec) {
 247         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error initializing decoder.\n");
 248         return -1;
 249     }
 250     opj_set_event_mgr((opj_common_ptr)dec, NULL, NULL);
 251
 252     ctx->dec_params.cp_limit_decoding = LIMIT_TO_MAIN_HEADER;
 253     // Tie decoder with decoding parameters
 254     opj_setup_decoder(dec, &ctx->dec_params);
 255     stream = opj_cio_open((opj_common_ptr)dec, buf, buf_size);
 256     if(!stream) {
 257         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Codestream could not be opened for reading.\n");
 258         opj_destroy_decompress(dec);
 259         return -1;
 260     }
 261
 262     // Decode the header only
 263     image = opj_decode_with_info(dec, stream, NULL);
 264     opj_cio_close(stream);
 265     if(!image) {
 266         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding codestream.\n");
 267         opj_destroy_decompress(dec);
 268         return -1;
 269     }
 270     width  = image->x1 - image->x0;
 271     height = image->y1 - image->y0;
 272     if(av_image_check_size(width, height, 0, avctx) < 0) {
 273         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "%dx%d dimension invalid.\n", width, height);
 274         goto done;
 275     }
 276     avcodec_set_dimensions(avctx, width, height);
 277
 278     if (avctx->pix_fmt != PIX_FMT_NONE) {
 279         if (!libopenjpeg_matches_pix_fmt(image, avctx->pix_fmt)) {
 280             avctx->pix_fmt = PIX_FMT_NONE;
 281         }
 282     }
 283
 284     if (avctx->pix_fmt == PIX_FMT_NONE) {
 285         avctx->pix_fmt = libopenjpeg_guess_pix_fmt(image);
 286     }
 287
 288     if (avctx->pix_fmt == PIX_FMT_NONE) {
 289         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to determine pixel format\n");
 290         goto done;
 291     }
 292
 293     if(picture->data[0])
 294         ff_thread_release_buffer(avctx, picture);
 295
 296     if(ff_thread_get_buffer(avctx, picture) < 0){
 297         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "ff_thread_get_buffer() failed\n");
 298         goto done;
 299     }
 300
 301     ctx->dec_params.cp_limit_decoding = NO_LIMITATION;
 302     ctx->dec_params.cp_reduce = avctx->lowres;
 303     // Tie decoder with decoding parameters
 304     opj_setup_decoder(dec, &ctx->dec_params);
 305     stream = opj_cio_open((opj_common_ptr)dec, buf, buf_size);
 306     if(!stream) {
 307         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Codestream could not be opened for reading.\n");
 308         goto done;
 309     }
 310
 311     opj_image_destroy(image);
 312     // Decode the codestream
 313     image = opj_decode_with_info(dec, stream, NULL);
 314     opj_cio_close(stream);
 315     if(!image) {
 316         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding codestream.\n");
 317         goto done;
 318     }
 319
 320     pixel_size = av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].comp[0].step_minus1 + 1;
 321     ispacked = libopenjpeg_ispacked(avctx->pix_fmt);
 322
 323     switch (pixel_size) {
 324     case 1:
 325         if (ispacked) {
 326             libopenjpeg_copy_to_packed8(picture, image);
 327         } else {
 328             libopenjpeg_copyto8(picture, image);
 329         }
 330         break;
 331     case 2:
 332         if (ispacked) {
 333             libopenjpeg_copy_to_packed8(picture, image);
 334         } else {
 335             libopenjpeg_copyto16(picture, image);
 336         }
 337         break;
 338     case 3:
 339     case 4:
 340         if (ispacked) {
 341             libopenjpeg_copy_to_packed8(picture, image);
 342         }
 343         break;
 344     case 6:
 345     case 8:
 346         if (ispacked) {
 347             libopenjpeg_copy_to_packed16(picture, image);
 348         }
 349         break;
 350     default:
 351         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported pixel size %d\n", pixel_size);
 352         goto done;
 353     }
 354
 355     *output    = ctx->image;
 356     *data_size = sizeof(AVPicture);
 357     ret = buf_size;
 358
 359 done:
 360     opj_image_destroy(image);
 361     opj_destroy_decompress(dec);
 362     return ret;
 363 }
 364
 365 static av_cold int libopenjpeg_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 366 {
 367     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 368
 369     if(ctx->image.data[0])
 370         ff_thread_release_buffer(avctx, &ctx->image);
 371     return 0 ;
 372 }
 373
 374
 375 AVCodec ff_libopenjpeg_decoder = {
 376     .name             = "libopenjpeg",
 377     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 378     .id               = CODEC_ID_JPEG2000,
 379     .priv_data_size   = sizeof(LibOpenJPEGContext),
 380     .init             = libopenjpeg_decode_init,
 381     .close            = libopenjpeg_decode_close,
 382     .decode           = libopenjpeg_decode_frame,
 383     .capabilities     = CODEC_CAP_DR1 | CODEC_CAP_FRAME_THREADS,
 384     .max_lowres       = 5,
 385     .long_name        = NULL_IF_CONFIG_SMALL("OpenJPEG JPEG 2000"),
 386     .init_thread_copy = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(libopenjpeg_decode_init_thread_copy),
 387 };