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     if (image->numcomps == 4) {
  54         if (c0.prec == 8) {
  55             if (compRatio == 0112222 &&
  56                 image->comps[3].dx == 1 && image->comps[3].dy == 1) {
  57                 return PIX_FMT_YUVA420P;
  58             } else {
  59                 return PIX_FMT_RGBA;
  60             }
  61         } else {
  62             return PIX_FMT_RGBA64;
  63         }
  64     }
  65
  66     switch (compRatio) {
  67     case 0111111: goto libopenjpeg_yuv444_rgb;
  68     case 0111212: return PIX_FMT_YUV440P;
  69     case 0112121: goto libopenjpeg_yuv422;
  70     case 0112222: goto libopenjpeg_yuv420;
  71     default: goto libopenjpeg_rgb;
  72     }
  73
  74 libopenjpeg_yuv420:
  75     switch (c0.prec) {
  76     case 8:  return PIX_FMT_YUV420P;
  77     case 9:  return PIX_FMT_YUV420P9;
  78     case 10: return PIX_FMT_YUV420P10;
  79     case 16: return PIX_FMT_YUV420P16;
  80     }
  81
  82 libopenjpeg_yuv422:
  83     switch (c0.prec) {
  84     case 8:  return PIX_FMT_YUV422P;
  85     case 9:  return PIX_FMT_YUV422P9;
  86     case 10: return PIX_FMT_YUV422P10;
  87     case 16: return PIX_FMT_YUV422P16;
  88     }
  89
  90 libopenjpeg_yuv444_rgb:
  91     switch (c0.prec) {
  92     case 8:  return PIX_FMT_RGB24;
  93     case 9:  return PIX_FMT_YUV444P9;
  94     case 10: return PIX_FMT_YUV444P10;
  95     case 16: return PIX_FMT_YUV444P16;
  96     }
  97
  98 libopenjpeg_rgb:
  99     switch (c0.prec) {
 100     case 8: return PIX_FMT_RGB24;
 101     default: return PIX_FMT_RGB48;
 102     }
 103
 104     return PIX_FMT_RGB24;
 105 }
 106
 107 static inline int libopenjpeg_ispacked(enum PixelFormat pix_fmt) {
 108     int i, component_plane;
 109
 110     if (pix_fmt == PIX_FMT_GRAY16)
 111         return 0;
 112
 113     component_plane = av_pix_fmt_descriptors[pix_fmt].comp[0].plane;
 114     for(i = 1; i < av_pix_fmt_descriptors[pix_fmt].nb_components; i++) {
 115         if (component_plane != av_pix_fmt_descriptors[pix_fmt].comp[i].plane)
 116             return 0;
 117     }
 118     return 1;
 119 }
 120
 121 static inline void libopenjpeg_copy_to_packed8(AVFrame *picture, opj_image_t *image) {
 122     uint8_t *img_ptr;
 123     int index, x, y, c;
 124     for(y = 0; y < picture->height; y++) {
 125         index = y*picture->width;
 126         img_ptr = picture->data[0] + y*picture->linesize[0];
 127         for(x = 0; x < picture->width; x++, index++) {
 128             for(c = 0; c < image->numcomps; c++) {
 129                 *img_ptr++ = image->comps[c].data[index];
 130             }
 131         }
 132     }
 133 }
 134
 135 static inline void libopenjpeg_copy_to_packed16(AVFrame *picture, opj_image_t *image) {
 136     uint16_t *img_ptr;
 137     int index, x, y, c;
 138     int adjust[4];
 139     for (x = 0; x < image->numcomps; x++) {
 140         adjust[x] = FFMAX(FFMIN(16 - image->comps[x].prec, 8), 0);
 141     }
 142     for (y = 0; y < picture->height; y++) {
 143         index = y*picture->width;
 144         img_ptr = (uint16_t*) (picture->data[0] + y*picture->linesize[0]);
 145         for (x = 0; x < picture->width; x++, index++) {
 146             for (c = 0; c < image->numcomps; c++) {
 147                 *img_ptr++ = image->comps[c].data[index] << adjust[c];
 148             }
 149         }
 150     }
 151 }
 152
 153 static inline void libopenjpeg_copyto8(AVFrame *picture, opj_image_t *image) {
 154     int *comp_data;
 155     uint8_t *img_ptr;
 156     int index, x, y;
 157
 158     for(index = 0; index < image->numcomps; index++) {
 159         comp_data = image->comps[index].data;
 160         for(y = 0; y < image->comps[index].h; y++) {
 161             img_ptr = picture->data[index] + y * picture->linesize[index];
 162             for(x = 0; x < image->comps[index].w; x++) {
 163                 *img_ptr = (uint8_t) *comp_data;
 164                 img_ptr++;
 165                 comp_data++;
 166             }
 167         }
 168     }
 169 }
 170
 171 static inline void libopenjpeg_copyto16(AVFrame *picture, opj_image_t *image) {
 172     int *comp_data;
 173     uint16_t *img_ptr;
 174     int index, x, y;
 175     for(index = 0; index < image->numcomps; index++) {
 176         comp_data = image->comps[index].data;
 177         for(y = 0; y < image->comps[index].h; y++) {
 178             img_ptr = (uint16_t*) (picture->data[index] + y * picture->linesize[index]);
 179             for(x = 0; x < image->comps[index].w; x++) {
 180                 *img_ptr = *comp_data;
 181                 img_ptr++;
 182                 comp_data++;
 183             }
 184         }
 185     }
 186 }
 187
 188 static av_cold int libopenjpeg_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 189 {
 190     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 191
 192     opj_set_default_decoder_parameters(&ctx->dec_params);
 193     avcodec_get_frame_defaults(&ctx->image);
 194     avctx->coded_frame = &ctx->image;
 195     return 0;
 196 }
 197
 198 static av_cold int libopenjpeg_decode_init_thread_copy(AVCodecContext *avctx)
 199 {
 200     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 201
 202     avctx->coded_frame = &ctx->image;
 203     return 0;
 204 }
 205
 206 static int libopenjpeg_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 207                                     void *data, int *data_size,
 208                                     AVPacket *avpkt)
 209 {
 210     uint8_t *buf = avpkt->data;
 211     int buf_size = avpkt->size;
 212     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 213     AVFrame *picture = &ctx->image, *output = data;
 214     opj_dinfo_t *dec;
 215     opj_cio_t *stream;
 216     opj_image_t *image;
 217     int width, height, ret = -1;
 218     int pixel_size = 0;
 219     int ispacked = 0;
 220
 221     *data_size = 0;
 222
 223     // Check if input is a raw jpeg2k codestream or in jp2 wrapping
 224     if((AV_RB32(buf) == 12) &&
 225        (AV_RB32(buf + 4) == JP2_SIG_TYPE) &&
 226        (AV_RB32(buf + 8) == JP2_SIG_VALUE)) {
 227         dec = opj_create_decompress(CODEC_JP2);
 228     } else {
 229         // If the AVPacket contains a jp2c box, then skip to
 230         // the starting byte of the codestream.
 231         if (AV_RB32(buf + 4) == AV_RB32("jp2c"))
 232             buf += 8;
 233         dec = opj_create_decompress(CODEC_J2K);
 234     }
 235
 236     if(!dec) {
 237         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error initializing decoder.\n");
 238         return -1;
 239     }
 240     opj_set_event_mgr((opj_common_ptr)dec, NULL, NULL);
 241
 242     ctx->dec_params.cp_limit_decoding = LIMIT_TO_MAIN_HEADER;
 243     // Tie decoder with decoding parameters
 244     opj_setup_decoder(dec, &ctx->dec_params);
 245     stream = opj_cio_open((opj_common_ptr)dec, buf, buf_size);
 246     if(!stream) {
 247         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Codestream could not be opened for reading.\n");
 248         opj_destroy_decompress(dec);
 249         return -1;
 250     }
 251
 252     // Decode the header only
 253     image = opj_decode_with_info(dec, stream, NULL);
 254     opj_cio_close(stream);
 255     if(!image) {
 256         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding codestream.\n");
 257         opj_destroy_decompress(dec);
 258         return -1;
 259     }
 260     width  = image->x1 - image->x0;
 261     height = image->y1 - image->y0;
 262     if(av_image_check_size(width, height, 0, avctx) < 0) {
 263         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "%dx%d dimension invalid.\n", width, height);
 264         goto done;
 265     }
 266     avcodec_set_dimensions(avctx, width, height);
 267
 268     switch (image->numcomps) {
 269     case 1:  avctx->pix_fmt = (image->comps[0].prec == 8) ? PIX_FMT_GRAY8 : PIX_FMT_GRAY16;
 270              break;
 271     case 2:  avctx->pix_fmt = PIX_FMT_GRAY8A;
 272              break;
 273     case 3:
 274     case 4:  avctx->pix_fmt = check_image_attributes(avctx, image);
 275              break;
 276     default: av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "%d components unsupported.\n", image->numcomps);
 277              goto done;
 278     }
 279
 280     if(picture->data[0])
 281         ff_thread_release_buffer(avctx, picture);
 282
 283     if(ff_thread_get_buffer(avctx, picture) < 0){
 284         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "ff_thread_get_buffer() failed\n");
 285         goto done;
 286     }
 287
 288     ctx->dec_params.cp_limit_decoding = NO_LIMITATION;
 289     ctx->dec_params.cp_reduce = avctx->lowres;
 290     // Tie decoder with decoding parameters
 291     opj_setup_decoder(dec, &ctx->dec_params);
 292     stream = opj_cio_open((opj_common_ptr)dec, buf, buf_size);
 293     if(!stream) {
 294         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Codestream could not be opened for reading.\n");
 295         goto done;
 296     }
 297
 298     opj_image_destroy(image);
 299     // Decode the codestream
 300     image = opj_decode_with_info(dec, stream, NULL);
 301     opj_cio_close(stream);
 302     if(!image) {
 303         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding codestream.\n");
 304         goto done;
 305     }
 306
 307     pixel_size = av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].comp[0].step_minus1 + 1;
 308     ispacked = libopenjpeg_ispacked(avctx->pix_fmt);
 309
 310     switch (pixel_size) {
 311     case 1:
 312         if (ispacked) {
 313             libopenjpeg_copy_to_packed8(picture, image);
 314         } else {
 315             libopenjpeg_copyto8(picture, image);
 316         }
 317         break;
 318     case 2:
 319         if (ispacked) {
 320             libopenjpeg_copy_to_packed8(picture, image);
 321         } else {
 322             libopenjpeg_copyto16(picture, image);
 323         }
 324         break;
 325     case 3:
 326     case 4:
 327         if (ispacked) {
 328             libopenjpeg_copy_to_packed8(picture, image);
 329         }
 330         break;
 331     case 6:
 332     case 8:
 333         if (ispacked) {
 334             libopenjpeg_copy_to_packed16(picture, image);
 335         }
 336         break;
 337     default:
 338         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported pixel size %d\n", pixel_size);
 339         goto done;
 340     }
 341
 342     *output    = ctx->image;
 343     *data_size = sizeof(AVPicture);
 344     ret = buf_size;
 345
 346 done:
 347     opj_image_destroy(image);
 348     opj_destroy_decompress(dec);
 349     return ret;
 350 }
 351
 352 static av_cold int libopenjpeg_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 353 {
 354     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 355
 356     if(ctx->image.data[0])
 357         ff_thread_release_buffer(avctx, &ctx->image);
 358     return 0 ;
 359 }
 360
 361
 362 AVCodec ff_libopenjpeg_decoder = {
 363     .name           = "libopenjpeg",
 364     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 365     .id             = CODEC_ID_JPEG2000,
 366     .priv_data_size = sizeof(LibOpenJPEGContext),
 367     .init           = libopenjpeg_decode_init,
 368     .close          = libopenjpeg_decode_close,
 369     .decode         = libopenjpeg_decode_frame,
 370     .capabilities   = CODEC_CAP_DR1 | CODEC_CAP_FRAME_THREADS,
 371     .max_lowres     = 5,
 372     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("OpenJPEG JPEG 2000"),
 373     .init_thread_copy = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(libopenjpeg_decode_init_thread_copy)
 374 };