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_YUV420P,PIX_FMT_YUV422P,PIX_FMT_YUVA420P, \
  43                             PIX_FMT_YUV440P,PIX_FMT_YUV444P, \
  44                             PIX_FMT_YUV420P9,PIX_FMT_YUV422P9,PIX_FMT_YUV444P9, \
  45                             PIX_FMT_YUV420P10,PIX_FMT_YUV422P10,PIX_FMT_YUV444P10, \
  46                             PIX_FMT_YUV420P16,PIX_FMT_YUV422P16,PIX_FMT_YUV444P16
  47
  48 static const enum PixelFormat libopenjpeg_rgb_pix_fmts[]  = {RGB_PIXEL_FORMATS};
  49 static const enum PixelFormat libopenjpeg_gray_pix_fmts[] = {GRAY_PIXEL_FORMATS};
  50 static const enum PixelFormat libopenjpeg_yuv_pix_fmts[]  = {YUV_PIXEL_FORMATS};
  51 static const enum PixelFormat libopenjpeg_all_pix_fmts[]  = {RGB_PIXEL_FORMATS,GRAY_PIXEL_FORMATS,YUV_PIXEL_FORMATS};
  52
  53 typedef struct {
  54     opj_dparameters_t dec_params;
  55     AVFrame image;
  56 } LibOpenJPEGContext;
  57
  58 static inline int libopenjpeg_matches_pix_fmt(const opj_image_t *image, enum PixelFormat pix_fmt){
  59     AVPixFmtDescriptor descriptor = av_pix_fmt_descriptors[pix_fmt];
  60     int match = 1;
  61
  62     if (descriptor.nb_components != image->numcomps) {
  63         return 0;
  64     }
  65
  66     switch (descriptor.nb_components) {
  67     case 4: match = match && descriptor.comp[3].depth_minus1 + 1 >= image->comps[3].prec &&
  68                              1 << descriptor.log2_chroma_w == image->comps[3].dx &&
  69                              1 << descriptor.log2_chroma_h == image->comps[3].dy;
  70     case 3: match = match && descriptor.comp[2].depth_minus1 + 1 >= image->comps[2].prec &&
  71                              1 << descriptor.log2_chroma_w == image->comps[2].dx &&
  72                              1 << descriptor.log2_chroma_h == image->comps[2].dy;
  73     case 2: match = match && descriptor.comp[1].depth_minus1 + 1 >= image->comps[1].prec &&
  74                              1 << descriptor.log2_chroma_w == image->comps[1].dx &&
  75                              1 << descriptor.log2_chroma_h == image->comps[1].dy;
  76     case 1: match = match && descriptor.comp[0].depth_minus1 + 1 >= image->comps[0].prec &&
  77                              1 == image->comps[0].dx &&
  78                              1 == image->comps[0].dy;
  79     default:
  80         break;
  81     }
  82
  83     return match;
  84 }
  85
  86 static inline enum PixelFormat libopenjpeg_guess_pix_fmt(const opj_image_t *image) {
  87     int index;
  88     const enum PixelFormat *possible_fmts = NULL;
  89     int possible_fmts_nb = 0;
  90
  91     switch (image->color_space) {
  92     case CLRSPC_SRGB:
  93         possible_fmts = libopenjpeg_rgb_pix_fmts;
  94         possible_fmts_nb = sizeof(libopenjpeg_rgb_pix_fmts) / sizeof(enum PixelFormat);
  95         break;
  96     case CLRSPC_GRAY:
  97         possible_fmts = libopenjpeg_gray_pix_fmts;
  98         possible_fmts_nb = sizeof(libopenjpeg_gray_pix_fmts) / sizeof(enum PixelFormat);
  99         break;
 100     case CLRSPC_SYCC:
 101         possible_fmts = libopenjpeg_yuv_pix_fmts;
 102         possible_fmts_nb = sizeof(libopenjpeg_yuv_pix_fmts) / sizeof(enum PixelFormat);
 103         break;
 104     default:
 105         possible_fmts = libopenjpeg_all_pix_fmts;
 106         possible_fmts_nb = sizeof(libopenjpeg_all_pix_fmts) / sizeof(enum PixelFormat);
 107         break;
 108     }
 109
 110     for (index = 0; index < possible_fmts_nb; ++index) {
 111         if (libopenjpeg_matches_pix_fmt(image, possible_fmts[index])) {
 112             return possible_fmts[index];
 113         }
 114     }
 115
 116     return PIX_FMT_NONE;
 117 }
 118
 119 static inline int libopenjpeg_ispacked(enum PixelFormat pix_fmt) {
 120     int i, component_plane;
 121
 122     if (pix_fmt == PIX_FMT_GRAY16)
 123         return 0;
 124
 125     component_plane = av_pix_fmt_descriptors[pix_fmt].comp[0].plane;
 126     for(i = 1; i < av_pix_fmt_descriptors[pix_fmt].nb_components; i++) {
 127         if (component_plane != av_pix_fmt_descriptors[pix_fmt].comp[i].plane)
 128             return 0;
 129     }
 130     return 1;
 131 }
 132
 133 static inline void libopenjpeg_copy_to_packed8(AVFrame *picture, opj_image_t *image) {
 134     uint8_t *img_ptr;
 135     int index, x, y, c;
 136     for(y = 0; y < picture->height; y++) {
 137         index = y*picture->width;
 138         img_ptr = picture->data[0] + y*picture->linesize[0];
 139         for(x = 0; x < picture->width; x++, index++) {
 140             for(c = 0; c < image->numcomps; c++) {
 141                 *img_ptr++ = image->comps[c].data[index];
 142             }
 143         }
 144     }
 145 }
 146
 147 static inline void libopenjpeg_copy_to_packed16(AVFrame *picture, opj_image_t *image) {
 148     uint16_t *img_ptr;
 149     int index, x, y, c;
 150     int adjust[4];
 151     for (x = 0; x < image->numcomps; x++) {
 152         adjust[x] = FFMAX(FFMIN(16 - image->comps[x].prec, 8), 0);
 153     }
 154     for (y = 0; y < picture->height; y++) {
 155         index = y*picture->width;
 156         img_ptr = (uint16_t*) (picture->data[0] + y*picture->linesize[0]);
 157         for (x = 0; x < picture->width; x++, index++) {
 158             for (c = 0; c < image->numcomps; c++) {
 159                 *img_ptr++ = image->comps[c].data[index] << adjust[c];
 160             }
 161         }
 162     }
 163 }
 164
 165 static inline void libopenjpeg_copyto8(AVFrame *picture, opj_image_t *image) {
 166     int *comp_data;
 167     uint8_t *img_ptr;
 168     int index, x, y;
 169
 170     for(index = 0; index < image->numcomps; index++) {
 171         comp_data = image->comps[index].data;
 172         for(y = 0; y < image->comps[index].h; y++) {
 173             img_ptr = picture->data[index] + y * picture->linesize[index];
 174             for(x = 0; x < image->comps[index].w; x++) {
 175                 *img_ptr = (uint8_t) *comp_data;
 176                 img_ptr++;
 177                 comp_data++;
 178             }
 179         }
 180     }
 181 }
 182
 183 static inline void libopenjpeg_copyto16(AVFrame *picture, opj_image_t *image) {
 184     int *comp_data;
 185     uint16_t *img_ptr;
 186     int index, x, y;
 187     for(index = 0; index < image->numcomps; index++) {
 188         comp_data = image->comps[index].data;
 189         for(y = 0; y < image->comps[index].h; y++) {
 190             img_ptr = (uint16_t*) (picture->data[index] + y * picture->linesize[index]);
 191             for(x = 0; x < image->comps[index].w; x++) {
 192                 *img_ptr = *comp_data;
 193                 img_ptr++;
 194                 comp_data++;
 195             }
 196         }
 197     }
 198 }
 199
 200 static av_cold int libopenjpeg_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 201 {
 202     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 203
 204     opj_set_default_decoder_parameters(&ctx->dec_params);
 205     avcodec_get_frame_defaults(&ctx->image);
 206     avctx->coded_frame = &ctx->image;
 207     return 0;
 208 }
 209
 210 static av_cold int libopenjpeg_decode_init_thread_copy(AVCodecContext *avctx)
 211 {
 212     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 213
 214     avctx->coded_frame = &ctx->image;
 215     return 0;
 216 }
 217
 218 static int libopenjpeg_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 219                                     void *data, int *data_size,
 220                                     AVPacket *avpkt)
 221 {
 222     uint8_t *buf = avpkt->data;
 223     int buf_size = avpkt->size;
 224     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 225     AVFrame *picture = &ctx->image, *output = data;
 226     opj_dinfo_t *dec;
 227     opj_cio_t *stream;
 228     opj_image_t *image;
 229     int width, height, ret = -1;
 230     int pixel_size = 0;
 231     int ispacked = 0;
 232     int i;
 233
 234     *data_size = 0;
 235
 236     // Check if input is a raw jpeg2k codestream or in jp2 wrapping
 237     if((AV_RB32(buf) == 12) &&
 238        (AV_RB32(buf + 4) == JP2_SIG_TYPE) &&
 239        (AV_RB32(buf + 8) == JP2_SIG_VALUE)) {
 240         dec = opj_create_decompress(CODEC_JP2);
 241     } else {
 242         // If the AVPacket contains a jp2c box, then skip to
 243         // the starting byte of the codestream.
 244         if (AV_RB32(buf + 4) == AV_RB32("jp2c"))
 245             buf += 8;
 246         dec = opj_create_decompress(CODEC_J2K);
 247     }
 248
 249     if(!dec) {
 250         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error initializing decoder.\n");
 251         return -1;
 252     }
 253     opj_set_event_mgr((opj_common_ptr)dec, NULL, NULL);
 254
 255     ctx->dec_params.cp_limit_decoding = LIMIT_TO_MAIN_HEADER;
 256     // Tie decoder with decoding parameters
 257     opj_setup_decoder(dec, &ctx->dec_params);
 258     stream = opj_cio_open((opj_common_ptr)dec, buf, buf_size);
 259     if(!stream) {
 260         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Codestream could not be opened for reading.\n");
 261         opj_destroy_decompress(dec);
 262         return -1;
 263     }
 264
 265     // Decode the header only
 266     image = opj_decode_with_info(dec, stream, NULL);
 267     opj_cio_close(stream);
 268     if(!image) {
 269         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding codestream.\n");
 270         opj_destroy_decompress(dec);
 271         return -1;
 272     }
 273     width  = image->x1 - image->x0;
 274     height = image->y1 - image->y0;
 275     if(av_image_check_size(width, height, 0, avctx) < 0) {
 276         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "%dx%d dimension invalid.\n", width, height);
 277         goto done;
 278     }
 279     avcodec_set_dimensions(avctx, width, height);
 280
 281     if (avctx->pix_fmt != PIX_FMT_NONE) {
 282         if (!libopenjpeg_matches_pix_fmt(image, avctx->pix_fmt)) {
 283             avctx->pix_fmt = PIX_FMT_NONE;
 284         }
 285     }
 286
 287     if (avctx->pix_fmt == PIX_FMT_NONE) {
 288         avctx->pix_fmt = libopenjpeg_guess_pix_fmt(image);
 289     }
 290
 291     if (avctx->pix_fmt == PIX_FMT_NONE) {
 292         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to determine pixel format\n");
 293         goto done;
 294     }
 295     for (i = 0; i < image->numcomps; i++)
 296         if (image->comps[i].prec > avctx->bits_per_raw_sample)
 297             avctx->bits_per_raw_sample = image->comps[i].prec;
 298
 299     if(picture->data[0])
 300         ff_thread_release_buffer(avctx, picture);
 301
 302     if(ff_thread_get_buffer(avctx, picture) < 0){
 303         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "ff_thread_get_buffer() failed\n");
 304         goto done;
 305     }
 306
 307     ctx->dec_params.cp_limit_decoding = NO_LIMITATION;
 308     ctx->dec_params.cp_reduce = avctx->lowres;
 309     // Tie decoder with decoding parameters
 310     opj_setup_decoder(dec, &ctx->dec_params);
 311     stream = opj_cio_open((opj_common_ptr)dec, buf, buf_size);
 312     if(!stream) {
 313         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Codestream could not be opened for reading.\n");
 314         goto done;
 315     }
 316
 317     opj_image_destroy(image);
 318     // Decode the codestream
 319     image = opj_decode_with_info(dec, stream, NULL);
 320     opj_cio_close(stream);
 321     if(!image) {
 322         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding codestream.\n");
 323         goto done;
 324     }
 325
 326     pixel_size = av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].comp[0].step_minus1 + 1;
 327     ispacked = libopenjpeg_ispacked(avctx->pix_fmt);
 328
 329     switch (pixel_size) {
 330     case 1:
 331         if (ispacked) {
 332             libopenjpeg_copy_to_packed8(picture, image);
 333         } else {
 334             libopenjpeg_copyto8(picture, image);
 335         }
 336         break;
 337     case 2:
 338         if (ispacked) {
 339             libopenjpeg_copy_to_packed8(picture, image);
 340         } else {
 341             libopenjpeg_copyto16(picture, image);
 342         }
 343         break;
 344     case 3:
 345     case 4:
 346         if (ispacked) {
 347             libopenjpeg_copy_to_packed8(picture, image);
 348         }
 349         break;
 350     case 6:
 351     case 8:
 352         if (ispacked) {
 353             libopenjpeg_copy_to_packed16(picture, image);
 354         }
 355         break;
 356     default:
 357         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported pixel size %d\n", pixel_size);
 358         goto done;
 359     }
 360
 361     *output    = ctx->image;
 362     *data_size = sizeof(AVPicture);
 363     ret = buf_size;
 364
 365 done:
 366     opj_image_destroy(image);
 367     opj_destroy_decompress(dec);
 368     return ret;
 369 }
 370
 371 static av_cold int libopenjpeg_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 372 {
 373     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 374
 375     if(ctx->image.data[0])
 376         ff_thread_release_buffer(avctx, &ctx->image);
 377     return 0 ;
 378 }
 379
 380
 381 AVCodec ff_libopenjpeg_decoder = {
 382     .name             = "libopenjpeg",
 383     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 384     .id               = CODEC_ID_JPEG2000,
 385     .priv_data_size   = sizeof(LibOpenJPEGContext),
 386     .init             = libopenjpeg_decode_init,
 387     .close            = libopenjpeg_decode_close,
 388     .decode           = libopenjpeg_decode_frame,
 389     .capabilities     = CODEC_CAP_DR1 | CODEC_CAP_FRAME_THREADS,
 390     .max_lowres       = 5,
 391     .long_name        = NULL_IF_CONFIG_SMALL("OpenJPEG JPEG 2000"),
 392     .init_thread_copy = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(libopenjpeg_decode_init_thread_copy),
 393 };