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/opt.h"
  28 #include "libavutil/imgutils.h"
  29 #include "libavutil/pixfmt.h"
  30 #include "avcodec.h"
  31 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  32 #include "thread.h"
  33 #define  OPJ_STATIC
  34 #include <openjpeg.h>
  35
  36 #define JP2_SIG_TYPE    0x6A502020
  37 #define JP2_SIG_VALUE   0x0D0A870A
  38
  39 // pix_fmts with lower bpp have to be listed before
  40 // similar pix_fmts with higher bpp.
  41 #define RGB_PIXEL_FORMATS   PIX_FMT_RGB24,PIX_FMT_RGBA,PIX_FMT_RGB48,PIX_FMT_RGBA64
  42 #define GRAY_PIXEL_FORMATS  PIX_FMT_GRAY8,PIX_FMT_GRAY8A,PIX_FMT_GRAY16
  43 #define YUV_PIXEL_FORMATS   PIX_FMT_YUV410P,PIX_FMT_YUV411P,PIX_FMT_YUVA420P, \
  44                             PIX_FMT_YUV420P,PIX_FMT_YUV422P,PIX_FMT_YUVA422P, \
  45                             PIX_FMT_YUV440P,PIX_FMT_YUV444P,PIX_FMT_YUVA444P, \
  46                             PIX_FMT_YUV420P9,PIX_FMT_YUV422P9,PIX_FMT_YUV444P9, \
  47                             PIX_FMT_YUV420P10,PIX_FMT_YUV422P10,PIX_FMT_YUV444P10, \
  48                             PIX_FMT_YUV420P12,PIX_FMT_YUV422P12,PIX_FMT_YUV444P12, \
  49                             PIX_FMT_YUV420P14,PIX_FMT_YUV422P14,PIX_FMT_YUV444P14, \
  50                             PIX_FMT_YUV420P16,PIX_FMT_YUV422P16,PIX_FMT_YUV444P16
  51
  52 static const enum PixelFormat libopenjpeg_rgb_pix_fmts[]  = {RGB_PIXEL_FORMATS};
  53 static const enum PixelFormat libopenjpeg_gray_pix_fmts[] = {GRAY_PIXEL_FORMATS};
  54 static const enum PixelFormat libopenjpeg_yuv_pix_fmts[]  = {YUV_PIXEL_FORMATS};
  55 static const enum PixelFormat libopenjpeg_all_pix_fmts[]  = {RGB_PIXEL_FORMATS,GRAY_PIXEL_FORMATS,YUV_PIXEL_FORMATS};
  56
  57 typedef struct {
  58     AVClass *class;
  59     opj_dparameters_t dec_params;
  60     AVFrame image;
  61     int lowqual;
  62 } LibOpenJPEGContext;
  63
  64 static inline int libopenjpeg_matches_pix_fmt(const opj_image_t *image, enum PixelFormat pix_fmt){
  65     AVPixFmtDescriptor descriptor = av_pix_fmt_descriptors[pix_fmt];
  66     int match = 1;
  67
  68     if (descriptor.nb_components != image->numcomps) {
  69         return 0;
  70     }
  71
  72     switch (descriptor.nb_components) {
  73     case 4: match = match && descriptor.comp[3].depth_minus1 + 1 >= image->comps[3].prec &&
  74                              1 == image->comps[3].dx &&
  75                              1 == image->comps[3].dy;
  76     case 3: match = match && descriptor.comp[2].depth_minus1 + 1 >= image->comps[2].prec &&
  77                              1 << descriptor.log2_chroma_w == image->comps[2].dx &&
  78                              1 << descriptor.log2_chroma_h == image->comps[2].dy;
  79     case 2: match = match && descriptor.comp[1].depth_minus1 + 1 >= image->comps[1].prec &&
  80                              1 << descriptor.log2_chroma_w == image->comps[1].dx &&
  81                              1 << descriptor.log2_chroma_h == image->comps[1].dy;
  82     case 1: match = match && descriptor.comp[0].depth_minus1 + 1 >= image->comps[0].prec &&
  83                              1 == image->comps[0].dx &&
  84                              1 == image->comps[0].dy;
  85     default:
  86         break;
  87     }
  88
  89     return match;
  90 }
  91
  92 static inline enum PixelFormat libopenjpeg_guess_pix_fmt(const opj_image_t *image) {
  93     int index;
  94     const enum PixelFormat *possible_fmts = NULL;
  95     int possible_fmts_nb = 0;
  96
  97     switch (image->color_space) {
  98     case CLRSPC_SRGB:
  99         possible_fmts = libopenjpeg_rgb_pix_fmts;
 100         possible_fmts_nb = FF_ARRAY_ELEMS(libopenjpeg_rgb_pix_fmts);
 101         break;
 102     case CLRSPC_GRAY:
 103         possible_fmts = libopenjpeg_gray_pix_fmts;
 104         possible_fmts_nb = FF_ARRAY_ELEMS(libopenjpeg_gray_pix_fmts);
 105         break;
 106     case CLRSPC_SYCC:
 107         possible_fmts = libopenjpeg_yuv_pix_fmts;
 108         possible_fmts_nb = FF_ARRAY_ELEMS(libopenjpeg_yuv_pix_fmts);
 109         break;
 110     default:
 111         possible_fmts = libopenjpeg_all_pix_fmts;
 112         possible_fmts_nb = FF_ARRAY_ELEMS(libopenjpeg_all_pix_fmts);
 113         break;
 114     }
 115
 116     for (index = 0; index < possible_fmts_nb; ++index) {
 117         if (libopenjpeg_matches_pix_fmt(image, possible_fmts[index])) {
 118             return possible_fmts[index];
 119         }
 120     }
 121
 122     return PIX_FMT_NONE;
 123 }
 124
 125 static inline int libopenjpeg_ispacked(enum PixelFormat pix_fmt) {
 126     int i, component_plane;
 127
 128     if (pix_fmt == PIX_FMT_GRAY16)
 129         return 0;
 130
 131     component_plane = av_pix_fmt_descriptors[pix_fmt].comp[0].plane;
 132     for(i = 1; i < av_pix_fmt_descriptors[pix_fmt].nb_components; i++) {
 133         if (component_plane != av_pix_fmt_descriptors[pix_fmt].comp[i].plane)
 134             return 0;
 135     }
 136     return 1;
 137 }
 138
 139 static inline void libopenjpeg_copy_to_packed8(AVFrame *picture, opj_image_t *image) {
 140     uint8_t *img_ptr;
 141     int index, x, y, c;
 142     for(y = 0; y < picture->height; y++) {
 143         index = y*picture->width;
 144         img_ptr = 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];
 148             }
 149         }
 150     }
 151 }
 152
 153 static inline void libopenjpeg_copy_to_packed16(AVFrame *picture, opj_image_t *image) {
 154     uint16_t *img_ptr;
 155     int index, x, y, c;
 156     int adjust[4];
 157     for (x = 0; x < image->numcomps; x++) {
 158         adjust[x] = FFMAX(FFMIN(16 - image->comps[x].prec, 8), 0);
 159     }
 160     for (y = 0; y < picture->height; y++) {
 161         index = y*picture->width;
 162         img_ptr = (uint16_t*) (picture->data[0] + y*picture->linesize[0]);
 163         for (x = 0; x < picture->width; x++, index++) {
 164             for (c = 0; c < image->numcomps; c++) {
 165                 *img_ptr++ = image->comps[c].data[index] << adjust[c];
 166             }
 167         }
 168     }
 169 }
 170
 171 static inline void libopenjpeg_copyto8(AVFrame *picture, opj_image_t *image) {
 172     int *comp_data;
 173     uint8_t *img_ptr;
 174     int index, x, y;
 175
 176     for(index = 0; index < image->numcomps; index++) {
 177         comp_data = image->comps[index].data;
 178         for(y = 0; y < image->comps[index].h; y++) {
 179             img_ptr = picture->data[index] + y * picture->linesize[index];
 180             for(x = 0; x < image->comps[index].w; x++) {
 181                 *img_ptr = (uint8_t) *comp_data;
 182                 img_ptr++;
 183                 comp_data++;
 184             }
 185         }
 186     }
 187 }
 188
 189 static inline void libopenjpeg_copyto16(AVFrame *picture, opj_image_t *image) {
 190     int *comp_data;
 191     uint16_t *img_ptr;
 192     int index, x, y;
 193     for(index = 0; index < image->numcomps; index++) {
 194         comp_data = image->comps[index].data;
 195         for(y = 0; y < image->comps[index].h; y++) {
 196             img_ptr = (uint16_t*) (picture->data[index] + y * picture->linesize[index]);
 197             for(x = 0; x < image->comps[index].w; x++) {
 198                 *img_ptr = *comp_data;
 199                 img_ptr++;
 200                 comp_data++;
 201             }
 202         }
 203     }
 204 }
 205
 206 static av_cold int libopenjpeg_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 207 {
 208     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 209
 210     opj_set_default_decoder_parameters(&ctx->dec_params);
 211     avcodec_get_frame_defaults(&ctx->image);
 212     avctx->coded_frame = &ctx->image;
 213     return 0;
 214 }
 215
 216 static av_cold int libopenjpeg_decode_init_thread_copy(AVCodecContext *avctx)
 217 {
 218     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 219
 220     avctx->coded_frame = &ctx->image;
 221     return 0;
 222 }
 223
 224 static int libopenjpeg_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 225                                     void *data, int *data_size,
 226                                     AVPacket *avpkt)
 227 {
 228     uint8_t *buf = avpkt->data;
 229     int buf_size = avpkt->size;
 230     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 231     AVFrame *picture = &ctx->image, *output = data;
 232     opj_dinfo_t *dec;
 233     opj_cio_t *stream;
 234     opj_image_t *image;
 235     int width, height, ret = -1;
 236     int pixel_size = 0;
 237     int ispacked = 0;
 238     int i;
 239
 240     *data_size = 0;
 241
 242     // Check if input is a raw jpeg2k codestream or in jp2 wrapping
 243     if((AV_RB32(buf) == 12) &&
 244        (AV_RB32(buf + 4) == JP2_SIG_TYPE) &&
 245        (AV_RB32(buf + 8) == JP2_SIG_VALUE)) {
 246         dec = opj_create_decompress(CODEC_JP2);
 247     } else {
 248         // If the AVPacket contains a jp2c box, then skip to
 249         // the starting byte of the codestream.
 250         if (AV_RB32(buf + 4) == AV_RB32("jp2c"))
 251             buf += 8;
 252         dec = opj_create_decompress(CODEC_J2K);
 253     }
 254
 255     if(!dec) {
 256         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error initializing decoder.\n");
 257         return -1;
 258     }
 259     opj_set_event_mgr((opj_common_ptr)dec, NULL, NULL);
 260     ctx->dec_params.cp_limit_decoding = LIMIT_TO_MAIN_HEADER;
 261     ctx->dec_params.cp_layer  = ctx->lowqual;
 262     // Tie decoder with decoding parameters
 263     opj_setup_decoder(dec, &ctx->dec_params);
 264     stream = opj_cio_open((opj_common_ptr)dec, buf, buf_size);
 265     if(!stream) {
 266         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Codestream could not be opened for reading.\n");
 267         opj_destroy_decompress(dec);
 268         return -1;
 269     }
 270
 271     // Decode the header only
 272     image = opj_decode_with_info(dec, stream, NULL);
 273     opj_cio_close(stream);
 274     if(!image) {
 275         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding codestream.\n");
 276         opj_destroy_decompress(dec);
 277         return -1;
 278     }
 279     width  = image->x1 - image->x0;
 280     height = image->y1 - image->y0;
 281
 282     if(av_image_check_size(width, height, 0, avctx) < 0) {
 283         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "%dx%d dimension invalid.\n", width, height);
 284         goto done;
 285     }
 286     avcodec_set_dimensions(avctx, width, height);
 287
 288     if (avctx->pix_fmt != PIX_FMT_NONE) {
 289         if (!libopenjpeg_matches_pix_fmt(image, avctx->pix_fmt)) {
 290             avctx->pix_fmt = PIX_FMT_NONE;
 291         }
 292     }
 293
 294     if (avctx->pix_fmt == PIX_FMT_NONE) {
 295         avctx->pix_fmt = libopenjpeg_guess_pix_fmt(image);
 296     }
 297
 298     if (avctx->pix_fmt == PIX_FMT_NONE) {
 299         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to determine pixel format\n");
 300         goto done;
 301     }
 302     for (i = 0; i < image->numcomps; i++)
 303         if (image->comps[i].prec > avctx->bits_per_raw_sample)
 304             avctx->bits_per_raw_sample = image->comps[i].prec;
 305
 306     if(picture->data[0])
 307         ff_thread_release_buffer(avctx, picture);
 308
 309     if(ff_thread_get_buffer(avctx, picture) < 0){
 310         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "ff_thread_get_buffer() failed\n");
 311         goto done;
 312     }
 313
 314     ctx->dec_params.cp_limit_decoding = NO_LIMITATION;
 315     ctx->dec_params.cp_reduce = avctx->lowres;
 316     // Tie decoder with decoding parameters
 317     opj_setup_decoder(dec, &ctx->dec_params);
 318     stream = opj_cio_open((opj_common_ptr)dec, buf, buf_size);
 319     if(!stream) {
 320         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Codestream could not be opened for reading.\n");
 321         goto done;
 322     }
 323
 324     opj_image_destroy(image);
 325     // Decode the codestream
 326     image = opj_decode_with_info(dec, stream, NULL);
 327     opj_cio_close(stream);
 328     if(!image) {
 329         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding codestream.\n");
 330         goto done;
 331     }
 332
 333     pixel_size = av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].comp[0].step_minus1 + 1;
 334     ispacked = libopenjpeg_ispacked(avctx->pix_fmt);
 335
 336     switch (pixel_size) {
 337     case 1:
 338         if (ispacked) {
 339             libopenjpeg_copy_to_packed8(picture, image);
 340         } else {
 341             libopenjpeg_copyto8(picture, image);
 342         }
 343         break;
 344     case 2:
 345         if (ispacked) {
 346             libopenjpeg_copy_to_packed8(picture, image);
 347         } else {
 348             libopenjpeg_copyto16(picture, image);
 349         }
 350         break;
 351     case 3:
 352     case 4:
 353         if (ispacked) {
 354             libopenjpeg_copy_to_packed8(picture, image);
 355         }
 356         break;
 357     case 6:
 358     case 8:
 359         if (ispacked) {
 360             libopenjpeg_copy_to_packed16(picture, image);
 361         }
 362         break;
 363     default:
 364         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported pixel size %d\n", pixel_size);
 365         goto done;
 366     }
 367
 368     *output    = ctx->image;
 369     *data_size = sizeof(AVPicture);
 370     ret = buf_size;
 371
 372 done:
 373     opj_image_destroy(image);
 374     opj_destroy_decompress(dec);
 375     return ret;
 376 }
 377
 378 static av_cold int libopenjpeg_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 379 {
 380     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 381
 382     if(ctx->image.data[0])
 383         ff_thread_release_buffer(avctx, &ctx->image);
 384     return 0 ;
 385 }
 386
 387 #define OFFSET(x) offsetof(LibOpenJPEGContext, x)
 388 #define VD AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM
 389
 390 static const AVOption options[] = {
 391     { "lowqual",       "Limit the number of layers used for decoding",         OFFSET(lowqual),        AV_OPT_TYPE_INT,   { 0 }, 0, INT_MAX, VD },
 392     { NULL },
 393 };
 394
 395 static const AVClass class = {
 396     .class_name = "libopenjpeg",
 397     .item_name  = av_default_item_name,
 398     .option     = options,
 399     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 400 };
 401
 402 AVCodec ff_libopenjpeg_decoder = {
 403     .name             = "libopenjpeg",
 404     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 405     .id               = CODEC_ID_JPEG2000,
 406     .priv_data_size   = sizeof(LibOpenJPEGContext),
 407     .init             = libopenjpeg_decode_init,
 408     .close            = libopenjpeg_decode_close,
 409     .decode           = libopenjpeg_decode_frame,
 410     .capabilities     = CODEC_CAP_DR1 | CODEC_CAP_FRAME_THREADS,
 411     .max_lowres       = 5,
 412     .long_name        = NULL_IF_CONFIG_SMALL("OpenJPEG JPEG 2000"),
 413     .priv_class       = &class,
 414     .init_thread_copy = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(libopenjpeg_decode_init_thread_copy),
 415 };