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_YUV410P,PIX_FMT_YUV411P,PIX_FMT_YUVA420P, \
  43                             PIX_FMT_YUV420P,PIX_FMT_YUV422P,PIX_FMT_YUVA422P, \
  44                             PIX_FMT_YUV440P,PIX_FMT_YUV444P,PIX_FMT_YUVA444P, \
  45                             PIX_FMT_YUV420P9,PIX_FMT_YUV422P9,PIX_FMT_YUV444P9, \
  46                             PIX_FMT_YUV420P10,PIX_FMT_YUV422P10,PIX_FMT_YUV444P10, \
  47                             PIX_FMT_YUV420P16,PIX_FMT_YUV422P16,PIX_FMT_YUV444P16
  48
  49 static const enum PixelFormat libopenjpeg_rgb_pix_fmts[]  = {RGB_PIXEL_FORMATS};
  50 static const enum PixelFormat libopenjpeg_gray_pix_fmts[] = {GRAY_PIXEL_FORMATS};
  51 static const enum PixelFormat libopenjpeg_yuv_pix_fmts[]  = {YUV_PIXEL_FORMATS};
  52 static const enum PixelFormat libopenjpeg_all_pix_fmts[]  = {RGB_PIXEL_FORMATS,GRAY_PIXEL_FORMATS,YUV_PIXEL_FORMATS};
  53
  54 typedef struct {
  55     opj_dparameters_t dec_params;
  56     AVFrame image;
  57 } LibOpenJPEGContext;
  58
  59 static inline int libopenjpeg_matches_pix_fmt(const opj_image_t *image, enum PixelFormat pix_fmt){
  60     AVPixFmtDescriptor descriptor = av_pix_fmt_descriptors[pix_fmt];
  61     int match = 1;
  62
  63     if (descriptor.nb_components != image->numcomps) {
  64         return 0;
  65     }
  66
  67     switch (descriptor.nb_components) {
  68     case 4: match = match && descriptor.comp[3].depth_minus1 + 1 >= image->comps[3].prec &&
  69                              1 == image->comps[3].dx &&
  70                              1 == image->comps[3].dy;
  71     case 3: match = match && descriptor.comp[2].depth_minus1 + 1 >= image->comps[2].prec &&
  72                              1 << descriptor.log2_chroma_w == image->comps[2].dx &&
  73                              1 << descriptor.log2_chroma_h == image->comps[2].dy;
  74     case 2: match = match && descriptor.comp[1].depth_minus1 + 1 >= image->comps[1].prec &&
  75                              1 << descriptor.log2_chroma_w == image->comps[1].dx &&
  76                              1 << descriptor.log2_chroma_h == image->comps[1].dy;
  77     case 1: match = match && descriptor.comp[0].depth_minus1 + 1 >= image->comps[0].prec &&
  78                              1 == image->comps[0].dx &&
  79                              1 == image->comps[0].dy;
  80     default:
  81         break;
  82     }
  83
  84     return match;
  85 }
  86
  87 static inline enum PixelFormat libopenjpeg_guess_pix_fmt(const opj_image_t *image) {
  88     int index;
  89     const enum PixelFormat *possible_fmts = NULL;
  90     int possible_fmts_nb = 0;
  91
  92     switch (image->color_space) {
  93     case CLRSPC_SRGB:
  94         possible_fmts = libopenjpeg_rgb_pix_fmts;
  95         possible_fmts_nb = FF_ARRAY_ELEMS(libopenjpeg_rgb_pix_fmts);
  96         break;
  97     case CLRSPC_GRAY:
  98         possible_fmts = libopenjpeg_gray_pix_fmts;
  99         possible_fmts_nb = FF_ARRAY_ELEMS(libopenjpeg_gray_pix_fmts);
 100         break;
 101     case CLRSPC_SYCC:
 102         possible_fmts = libopenjpeg_yuv_pix_fmts;
 103         possible_fmts_nb = FF_ARRAY_ELEMS(libopenjpeg_yuv_pix_fmts);
 104         break;
 105     default:
 106         possible_fmts = libopenjpeg_all_pix_fmts;
 107         possible_fmts_nb = FF_ARRAY_ELEMS(libopenjpeg_all_pix_fmts);
 108         break;
 109     }
 110
 111     for (index = 0; index < possible_fmts_nb; ++index) {
 112         if (libopenjpeg_matches_pix_fmt(image, possible_fmts[index])) {
 113             return possible_fmts[index];
 114         }
 115     }
 116
 117     return PIX_FMT_NONE;
 118 }
 119
 120 static inline int libopenjpeg_ispacked(enum PixelFormat pix_fmt) {
 121     int i, component_plane;
 122
 123     if (pix_fmt == PIX_FMT_GRAY16)
 124         return 0;
 125
 126     component_plane = av_pix_fmt_descriptors[pix_fmt].comp[0].plane;
 127     for(i = 1; i < av_pix_fmt_descriptors[pix_fmt].nb_components; i++) {
 128         if (component_plane != av_pix_fmt_descriptors[pix_fmt].comp[i].plane)
 129             return 0;
 130     }
 131     return 1;
 132 }
 133
 134 static inline void libopenjpeg_copy_to_packed8(AVFrame *picture, opj_image_t *image) {
 135     uint8_t *img_ptr;
 136     int index, x, y, c;
 137     for(y = 0; y < picture->height; y++) {
 138         index = y*picture->width;
 139         img_ptr = picture->data[0] + y*picture->linesize[0];
 140         for(x = 0; x < picture->width; x++, index++) {
 141             for(c = 0; c < image->numcomps; c++) {
 142                 *img_ptr++ = image->comps[c].data[index];
 143             }
 144         }
 145     }
 146 }
 147
 148 static inline void libopenjpeg_copy_to_packed16(AVFrame *picture, opj_image_t *image) {
 149     uint16_t *img_ptr;
 150     int index, x, y, c;
 151     int adjust[4];
 152     for (x = 0; x < image->numcomps; x++) {
 153         adjust[x] = FFMAX(FFMIN(16 - image->comps[x].prec, 8), 0);
 154     }
 155     for (y = 0; y < picture->height; y++) {
 156         index = y*picture->width;
 157         img_ptr = (uint16_t*) (picture->data[0] + y*picture->linesize[0]);
 158         for (x = 0; x < picture->width; x++, index++) {
 159             for (c = 0; c < image->numcomps; c++) {
 160                 *img_ptr++ = image->comps[c].data[index] << adjust[c];
 161             }
 162         }
 163     }
 164 }
 165
 166 static inline void libopenjpeg_copyto8(AVFrame *picture, opj_image_t *image) {
 167     int *comp_data;
 168     uint8_t *img_ptr;
 169     int index, x, y;
 170
 171     for(index = 0; index < image->numcomps; index++) {
 172         comp_data = image->comps[index].data;
 173         for(y = 0; y < image->comps[index].h; y++) {
 174             img_ptr = picture->data[index] + y * picture->linesize[index];
 175             for(x = 0; x < image->comps[index].w; x++) {
 176                 *img_ptr = (uint8_t) *comp_data;
 177                 img_ptr++;
 178                 comp_data++;
 179             }
 180         }
 181     }
 182 }
 183
 184 static inline void libopenjpeg_copyto16(AVFrame *picture, opj_image_t *image) {
 185     int *comp_data;
 186     uint16_t *img_ptr;
 187     int index, x, y;
 188     for(index = 0; index < image->numcomps; index++) {
 189         comp_data = image->comps[index].data;
 190         for(y = 0; y < image->comps[index].h; y++) {
 191             img_ptr = (uint16_t*) (picture->data[index] + y * picture->linesize[index]);
 192             for(x = 0; x < image->comps[index].w; x++) {
 193                 *img_ptr = *comp_data;
 194                 img_ptr++;
 195                 comp_data++;
 196             }
 197         }
 198     }
 199 }
 200
 201 static av_cold int libopenjpeg_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 202 {
 203     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 204
 205     opj_set_default_decoder_parameters(&ctx->dec_params);
 206     avcodec_get_frame_defaults(&ctx->image);
 207     avctx->coded_frame = &ctx->image;
 208     return 0;
 209 }
 210
 211 static av_cold int libopenjpeg_decode_init_thread_copy(AVCodecContext *avctx)
 212 {
 213     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 214
 215     avctx->coded_frame = &ctx->image;
 216     return 0;
 217 }
 218
 219 static int libopenjpeg_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 220                                     void *data, int *data_size,
 221                                     AVPacket *avpkt)
 222 {
 223     uint8_t *buf = avpkt->data;
 224     int buf_size = avpkt->size;
 225     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 226     AVFrame *picture = &ctx->image, *output = data;
 227     opj_dinfo_t *dec;
 228     opj_cio_t *stream;
 229     opj_image_t *image;
 230     int width, height, ret = -1;
 231     int pixel_size = 0;
 232     int ispacked = 0;
 233     int i;
 234
 235     *data_size = 0;
 236
 237     // Check if input is a raw jpeg2k codestream or in jp2 wrapping
 238     if((AV_RB32(buf) == 12) &&
 239        (AV_RB32(buf + 4) == JP2_SIG_TYPE) &&
 240        (AV_RB32(buf + 8) == JP2_SIG_VALUE)) {
 241         dec = opj_create_decompress(CODEC_JP2);
 242     } else {
 243         // If the AVPacket contains a jp2c box, then skip to
 244         // the starting byte of the codestream.
 245         if (AV_RB32(buf + 4) == AV_RB32("jp2c"))
 246             buf += 8;
 247         dec = opj_create_decompress(CODEC_J2K);
 248     }
 249
 250     if(!dec) {
 251         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error initializing decoder.\n");
 252         return -1;
 253     }
 254     opj_set_event_mgr((opj_common_ptr)dec, NULL, NULL);
 255
 256     ctx->dec_params.cp_limit_decoding = LIMIT_TO_MAIN_HEADER;
 257     // Tie decoder with decoding parameters
 258     opj_setup_decoder(dec, &ctx->dec_params);
 259     stream = opj_cio_open((opj_common_ptr)dec, buf, buf_size);
 260     if(!stream) {
 261         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Codestream could not be opened for reading.\n");
 262         opj_destroy_decompress(dec);
 263         return -1;
 264     }
 265
 266     // Decode the header only
 267     image = opj_decode_with_info(dec, stream, NULL);
 268     opj_cio_close(stream);
 269     if(!image) {
 270         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding codestream.\n");
 271         opj_destroy_decompress(dec);
 272         return -1;
 273     }
 274     width  = image->x1 - image->x0;
 275     height = image->y1 - image->y0;
 276     if(av_image_check_size(width, height, 0, avctx) < 0) {
 277         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "%dx%d dimension invalid.\n", width, height);
 278         goto done;
 279     }
 280     avcodec_set_dimensions(avctx, width, height);
 281
 282     if (avctx->pix_fmt != PIX_FMT_NONE) {
 283         if (!libopenjpeg_matches_pix_fmt(image, avctx->pix_fmt)) {
 284             avctx->pix_fmt = PIX_FMT_NONE;
 285         }
 286     }
 287
 288     if (avctx->pix_fmt == PIX_FMT_NONE) {
 289         avctx->pix_fmt = libopenjpeg_guess_pix_fmt(image);
 290     }
 291
 292     if (avctx->pix_fmt == PIX_FMT_NONE) {
 293         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to determine pixel format\n");
 294         goto done;
 295     }
 296     for (i = 0; i < image->numcomps; i++)
 297         if (image->comps[i].prec > avctx->bits_per_raw_sample)
 298             avctx->bits_per_raw_sample = image->comps[i].prec;
 299
 300     if(picture->data[0])
 301         ff_thread_release_buffer(avctx, picture);
 302
 303     if(ff_thread_get_buffer(avctx, picture) < 0){
 304         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "ff_thread_get_buffer() failed\n");
 305         goto done;
 306     }
 307
 308     ctx->dec_params.cp_limit_decoding = NO_LIMITATION;
 309     ctx->dec_params.cp_reduce = avctx->lowres;
 310     // Tie decoder with decoding parameters
 311     opj_setup_decoder(dec, &ctx->dec_params);
 312     stream = opj_cio_open((opj_common_ptr)dec, buf, buf_size);
 313     if(!stream) {
 314         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Codestream could not be opened for reading.\n");
 315         goto done;
 316     }
 317
 318     opj_image_destroy(image);
 319     // Decode the codestream
 320     image = opj_decode_with_info(dec, stream, NULL);
 321     opj_cio_close(stream);
 322     if(!image) {
 323         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error decoding codestream.\n");
 324         goto done;
 325     }
 326
 327     pixel_size = av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].comp[0].step_minus1 + 1;
 328     ispacked = libopenjpeg_ispacked(avctx->pix_fmt);
 329
 330     switch (pixel_size) {
 331     case 1:
 332         if (ispacked) {
 333             libopenjpeg_copy_to_packed8(picture, image);
 334         } else {
 335             libopenjpeg_copyto8(picture, image);
 336         }
 337         break;
 338     case 2:
 339         if (ispacked) {
 340             libopenjpeg_copy_to_packed8(picture, image);
 341         } else {
 342             libopenjpeg_copyto16(picture, image);
 343         }
 344         break;
 345     case 3:
 346     case 4:
 347         if (ispacked) {
 348             libopenjpeg_copy_to_packed8(picture, image);
 349         }
 350         break;
 351     case 6:
 352     case 8:
 353         if (ispacked) {
 354             libopenjpeg_copy_to_packed16(picture, image);
 355         }
 356         break;
 357     default:
 358         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "unsupported pixel size %d\n", pixel_size);
 359         goto done;
 360     }
 361
 362     *output    = ctx->image;
 363     *data_size = sizeof(AVPicture);
 364     ret = buf_size;
 365
 366 done:
 367     opj_image_destroy(image);
 368     opj_destroy_decompress(dec);
 369     return ret;
 370 }
 371
 372 static av_cold int libopenjpeg_decode_close(AVCodecContext *avctx)
 373 {
 374     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 375
 376     if(ctx->image.data[0])
 377         ff_thread_release_buffer(avctx, &ctx->image);
 378     return 0 ;
 379 }
 380
 381
 382 AVCodec ff_libopenjpeg_decoder = {
 383     .name             = "libopenjpeg",
 384     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 385     .id               = CODEC_ID_JPEG2000,
 386     .priv_data_size   = sizeof(LibOpenJPEGContext),
 387     .init             = libopenjpeg_decode_init,
 388     .close            = libopenjpeg_decode_close,
 389     .decode           = libopenjpeg_decode_frame,
 390     .capabilities     = CODEC_CAP_DR1 | CODEC_CAP_FRAME_THREADS,
 391     .max_lowres       = 5,
 392     .long_name        = NULL_IF_CONFIG_SMALL("OpenJPEG JPEG 2000"),
 393     .init_thread_copy = ONLY_IF_THREADS_ENABLED(libopenjpeg_decode_init_thread_copy),
 394 };