git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavformat/rtpdec_jpeg.c

   1 /*
   2  * RTP JPEG-compressed Video Depacketizer, RFC 2435
   3  * Copyright (c) 2012 Samuel Pitoiset
   4  *
   5  * This file is part of Libav.
   6  *
   7  * Libav 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  * Libav 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 Libav; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 #include "avformat.h"
  23 #include "rtpdec_formats.h"
  24 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  25 #include "libavcodec/mjpeg.h"
  26
  27 /**
  28  * RTP/JPEG specific private data.
  29  */
  30 struct PayloadContext {
  31     AVIOContext *frame;         ///< current frame buffer
  32     uint32_t    timestamp;      ///< current frame timestamp
  33     int         hdr_size;       ///< size of the current frame header
  34 };
  35
  36 static const uint8_t default_quantizers[128] = {
  37     /* luma table */
  38     16,  11,  12,  14,  12,  10,  16,  14,
  39     13,  14,  18,  17,  16,  19,  24,  40,
  40     26,  24,  22,  22,  24,  49,  35,  37,
  41     29,  40,  58,  51,  61,  60,  57,  51,
  42     56,  55,  64,  72,  92,  78,  64,  68,
  43     87,  69,  55,  56,  80,  109, 81,  87,
  44     95,  98,  103, 104, 103, 62,  77,  113,
  45     121, 112, 100, 120, 92,  101, 103, 99,
  46
  47     /* chroma table */
  48     17,  18,  18,  24,  21,  24,  47,  26,
  49     26,  47,  99,  66,  56,  66,  99,  99,
  50     99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,
  51     99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,
  52     99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,
  53     99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,
  54     99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,
  55     99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99
  56 };
  57
  58 static PayloadContext *jpeg_new_context(void)
  59 {
  60     return av_mallocz(sizeof(PayloadContext));
  61 }
  62
  63 static inline void free_frame_if_needed(PayloadContext *jpeg)
  64 {
  65     if (jpeg->frame) {
  66         uint8_t *p;
  67         avio_close_dyn_buf(jpeg->frame, &p);
  68         av_free(p);
  69         jpeg->frame = NULL;
  70     }
  71 }
  72
  73 static void jpeg_free_context(PayloadContext *jpeg)
  74 {
  75     free_frame_if_needed(jpeg);
  76     av_free(jpeg);
  77 }
  78
  79 static int jpeg_create_huffman_table(PutBitContext *p, int table_class,
  80                                      int table_id, const uint8_t *bits_table,
  81                                      const uint8_t *value_table)
  82 {
  83     int i, n = 0;
  84
  85     put_bits(p, 4, table_class);
  86     put_bits(p, 4, table_id);
  87
  88     for (i = 1; i <= 16; i++) {
  89         n += bits_table[i];
  90         put_bits(p, 8, bits_table[i]);
  91     }
  92
  93     for (i = 0; i < n; i++) {
  94         put_bits(p, 8, value_table[i]);
  95     }
  96     return n + 17;
  97 }
  98
  99 static int jpeg_create_header(uint8_t *buf, int size, uint32_t type, uint32_t w,
 100                               uint32_t h, const uint8_t *qtable, int nb_qtable)
 101 {
 102     PutBitContext pbc;
 103     uint8_t *dht_size_ptr;
 104     int dht_size;
 105
 106     init_put_bits(&pbc, buf, size);
 107
 108     /* Convert from blocks to pixels. */
 109     w <<= 3;
 110     h <<= 3;
 111
 112     /* SOI */
 113     put_marker(&pbc, SOI);
 114
 115     /* JFIF header */
 116     put_marker(&pbc, APP0);
 117     put_bits(&pbc, 16, 16);
 118     avpriv_put_string(&pbc, "JFIF", 1);
 119     put_bits(&pbc, 16, 0x0201);
 120     put_bits(&pbc, 8, 0);
 121     put_bits(&pbc, 16, 1);
 122     put_bits(&pbc, 16, 1);
 123     put_bits(&pbc, 8, 0);
 124     put_bits(&pbc, 8, 0);
 125
 126     /* DQT */
 127     put_marker(&pbc, DQT);
 128     if (nb_qtable == 2) {
 129         put_bits(&pbc, 16, 2 + 2 * (1 + 64));
 130     } else {
 131         put_bits(&pbc, 16, 2 + 1 * (1 + 64));
 132     }
 133     put_bits(&pbc, 8, 0);
 134
 135     /* Each table is an array of 64 values given in zig-zag
 136      * order, identical to the format used in a JFIF DQT
 137      * marker segment. */
 138     avpriv_copy_bits(&pbc, qtable, 64 * 8);
 139
 140     if (nb_qtable == 2) {
 141         put_bits(&pbc, 8, 1);
 142         avpriv_copy_bits(&pbc, qtable + 64, 64 * 8);
 143     }
 144
 145     /* DHT */
 146     put_marker(&pbc, DHT);
 147     flush_put_bits(&pbc);
 148     dht_size_ptr = put_bits_ptr(&pbc);
 149     put_bits(&pbc, 16, 0);
 150
 151     dht_size  = 2;
 152     dht_size += jpeg_create_huffman_table(&pbc, 0, 0,avpriv_mjpeg_bits_dc_luminance,
 153                                           avpriv_mjpeg_val_dc);
 154     dht_size += jpeg_create_huffman_table(&pbc, 0, 1, avpriv_mjpeg_bits_dc_chrominance,
 155                                           avpriv_mjpeg_val_dc);
 156     dht_size += jpeg_create_huffman_table(&pbc, 1, 0, avpriv_mjpeg_bits_ac_luminance,
 157                                           avpriv_mjpeg_val_ac_luminance);
 158     dht_size += jpeg_create_huffman_table(&pbc, 1, 1, avpriv_mjpeg_bits_ac_chrominance,
 159                                           avpriv_mjpeg_val_ac_chrominance);
 160     AV_WB16(dht_size_ptr, dht_size);
 161
 162     /* SOF0 */
 163     put_marker(&pbc, SOF0);
 164     put_bits(&pbc, 16, 17);
 165     put_bits(&pbc, 8, 8);
 166     put_bits(&pbc, 8, h >> 8);
 167     put_bits(&pbc, 8, h);
 168     put_bits(&pbc, 8, w >> 8);
 169     put_bits(&pbc, 8, w);
 170     put_bits(&pbc, 8, 3);
 171     put_bits(&pbc, 8, 1);
 172     put_bits(&pbc, 8, type ? 34 : 33);
 173     put_bits(&pbc, 8, 0);
 174     put_bits(&pbc, 8, 2);
 175     put_bits(&pbc, 8, 17);
 176     put_bits(&pbc, 8, nb_qtable == 2 ? 1 : 0);
 177     put_bits(&pbc, 8, 3);
 178     put_bits(&pbc, 8, 17);
 179     put_bits(&pbc, 8, nb_qtable == 2 ? 1 : 0);
 180
 181     /* SOS */
 182     put_marker(&pbc, SOS);
 183     put_bits(&pbc, 16, 12);
 184     put_bits(&pbc, 8, 3);
 185     put_bits(&pbc, 8, 1);
 186     put_bits(&pbc, 8, 0);
 187     put_bits(&pbc, 8, 2);
 188     put_bits(&pbc, 8, 17);
 189     put_bits(&pbc, 8, 3);
 190     put_bits(&pbc, 8, 17);
 191     put_bits(&pbc, 8, 0);
 192     put_bits(&pbc, 8, 63);
 193     put_bits(&pbc, 8, 0);
 194
 195     /* Fill the buffer. */
 196     flush_put_bits(&pbc);
 197
 198     /* Return the length in bytes of the JPEG header. */
 199     return put_bits_count(&pbc) / 8;
 200 }
 201
 202 static void create_default_qtables(uint8_t *qtables, uint8_t q)
 203 {
 204     int factor = q;
 205     int i;
 206
 207     factor = av_clip(q, 1, 99);
 208
 209     if (q < 50)
 210         q = 5000 / factor;
 211     else
 212         q = 200 - factor * 2;
 213
 214     for (i = 0; i < 128; i++) {
 215         int val = (default_quantizers[i] * q + 50) / 100;
 216
 217         /* Limit the quantizers to 1 <= q <= 255. */
 218         val = av_clip(val, 1, 255);
 219         qtables[i] = val;
 220     }
 221 }
 222
 223 static int jpeg_parse_packet(AVFormatContext *ctx, PayloadContext *jpeg,
 224                              AVStream *st, AVPacket *pkt, uint32_t *timestamp,
 225                              const uint8_t *buf, int len, int flags)
 226 {
 227     uint8_t type, q, width, height;
 228     const uint8_t *qtables = NULL;
 229     uint16_t qtable_len;
 230     uint32_t off;
 231     int ret;
 232
 233     if (len < 8) {
 234         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Too short RTP/JPEG packet.\n");
 235         return AVERROR_INVALIDDATA;
 236     }
 237
 238     /* Parse the main JPEG header. */
 239     off    = AV_RB24(buf + 1);  /* fragment byte offset */
 240     type   = AV_RB8(buf + 4);   /* id of jpeg decoder params */
 241     q      = AV_RB8(buf + 5);   /* quantization factor (or table id) */
 242     width  = AV_RB8(buf + 6);   /* frame width in 8 pixel blocks */
 243     height = AV_RB8(buf + 7);   /* frame height in 8 pixel blocks */
 244     buf += 8;
 245     len -= 8;
 246
 247     /* Parse the restart marker header. */
 248     if (type > 63) {
 249         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 250                "Unimplemented RTP/JPEG restart marker header.\n");
 251         return AVERROR_PATCHWELCOME;
 252     }
 253
 254     /* Parse the quantization table header. */
 255     if (off == 0) {
 256         /* Start of JPEG data packet. */
 257         uint8_t new_qtables[128];
 258         uint8_t hdr[1024];
 259
 260         if (q > 127) {
 261             uint8_t precision;
 262             if (len < 4) {
 263                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Too short RTP/JPEG packet.\n");
 264                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 265             }
 266
 267             /* The first byte is reserved for future use. */
 268             precision  = AV_RB8(buf + 1);    /* size of coefficients */
 269             qtable_len = AV_RB16(buf + 2);   /* length in bytes */
 270             buf += 4;
 271             len -= 4;
 272
 273             if (precision)
 274                 av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "Only 8-bit precision is supported.\n");
 275
 276             if (q == 255 && qtable_len == 0) {
 277                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 278                        "Invalid RTP/JPEG packet. Quantization tables not found.\n");
 279                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 280             }
 281
 282             if (qtable_len > 0) {
 283                 if (len < qtable_len) {
 284                     av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Too short RTP/JPEG packet.\n");
 285                     return AVERROR_INVALIDDATA;
 286                 }
 287                 qtables = buf;
 288                 buf += qtable_len;
 289                 len -= qtable_len;
 290             }
 291         }
 292
 293         /* Skip the current frame in case of the end packet
 294          * has been lost somewhere. */
 295         free_frame_if_needed(jpeg);
 296
 297         if ((ret = avio_open_dyn_buf(&jpeg->frame)) < 0)
 298             return ret;
 299         jpeg->timestamp = *timestamp;
 300
 301         if (!qtables) {
 302             create_default_qtables(new_qtables, q);
 303             qtables    = new_qtables;
 304             qtable_len = sizeof(new_qtables);
 305         }
 306
 307         /* Generate a frame and scan headers that can be prepended to the
 308          * RTP/JPEG data payload to produce a JPEG compressed image in
 309          * interchange format. */
 310         jpeg->hdr_size = jpeg_create_header(hdr, sizeof(hdr), type, width,
 311                                             height, qtables,
 312                                             qtable_len > 64 ? 2 : 1);
 313
 314         /* Copy JPEG header to frame buffer. */
 315         avio_write(jpeg->frame, hdr, jpeg->hdr_size);
 316     }
 317
 318     if (!jpeg->frame) {
 319         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 320                "Received packet without a start chunk; dropping frame.\n");
 321         return AVERROR(EAGAIN);
 322     }
 323
 324     if (jpeg->timestamp != *timestamp) {
 325         /* Skip the current frame if timestamp is incorrect.
 326          * A start packet has been lost somewhere. */
 327         free_frame_if_needed(jpeg);
 328         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "RTP timestamps don't match.\n");
 329         return AVERROR_INVALIDDATA;
 330     }
 331
 332     if (off != avio_tell(jpeg->frame) - jpeg->hdr_size) {
 333         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 334                "Missing packets; dropping frame.\n");
 335         return AVERROR(EAGAIN);
 336     }
 337
 338     /* Copy data to frame buffer. */
 339     avio_write(jpeg->frame, buf, len);
 340
 341     if (flags & RTP_FLAG_MARKER) {
 342         /* End of JPEG data packet. */
 343         PutBitContext pbc;
 344         uint8_t buf[2];
 345
 346         /* Put EOI marker. */
 347         init_put_bits(&pbc, buf, sizeof(buf));
 348         put_marker(&pbc, EOI);
 349         flush_put_bits(&pbc);
 350         avio_write(jpeg->frame, buf, sizeof(buf));
 351
 352         /* Prepare the JPEG packet. */
 353         av_init_packet(pkt);
 354         pkt->size = avio_close_dyn_buf(jpeg->frame, &pkt->data);
 355         if (pkt->size < 0) {
 356             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 357                    "Error occured when getting frame buffer.\n");
 358             jpeg->frame = NULL;
 359             return pkt->size;
 360         }
 361         pkt->stream_index = st->index;
 362         pkt->destruct     = av_destruct_packet;
 363
 364         /* Re-init the frame buffer. */
 365         jpeg->frame = NULL;
 366
 367         return 0;
 368     }
 369
 370     return AVERROR(EAGAIN);
 371 }
 372
 373 RTPDynamicProtocolHandler ff_jpeg_dynamic_handler = {
 374     .enc_name          = "JPEG",
 375     .codec_type        = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 376     .codec_id          = AV_CODEC_ID_MJPEG,
 377     .alloc             = jpeg_new_context,
 378     .free              = jpeg_free_context,
 379     .parse_packet      = jpeg_parse_packet,
 380     .static_payload_id = 26,
 381 };