libavcodec/hevc_sei.c

   1 /*
   2  * HEVC Supplementary Enhancement Information messages
   3  *
   4  * Copyright (C) 2012 - 2013 Guillaume Martres
   5  * Copyright (C) 2012 - 2013 Gildas Cocherel
   6  * Copyright (C) 2013 Vittorio Giovara
   7  *
   8  * This file is part of FFmpeg.
   9  *
  10  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
  11  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  12  * License as published by the Free Software Foundation; either
  13  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  14  *
  15  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  16  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  18  * Lesser General Public License for more details.
  19  *
  20  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  21  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  22  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  23  */
  24
  25 #include "golomb.h"
  26 #include "hevcdec.h"
  27
  28 enum HEVC_SEI_TYPE {
  29     SEI_TYPE_BUFFERING_PERIOD                     = 0,
  30     SEI_TYPE_PICTURE_TIMING                       = 1,
  31     SEI_TYPE_PAN_SCAN_RECT                        = 2,
  32     SEI_TYPE_FILLER_PAYLOAD                       = 3,
  33     SEI_TYPE_USER_DATA_REGISTERED_ITU_T_T35       = 4,
  34     SEI_TYPE_USER_DATA_UNREGISTERED               = 5,
  35     SEI_TYPE_RECOVERY_POINT                       = 6,
  36     SEI_TYPE_SCENE_INFO                           = 9,
  37     SEI_TYPE_FULL_FRAME_SNAPSHOT                  = 15,
  38     SEI_TYPE_PROGRESSIVE_REFINEMENT_SEGMENT_START = 16,
  39     SEI_TYPE_PROGRESSIVE_REFINEMENT_SEGMENT_END   = 17,
  40     SEI_TYPE_FILM_GRAIN_CHARACTERISTICS           = 19,
  41     SEI_TYPE_POST_FILTER_HINT                     = 22,
  42     SEI_TYPE_TONE_MAPPING_INFO                    = 23,
  43     SEI_TYPE_FRAME_PACKING                        = 45,
  44     SEI_TYPE_DISPLAY_ORIENTATION                  = 47,
  45     SEI_TYPE_SOP_DESCRIPTION                      = 128,
  46     SEI_TYPE_ACTIVE_PARAMETER_SETS                = 129,
  47     SEI_TYPE_DECODING_UNIT_INFO                   = 130,
  48     SEI_TYPE_TEMPORAL_LEVEL0_INDEX                = 131,
  49     SEI_TYPE_DECODED_PICTURE_HASH                 = 132,
  50     SEI_TYPE_SCALABLE_NESTING                     = 133,
  51     SEI_TYPE_REGION_REFRESH_INFO                  = 134,
  52     SEI_TYPE_MASTERING_DISPLAY_INFO               = 137,
  53     SEI_TYPE_CONTENT_LIGHT_LEVEL_INFO             = 144,
  54 };
  55
  56 static int decode_nal_sei_decoded_picture_hash(HEVCContext *s)
  57 {
  58     int cIdx, i;
  59     uint8_t hash_type;
  60     //uint16_t picture_crc;
  61     //uint32_t picture_checksum;
  62     GetBitContext *gb = &s->HEVClc->gb;
  63     hash_type = get_bits(gb, 8);
  64
  65     for (cIdx = 0; cIdx < 3/*((s->sps->chroma_format_idc == 0) ? 1 : 3)*/; cIdx++) {
  66         if (hash_type == 0) {
  67             s->is_md5 = 1;
  68             for (i = 0; i < 16; i++)
  69                 s->md5[cIdx][i] = get_bits(gb, 8);
  70         } else if (hash_type == 1) {
  71             // picture_crc = get_bits(gb, 16);
  72             skip_bits(gb, 16);
  73         } else if (hash_type == 2) {
  74             // picture_checksum = get_bits_long(gb, 32);
  75             skip_bits(gb, 32);
  76         }
  77     }
  78     return 0;
  79 }
  80
  81 static int decode_nal_sei_mastering_display_info(HEVCContext *s)
  82 {
  83     GetBitContext *gb = &s->HEVClc->gb;
  84     int i;
  85     // Mastering primaries
  86     for (i = 0; i < 3; i++) {
  87         s->display_primaries[i][0] = get_bits(gb, 16);
  88         s->display_primaries[i][1] = get_bits(gb, 16);
  89     }
  90     // White point (x, y)
  91     s->white_point[0] = get_bits(gb, 16);
  92     s->white_point[1] = get_bits(gb, 16);
  93
  94     // Max and min luminance of mastering display
  95     s->max_mastering_luminance = get_bits_long(gb, 32);
  96     s->min_mastering_luminance = get_bits_long(gb, 32);
  97
  98     // As this SEI message comes before the first frame that references it,
  99     // initialize the flag to 2 and decrement on IRAP access unit so it
 100     // persists for the coded video sequence (e.g., between two IRAPs)
 101     s->sei_mastering_display_info_present = 2;
 102     return 0;
 103 }
 104
 105 static int decode_nal_sei_content_light_info(HEVCContext *s)
 106 {
 107     GetBitContext *gb = &s->HEVClc->gb;
 108     // Max and average light levels
 109     s->max_content_light_level     = get_bits_long(gb, 16);
 110     s->max_pic_average_light_level = get_bits_long(gb, 16);
 111     // As this SEI message comes before the first frame that references it,
 112     // initialize the flag to 2 and decrement on IRAP access unit so it
 113     // persists for the coded video sequence (e.g., between two IRAPs)
 114     s-> sei_content_light_present = 2;
 115     return  0;
 116 }
 117
 118 static int decode_nal_sei_frame_packing_arrangement(HEVCContext *s)
 119 {
 120     GetBitContext *gb = &s->HEVClc->gb;
 121
 122     get_ue_golomb_long(gb);             // frame_packing_arrangement_id
 123     s->sei_frame_packing_present = !get_bits1(gb);
 124
 125     if (s->sei_frame_packing_present) {
 126         s->frame_packing_arrangement_type = get_bits(gb, 7);
 127         s->quincunx_subsampling           = get_bits1(gb);
 128         s->content_interpretation_type    = get_bits(gb, 6);
 129
 130         // the following skips spatial_flipping_flag frame0_flipped_flag
 131         // field_views_flag current_frame_is_frame0_flag
 132         // frame0_self_contained_flag frame1_self_contained_flag
 133         skip_bits(gb, 6);
 134
 135         if (!s->quincunx_subsampling && s->frame_packing_arrangement_type != 5)
 136             skip_bits(gb, 16);  // frame[01]_grid_position_[xy]
 137         skip_bits(gb, 8);       // frame_packing_arrangement_reserved_byte
 138         skip_bits1(gb);         // frame_packing_arrangement_persistence_flag
 139     }
 140     skip_bits1(gb);             // upsampled_aspect_ratio_flag
 141     return 0;
 142 }
 143
 144 static int decode_nal_sei_display_orientation(HEVCContext *s)
 145 {
 146     GetBitContext *gb = &s->HEVClc->gb;
 147
 148     s->sei_display_orientation_present = !get_bits1(gb);
 149
 150     if (s->sei_display_orientation_present) {
 151         s->sei_hflip = get_bits1(gb);     // hor_flip
 152         s->sei_vflip = get_bits1(gb);     // ver_flip
 153
 154         s->sei_anticlockwise_rotation = get_bits(gb, 16);
 155         skip_bits1(gb);     // display_orientation_persistence_flag
 156     }
 157
 158     return 0;
 159 }
 160
 161 static int decode_pic_timing(HEVCContext *s)
 162 {
 163     GetBitContext *gb = &s->HEVClc->gb;
 164     HEVCSPS *sps;
 165
 166     if (!s->ps.sps_list[s->active_seq_parameter_set_id])
 167         return(AVERROR(ENOMEM));
 168     sps = (HEVCSPS*)s->ps.sps_list[s->active_seq_parameter_set_id]->data;
 169
 170     if (sps->vui.frame_field_info_present_flag) {
 171         int pic_struct = get_bits(gb, 4);
 172         s->picture_struct = AV_PICTURE_STRUCTURE_UNKNOWN;
 173         if (pic_struct == 2) {
 174             av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG, "BOTTOM Field\n");
 175             s->picture_struct = AV_PICTURE_STRUCTURE_BOTTOM_FIELD;
 176         } else if (pic_struct == 1) {
 177             av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG, "TOP Field\n");
 178             s->picture_struct = AV_PICTURE_STRUCTURE_TOP_FIELD;
 179         }
 180         get_bits(gb, 2);                   // source_scan_type
 181         get_bits(gb, 1);                   // duplicate_flag
 182     }
 183     return 1;
 184 }
 185
 186 static int decode_registered_user_data_closed_caption(HEVCContext *s, int size)
 187 {
 188     int flag;
 189     int user_data_type_code;
 190     int cc_count;
 191
 192     GetBitContext *gb = &s->HEVClc->gb;
 193
 194     if (size < 3)
 195        return AVERROR(EINVAL);
 196
 197     user_data_type_code = get_bits(gb, 8);
 198     if (user_data_type_code == 0x3) {
 199         skip_bits(gb, 1); // reserved
 200
 201         flag = get_bits(gb, 1); // process_cc_data_flag
 202         if (flag) {
 203             skip_bits(gb, 1);
 204             cc_count = get_bits(gb, 5);
 205             skip_bits(gb, 8); // reserved
 206             size -= 2;
 207
 208             if (cc_count && size >= cc_count * 3) {
 209                 const uint64_t new_size = (s->a53_caption_size + cc_count
 210                                            * UINT64_C(3));
 211                 int i, ret;
 212
 213                 if (new_size > INT_MAX)
 214                     return AVERROR(EINVAL);
 215
 216                 /* Allow merging of the cc data from two fields. */
 217                 ret = av_reallocp(&s->a53_caption, new_size);
 218                 if (ret < 0)
 219                     return ret;
 220
 221                 for (i = 0; i < cc_count; i++) {
 222                     s->a53_caption[s->a53_caption_size++] = get_bits(gb, 8);
 223                     s->a53_caption[s->a53_caption_size++] = get_bits(gb, 8);
 224                     s->a53_caption[s->a53_caption_size++] = get_bits(gb, 8);
 225                 }
 226                 skip_bits(gb, 8); // marker_bits
 227             }
 228         }
 229     } else {
 230         int i;
 231         for (i = 0; i < size - 1; i++)
 232             skip_bits(gb, 8);
 233     }
 234
 235     return 0;
 236 }
 237
 238 static int decode_nal_sei_user_data_registered_itu_t_t35(HEVCContext *s, int size)
 239 {
 240     uint32_t country_code;
 241     uint32_t user_identifier;
 242
 243     GetBitContext *gb = &s->HEVClc->gb;
 244
 245     if (size < 7)
 246         return AVERROR(EINVAL);
 247     size -= 7;
 248
 249     country_code = get_bits(gb, 8);
 250     if (country_code == 0xFF) {
 251         skip_bits(gb, 8);
 252         size--;
 253     }
 254
 255     skip_bits(gb, 8);
 256     skip_bits(gb, 8);
 257
 258     user_identifier = get_bits_long(gb, 32);
 259
 260     switch (user_identifier) {
 261         case MKBETAG('G', 'A', '9', '4'):
 262             return decode_registered_user_data_closed_caption(s, size);
 263         default:
 264             skip_bits_long(gb, size * 8);
 265             break;
 266     }
 267     return 0;
 268 }
 269
 270 static int active_parameter_sets(HEVCContext *s)
 271 {
 272     GetBitContext *gb = &s->HEVClc->gb;
 273     int num_sps_ids_minus1;
 274     int i;
 275     unsigned active_seq_parameter_set_id;
 276
 277     get_bits(gb, 4); // active_video_parameter_set_id
 278     get_bits(gb, 1); // self_contained_cvs_flag
 279     get_bits(gb, 1); // num_sps_ids_minus1
 280     num_sps_ids_minus1 = get_ue_golomb_long(gb); // num_sps_ids_minus1
 281
 282     if (num_sps_ids_minus1 < 0 || num_sps_ids_minus1 > 15) {
 283         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "num_sps_ids_minus1 %d invalid\n", num_sps_ids_minus1);
 284         return AVERROR_INVALIDDATA;
 285     }
 286
 287     active_seq_parameter_set_id = get_ue_golomb_long(gb);
 288     if (active_seq_parameter_set_id >= HEVC_MAX_SPS_COUNT) {
 289         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "active_parameter_set_id %d invalid\n", active_seq_parameter_set_id);
 290         return AVERROR_INVALIDDATA;
 291     }
 292     s->active_seq_parameter_set_id = active_seq_parameter_set_id;
 293
 294     for (i = 1; i <= num_sps_ids_minus1; i++)
 295         get_ue_golomb_long(gb); // active_seq_parameter_set_id[i]
 296
 297     return 0;
 298 }
 299
 300 static int decode_nal_sei_prefix(HEVCContext *s, int type, int size)
 301 {
 302     GetBitContext *gb = &s->HEVClc->gb;
 303
 304     switch (type) {
 305     case 256:  // Mismatched value from HM 8.1
 306         return decode_nal_sei_decoded_picture_hash(s);
 307     case SEI_TYPE_FRAME_PACKING:
 308         return decode_nal_sei_frame_packing_arrangement(s);
 309     case SEI_TYPE_DISPLAY_ORIENTATION:
 310         return decode_nal_sei_display_orientation(s);
 311     case SEI_TYPE_PICTURE_TIMING:
 312         {
 313             int ret = decode_pic_timing(s);
 314             av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG, "Skipped PREFIX SEI %d\n", type);
 315             skip_bits(gb, 8 * size);
 316             return ret;
 317         }
 318     case SEI_TYPE_MASTERING_DISPLAY_INFO:
 319         return decode_nal_sei_mastering_display_info(s);
 320     case SEI_TYPE_CONTENT_LIGHT_LEVEL_INFO:
 321         return decode_nal_sei_content_light_info(s);
 322     case SEI_TYPE_ACTIVE_PARAMETER_SETS:
 323         active_parameter_sets(s);
 324         av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG, "Skipped PREFIX SEI %d\n", type);
 325         return 0;
 326     case SEI_TYPE_USER_DATA_REGISTERED_ITU_T_T35:
 327         return decode_nal_sei_user_data_registered_itu_t_t35(s, size);
 328     default:
 329         av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG, "Skipped PREFIX SEI %d\n", type);
 330         skip_bits_long(gb, 8 * size);
 331         return 0;
 332     }
 333 }
 334
 335 static int decode_nal_sei_suffix(HEVCContext *s, int type, int size)
 336 {
 337     GetBitContext *gb = &s->HEVClc->gb;
 338
 339     switch (type) {
 340     case SEI_TYPE_DECODED_PICTURE_HASH:
 341         return decode_nal_sei_decoded_picture_hash(s);
 342     default:
 343         av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG, "Skipped SUFFIX SEI %d\n", type);
 344         skip_bits_long(gb, 8 * size);
 345         return 0;
 346     }
 347 }
 348
 349 static int decode_nal_sei_message(HEVCContext *s)
 350 {
 351     GetBitContext *gb = &s->HEVClc->gb;
 352
 353     int payload_type = 0;
 354     int payload_size = 0;
 355     int byte = 0xFF;
 356     av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG, "Decoding SEI\n");
 357
 358     while (byte == 0xFF) {
 359         byte          = get_bits(gb, 8);
 360         payload_type += byte;
 361     }
 362     byte = 0xFF;
 363     while (byte == 0xFF) {
 364         byte          = get_bits(gb, 8);
 365         payload_size += byte;
 366     }
 367     if (s->nal_unit_type == HEVC_NAL_SEI_PREFIX) {
 368         return decode_nal_sei_prefix(s, payload_type, payload_size);
 369     } else { /* nal_unit_type == NAL_SEI_SUFFIX */
 370         return decode_nal_sei_suffix(s, payload_type, payload_size);
 371     }
 372 }
 373
 374 static int more_rbsp_data(GetBitContext *gb)
 375 {
 376     return get_bits_left(gb) > 0 && show_bits(gb, 8) != 0x80;
 377 }
 378
 379 int ff_hevc_decode_nal_sei(HEVCContext *s)
 380 {
 381     int ret;
 382
 383     do {
 384         ret = decode_nal_sei_message(s);
 385         if (ret < 0)
 386             return(AVERROR(ENOMEM));
 387     } while (more_rbsp_data(&s->HEVClc->gb));
 388     return 1;
 389 }
 390
 391 void ff_hevc_reset_sei(HEVCContext *s)
 392 {
 393     s->a53_caption_size = 0;
 394     av_freep(&s->a53_caption);
 395 }