libavformat/yuv4mpeg.c

   1 /*
   2  * YUV4MPEG format
   3  * Copyright (c) 2001, 2002, 2003 Fabrice Bellard
   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 #include "avformat.h"
  22
  23 #define Y4M_MAGIC "YUV4MPEG2"
  24 #define Y4M_FRAME_MAGIC "FRAME"
  25 #define Y4M_LINE_MAX 256
  26
  27 struct frame_attributes {
  28     int interlaced_frame;
  29     int top_field_first;
  30 };
  31
  32 #if CONFIG_YUV4MPEGPIPE_MUXER
  33 static int yuv4_generate_header(AVFormatContext *s, char* buf)
  34 {
  35     AVStream *st;
  36     int width, height;
  37     int raten, rated, aspectn, aspectd, n;
  38     char inter;
  39     const char *colorspace = "";
  40
  41     st = s->streams[0];
  42     width = st->codec->width;
  43     height = st->codec->height;
  44
  45     av_reduce(&raten, &rated, st->codec->time_base.den, st->codec->time_base.num, (1UL<<31)-1);
  46
  47     aspectn = st->sample_aspect_ratio.num;
  48     aspectd = st->sample_aspect_ratio.den;
  49
  50     if ( aspectn == 0 && aspectd == 1 ) aspectd = 0;  // 0:0 means unknown
  51
  52     inter = 'p'; /* progressive is the default */
  53     if (st->codec->coded_frame && st->codec->coded_frame->interlaced_frame) {
  54         inter = st->codec->coded_frame->top_field_first ? 't' : 'b';
  55     }
  56
  57     switch(st->codec->pix_fmt) {
  58     case PIX_FMT_GRAY8:
  59         colorspace = " Cmono";
  60         break;
  61     case PIX_FMT_YUV411P:
  62         colorspace = " C411 XYSCSS=411";
  63         break;
  64     case PIX_FMT_YUV420P:
  65         colorspace = (st->codec->chroma_sample_location == AVCHROMA_LOC_TOPLEFT)?" C420paldv XYSCSS=420PALDV":
  66                      (st->codec->chroma_sample_location == AVCHROMA_LOC_LEFT)   ?" C420mpeg2 XYSCSS=420MPEG2":
  67                      " C420jpeg XYSCSS=420JPEG";
  68         break;
  69     case PIX_FMT_YUV422P:
  70         colorspace = " C422 XYSCSS=422";
  71         break;
  72     case PIX_FMT_YUV444P:
  73         colorspace = " C444 XYSCSS=444";
  74         break;
  75     }
  76
  77     /* construct stream header, if this is the first frame */
  78     n = snprintf(buf, Y4M_LINE_MAX, "%s W%d H%d F%d:%d I%c A%d:%d%s\n",
  79                  Y4M_MAGIC,
  80                  width,
  81                  height,
  82                  raten, rated,
  83                  inter,
  84                  aspectn, aspectd,
  85                  colorspace);
  86
  87     return n;
  88 }
  89
  90 static int yuv4_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
  91 {
  92     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
  93     AVIOContext *pb = s->pb;
  94     AVPicture *picture;
  95     int* first_pkt = s->priv_data;
  96     int width, height, h_chroma_shift, v_chroma_shift;
  97     int i;
  98     char buf2[Y4M_LINE_MAX+1];
  99     char buf1[20];
 100     uint8_t *ptr, *ptr1, *ptr2;
 101
 102     picture = (AVPicture *)pkt->data;
 103
 104     /* for the first packet we have to output the header as well */
 105     if (*first_pkt) {
 106         *first_pkt = 0;
 107         if (yuv4_generate_header(s, buf2) < 0) {
 108             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Error. YUV4MPEG stream header write failed.\n");
 109             return AVERROR(EIO);
 110         } else {
 111             avio_write(pb, buf2, strlen(buf2));
 112         }
 113     }
 114
 115     /* construct frame header */
 116
 117     snprintf(buf1, sizeof(buf1), "%s\n", Y4M_FRAME_MAGIC);
 118     avio_write(pb, buf1, strlen(buf1));
 119
 120     width = st->codec->width;
 121     height = st->codec->height;
 122
 123     ptr = picture->data[0];
 124     for(i=0;i<height;i++) {
 125         avio_write(pb, ptr, width);
 126         ptr += picture->linesize[0];
 127     }
 128
 129     if (st->codec->pix_fmt != PIX_FMT_GRAY8){
 130     // Adjust for smaller Cb and Cr planes
 131     avcodec_get_chroma_sub_sample(st->codec->pix_fmt, &h_chroma_shift, &v_chroma_shift);
 132     width >>= h_chroma_shift;
 133     height >>= v_chroma_shift;
 134
 135     ptr1 = picture->data[1];
 136     ptr2 = picture->data[2];
 137     for(i=0;i<height;i++) {     /* Cb */
 138         avio_write(pb, ptr1, width);
 139         ptr1 += picture->linesize[1];
 140     }
 141     for(i=0;i<height;i++) {     /* Cr */
 142         avio_write(pb, ptr2, width);
 143             ptr2 += picture->linesize[2];
 144     }
 145     }
 146     avio_flush(pb);
 147     return 0;
 148 }
 149
 150 static int yuv4_write_header(AVFormatContext *s)
 151 {
 152     int* first_pkt = s->priv_data;
 153
 154     if (s->nb_streams != 1)
 155         return AVERROR(EIO);
 156
 157     if (s->streams[0]->codec->codec_id != CODEC_ID_RAWVIDEO) {
 158         av_log(s, AV_LOG_ERROR,
 159                "A non-rawvideo stream was selected, but yuv4mpeg only handles rawvideo streams\n");
 160         return AVERROR(EINVAL);
 161     }
 162
 163     if (s->streams[0]->codec->pix_fmt == PIX_FMT_YUV411P) {
 164         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Warning: generating rarely used 4:1:1 YUV stream, some mjpegtools might not work.\n");
 165     }
 166     else if ((s->streams[0]->codec->pix_fmt != PIX_FMT_YUV420P) &&
 167              (s->streams[0]->codec->pix_fmt != PIX_FMT_YUV422P) &&
 168              (s->streams[0]->codec->pix_fmt != PIX_FMT_GRAY8) &&
 169              (s->streams[0]->codec->pix_fmt != PIX_FMT_YUV444P)) {
 170         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "ERROR: yuv4mpeg only handles yuv444p, yuv422p, yuv420p, yuv411p and gray pixel formats. Use -pix_fmt to select one.\n");
 171         return AVERROR(EIO);
 172     }
 173
 174     *first_pkt = 1;
 175     return 0;
 176 }
 177
 178 AVOutputFormat ff_yuv4mpegpipe_muxer = {
 179     .name              = "yuv4mpegpipe",
 180     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("YUV4MPEG pipe format"),
 181     .mime_type         = "",
 182     .extensions        = "y4m",
 183     .priv_data_size    = sizeof(int),
 184     .audio_codec       = CODEC_ID_NONE,
 185     .video_codec       = CODEC_ID_RAWVIDEO,
 186     .write_header      = yuv4_write_header,
 187     .write_packet      = yuv4_write_packet,
 188     .flags = AVFMT_RAWPICTURE,
 189 };
 190 #endif
 191
 192 /* Header size increased to allow room for optional flags */
 193 #define MAX_YUV4_HEADER 80
 194 #define MAX_FRAME_HEADER 80
 195
 196 static int yuv4_read_header(AVFormatContext *s, AVFormatParameters *ap)
 197 {
 198     char header[MAX_YUV4_HEADER+10];  // Include headroom for the longest option
 199     char *tokstart,*tokend,*header_end;
 200     int i;
 201     AVIOContext *pb = s->pb;
 202     int width=-1, height=-1, raten=0, rated=0, aspectn=0, aspectd=0;
 203     enum PixelFormat pix_fmt=PIX_FMT_NONE,alt_pix_fmt=PIX_FMT_NONE;
 204     enum AVChromaLocation chroma_sample_location = AVCHROMA_LOC_UNSPECIFIED;
 205     AVStream *st;
 206     struct frame_attributes *s1 = s->priv_data;
 207
 208     for (i=0; i<MAX_YUV4_HEADER; i++) {
 209         header[i] = avio_r8(pb);
 210         if (header[i] == '\n') {
 211             header[i+1] = 0x20;  // Add a space after last option. Makes parsing "444" vs "444alpha" easier.
 212             header[i+2] = 0;
 213             break;
 214         }
 215     }
 216     if (i == MAX_YUV4_HEADER) return -1;
 217     if (strncmp(header, Y4M_MAGIC, strlen(Y4M_MAGIC))) return -1;
 218
 219     s1->interlaced_frame = 0;
 220     s1->top_field_first = 0;
 221     header_end = &header[i+1]; // Include space
 222     for(tokstart = &header[strlen(Y4M_MAGIC) + 1]; tokstart < header_end; tokstart++) {
 223         if (*tokstart==0x20) continue;
 224         switch (*tokstart++) {
 225         case 'W': // Width. Required.
 226             width = strtol(tokstart, &tokend, 10);
 227             tokstart=tokend;
 228             break;
 229         case 'H': // Height. Required.
 230             height = strtol(tokstart, &tokend, 10);
 231             tokstart=tokend;
 232             break;
 233         case 'C': // Color space
 234             if (strncmp("420jpeg",tokstart,7)==0) {
 235                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
 236                 chroma_sample_location = AVCHROMA_LOC_CENTER;
 237             } else if (strncmp("420mpeg2",tokstart,8)==0) {
 238                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
 239                 chroma_sample_location = AVCHROMA_LOC_LEFT;
 240             } else if (strncmp("420paldv", tokstart, 8)==0) {
 241                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
 242                 chroma_sample_location = AVCHROMA_LOC_TOPLEFT;
 243             } else if (strncmp("411", tokstart, 3)==0)
 244                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV411P;
 245             else if (strncmp("422", tokstart, 3)==0)
 246                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV422P;
 247             else if (strncmp("444alpha", tokstart, 8)==0) {
 248                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Cannot handle 4:4:4:4 YUV4MPEG stream.\n");
 249                 return -1;
 250             } else if (strncmp("444", tokstart, 3)==0)
 251                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV444P;
 252             else if (strncmp("mono",tokstart, 4)==0) {
 253                 pix_fmt = PIX_FMT_GRAY8;
 254             } else {
 255                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "YUV4MPEG stream contains an unknown pixel format.\n");
 256                 return -1;
 257             }
 258             while(tokstart<header_end&&*tokstart!=0x20) tokstart++;
 259             break;
 260         case 'I': // Interlace type
 261             switch (*tokstart++){
 262             case '?':
 263                 break;
 264             case 'p':
 265                 s1->interlaced_frame=0;
 266                 break;
 267             case 't':
 268                 s1->interlaced_frame=1;
 269                 s1->top_field_first=1;
 270                 break;
 271             case 'b':
 272                 s1->interlaced_frame=1;
 273                 s1->top_field_first=0;
 274                 break;
 275             case 'm':
 276                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "YUV4MPEG stream contains mixed interlaced and non-interlaced frames.\n");
 277                 return -1;
 278             default:
 279                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "YUV4MPEG has invalid header.\n");
 280                 return -1;
 281             }
 282             break;
 283         case 'F': // Frame rate
 284             sscanf(tokstart,"%d:%d",&raten,&rated); // 0:0 if unknown
 285             while(tokstart<header_end&&*tokstart!=0x20) tokstart++;
 286             break;
 287         case 'A': // Pixel aspect
 288             sscanf(tokstart,"%d:%d",&aspectn,&aspectd); // 0:0 if unknown
 289             while(tokstart<header_end&&*tokstart!=0x20) tokstart++;
 290             break;
 291         case 'X': // Vendor extensions
 292             if (strncmp("YSCSS=",tokstart,6)==0) {
 293                 // Older nonstandard pixel format representation
 294                 tokstart+=6;
 295                 if (strncmp("420JPEG",tokstart,7)==0)
 296                     alt_pix_fmt=PIX_FMT_YUV420P;
 297                 else if (strncmp("420MPEG2",tokstart,8)==0)
 298                     alt_pix_fmt=PIX_FMT_YUV420P;
 299                 else if (strncmp("420PALDV",tokstart,8)==0)
 300                     alt_pix_fmt=PIX_FMT_YUV420P;
 301                 else if (strncmp("411",tokstart,3)==0)
 302                     alt_pix_fmt=PIX_FMT_YUV411P;
 303                 else if (strncmp("422",tokstart,3)==0)
 304                     alt_pix_fmt=PIX_FMT_YUV422P;
 305                 else if (strncmp("444",tokstart,3)==0)
 306                     alt_pix_fmt=PIX_FMT_YUV444P;
 307             }
 308             while(tokstart<header_end&&*tokstart!=0x20) tokstart++;
 309             break;
 310         }
 311     }
 312
 313     if ((width == -1) || (height == -1)) {
 314         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "YUV4MPEG has invalid header.\n");
 315         return -1;
 316     }
 317
 318     if (pix_fmt == PIX_FMT_NONE) {
 319         if (alt_pix_fmt == PIX_FMT_NONE)
 320             pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
 321         else
 322             pix_fmt = alt_pix_fmt;
 323     }
 324
 325     if (raten <= 0 || rated <= 0) {
 326         // Frame rate unknown
 327         raten = 25;
 328         rated = 1;
 329     }
 330
 331     if (aspectn == 0 && aspectd == 0) {
 332         // Pixel aspect unknown
 333         aspectd = 1;
 334     }
 335
 336     st = av_new_stream(s, 0);
 337     if(!st)
 338         return AVERROR(ENOMEM);
 339     st->codec->width = width;
 340     st->codec->height = height;
 341     av_reduce(&raten, &rated, raten, rated, (1UL<<31)-1);
 342     av_set_pts_info(st, 64, rated, raten);
 343     st->codec->pix_fmt = pix_fmt;
 344     st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
 345     st->codec->codec_id = CODEC_ID_RAWVIDEO;
 346     st->sample_aspect_ratio= (AVRational){aspectn, aspectd};
 347     st->codec->chroma_sample_location = chroma_sample_location;
 348
 349     return 0;
 350 }
 351
 352 static int yuv4_read_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 353 {
 354     int i;
 355     char header[MAX_FRAME_HEADER+1];
 356     int packet_size, width, height;
 357     AVStream *st = s->streams[0];
 358     struct frame_attributes *s1 = s->priv_data;
 359
 360     for (i=0; i<MAX_FRAME_HEADER; i++) {
 361         header[i] = avio_r8(s->pb);
 362         if (header[i] == '\n') {
 363             header[i+1] = 0;
 364             break;
 365         }
 366     }
 367     if (i == MAX_FRAME_HEADER) return -1;
 368     if (strncmp(header, Y4M_FRAME_MAGIC, strlen(Y4M_FRAME_MAGIC))) return -1;
 369
 370     width = st->codec->width;
 371     height = st->codec->height;
 372
 373     packet_size = avpicture_get_size(st->codec->pix_fmt, width, height);
 374     if (packet_size < 0)
 375         return -1;
 376
 377     if (av_get_packet(s->pb, pkt, packet_size) != packet_size)
 378         return AVERROR(EIO);
 379
 380     if (s->streams[0]->codec->coded_frame) {
 381         s->streams[0]->codec->coded_frame->interlaced_frame = s1->interlaced_frame;
 382         s->streams[0]->codec->coded_frame->top_field_first = s1->top_field_first;
 383     }
 384
 385     pkt->stream_index = 0;
 386     return 0;
 387 }
 388
 389 static int yuv4_probe(AVProbeData *pd)
 390 {
 391     /* check file header */
 392     if (strncmp(pd->buf, Y4M_MAGIC, sizeof(Y4M_MAGIC)-1)==0)
 393         return AVPROBE_SCORE_MAX;
 394     else
 395         return 0;
 396 }
 397
 398 #if CONFIG_YUV4MPEGPIPE_DEMUXER
 399 AVInputFormat ff_yuv4mpegpipe_demuxer = {
 400     .name           = "yuv4mpegpipe",
 401     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("YUV4MPEG pipe format"),
 402     .priv_data_size = sizeof(struct frame_attributes),
 403     .read_probe     = yuv4_probe,
 404     .read_header    = yuv4_read_header,
 405     .read_packet    = yuv4_read_packet,
 406     .extensions = "y4m"
 407 };
 408 #endif