Implement avcodec_decode_video2(), _audio3() and _subtitle2() which takes an
[ffmpeg.git] / libavcodec / dvdsubdec.c
1 /*
2  * DVD subtitle decoding for ffmpeg
3  * Copyright (c) 2005 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 "avcodec.h"
22 #include "bitstream.h"
23 #include "colorspace.h"
24 #include "dsputil.h"
25
26 //#define DEBUG
27
28 static void yuv_a_to_rgba(const uint8_t *ycbcr, const uint8_t *alpha, uint32_t *rgba, int num_values)
29 {
30     uint8_t *cm = ff_cropTbl + MAX_NEG_CROP;
31     uint8_t r, g, b;
32     int i, y, cb, cr;
33     int r_add, g_add, b_add;
34
35     for (i = num_values; i > 0; i--) {
36         y = *ycbcr++;
37         cb = *ycbcr++;
38         cr = *ycbcr++;
39         YUV_TO_RGB1_CCIR(cb, cr);
40         YUV_TO_RGB2_CCIR(r, g, b, y);
41         *rgba++ = (*alpha++ << 24) | (r << 16) | (g << 8) | b;
42     }
43 }
44
45 static int decode_run_2bit(GetBitContext *gb, int *color)
46 {
47     unsigned int v, t;
48
49     v = 0;
50     for (t = 1; v < t && t <= 0x40; t <<= 2)
51         v = (v << 4) | get_bits(gb, 4);
52     *color = v & 3;
53     if (v < 4) { /* Code for fill rest of line */
54         return INT_MAX;
55     }
56     return v >> 2;
57 }
58
59 static int decode_run_8bit(GetBitContext *gb, int *color)
60 {
61     int len;
62     int has_run = get_bits1(gb);
63     if (get_bits1(gb))
64         *color = get_bits(gb, 8);
65     else
66         *color = get_bits(gb, 2);
67     if (has_run) {
68         if (get_bits1(gb)) {
69             len = get_bits(gb, 7);
70             if (len == 0)
71                 len = INT_MAX;
72             else
73                 len += 9;
74         } else
75             len = get_bits(gb, 3) + 2;
76     } else
77         len = 1;
78     return len;
79 }
80
81 static int decode_rle(uint8_t *bitmap, int linesize, int w, int h,
82                       const uint8_t *buf, int start, int buf_size, int is_8bit)
83 {
84     GetBitContext gb;
85     int bit_len;
86     int x, y, len, color;
87     uint8_t *d;
88
89     bit_len = (buf_size - start) * 8;
90     init_get_bits(&gb, buf + start, bit_len);
91
92     x = 0;
93     y = 0;
94     d = bitmap;
95     for(;;) {
96         if (get_bits_count(&gb) > bit_len)
97             return -1;
98         if (is_8bit)
99             len = decode_run_8bit(&gb, &color);
100         else
101             len = decode_run_2bit(&gb, &color);
102         len = FFMIN(len, w - x);
103         memset(d + x, color, len);
104         x += len;
105         if (x >= w) {
106             y++;
107             if (y >= h)
108                 break;
109             d += linesize;
110             x = 0;
111             /* byte align */
112             align_get_bits(&gb);
113         }
114     }
115     return 0;
116 }
117
118 static void guess_palette(uint32_t *rgba_palette,
119                           uint8_t *colormap,
120                           uint8_t *alpha,
121                           uint32_t subtitle_color)
122 {
123     uint8_t color_used[16];
124     int nb_opaque_colors, i, level, j, r, g, b;
125
126     for(i = 0; i < 4; i++)
127         rgba_palette[i] = 0;
128
129     memset(color_used, 0, 16);
130     nb_opaque_colors = 0;
131     for(i = 0; i < 4; i++) {
132         if (alpha[i] != 0 && !color_used[colormap[i]]) {
133             color_used[colormap[i]] = 1;
134             nb_opaque_colors++;
135         }
136     }
137
138     if (nb_opaque_colors == 0)
139         return;
140
141     j = nb_opaque_colors;
142     memset(color_used, 0, 16);
143     for(i = 0; i < 4; i++) {
144         if (alpha[i] != 0) {
145             if (!color_used[colormap[i]])  {
146                 level = (0xff * j) / nb_opaque_colors;
147                 r = (((subtitle_color >> 16) & 0xff) * level) >> 8;
148                 g = (((subtitle_color >> 8) & 0xff) * level) >> 8;
149                 b = (((subtitle_color >> 0) & 0xff) * level) >> 8;
150                 rgba_palette[i] = b | (g << 8) | (r << 16) | ((alpha[i] * 17) << 24);
151                 color_used[colormap[i]] = (i + 1);
152                 j--;
153             } else {
154                 rgba_palette[i] = (rgba_palette[color_used[colormap[i]] - 1] & 0x00ffffff) |
155                                     ((alpha[i] * 17) << 24);
156             }
157         }
158     }
159 }
160
161 #define READ_OFFSET(a) (big_offsets ? AV_RB32(a) : AV_RB16(a))
162
163 static int decode_dvd_subtitles(AVSubtitle *sub_header,
164                                 const uint8_t *buf, int buf_size)
165 {
166     int cmd_pos, pos, cmd, x1, y1, x2, y2, offset1, offset2, next_cmd_pos;
167     int big_offsets, offset_size, is_8bit = 0;
168     const uint8_t *yuv_palette = 0;
169     uint8_t colormap[4], alpha[256];
170     int date;
171     int i;
172     int is_menu = 0;
173
174     if (buf_size < 10)
175         return -1;
176     sub_header->rects = NULL;
177     sub_header->num_rects = 0;
178     sub_header->format = 0;
179     sub_header->start_display_time = 0;
180     sub_header->end_display_time = 0;
181
182     if (AV_RB16(buf) == 0) {   /* HD subpicture with 4-byte offsets */
183         big_offsets = 1;
184         offset_size = 4;
185         cmd_pos = 6;
186     } else {
187         big_offsets = 0;
188         offset_size = 2;
189         cmd_pos = 2;
190     }
191
192     cmd_pos = READ_OFFSET(buf + cmd_pos);
193
194     while ((cmd_pos + 2 + offset_size) < buf_size) {
195         date = AV_RB16(buf + cmd_pos);
196         next_cmd_pos = READ_OFFSET(buf + cmd_pos + 2);
197 #ifdef DEBUG
198         av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "cmd_pos=0x%04x next=0x%04x date=%d\n",
199                cmd_pos, next_cmd_pos, date);
200 #endif
201         pos = cmd_pos + 2 + offset_size;
202         offset1 = -1;
203         offset2 = -1;
204         x1 = y1 = x2 = y2 = 0;
205         while (pos < buf_size) {
206             cmd = buf[pos++];
207 #ifdef DEBUG
208             av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "cmd=%02x\n", cmd);
209 #endif
210             switch(cmd) {
211             case 0x00:
212                 /* menu subpicture */
213                 is_menu = 1;
214                 break;
215             case 0x01:
216                 /* set start date */
217                 sub_header->start_display_time = (date << 10) / 90;
218                 break;
219             case 0x02:
220                 /* set end date */
221                 sub_header->end_display_time = (date << 10) / 90;
222                 break;
223             case 0x03:
224                 /* set colormap */
225                 if ((buf_size - pos) < 2)
226                     goto fail;
227                 colormap[3] = buf[pos] >> 4;
228                 colormap[2] = buf[pos] & 0x0f;
229                 colormap[1] = buf[pos + 1] >> 4;
230                 colormap[0] = buf[pos + 1] & 0x0f;
231                 pos += 2;
232                 break;
233             case 0x04:
234                 /* set alpha */
235                 if ((buf_size - pos) < 2)
236                     goto fail;
237                 alpha[3] = buf[pos] >> 4;
238                 alpha[2] = buf[pos] & 0x0f;
239                 alpha[1] = buf[pos + 1] >> 4;
240                 alpha[0] = buf[pos + 1] & 0x0f;
241                 pos += 2;
242 #ifdef DEBUG
243             av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "alpha=%x%x%x%x\n", alpha[0],alpha[1],alpha[2],alpha[3]);
244 #endif
245                 break;
246             case 0x05:
247             case 0x85:
248                 if ((buf_size - pos) < 6)
249                     goto fail;
250                 x1 = (buf[pos] << 4) | (buf[pos + 1] >> 4);
251                 x2 = ((buf[pos + 1] & 0x0f) << 8) | buf[pos + 2];
252                 y1 = (buf[pos + 3] << 4) | (buf[pos + 4] >> 4);
253                 y2 = ((buf[pos + 4] & 0x0f) << 8) | buf[pos + 5];
254                 if (cmd & 0x80)
255                     is_8bit = 1;
256 #ifdef DEBUG
257                 av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "x1=%d x2=%d y1=%d y2=%d\n",
258                        x1, x2, y1, y2);
259 #endif
260                 pos += 6;
261                 break;
262             case 0x06:
263                 if ((buf_size - pos) < 4)
264                     goto fail;
265                 offset1 = AV_RB16(buf + pos);
266                 offset2 = AV_RB16(buf + pos + 2);
267 #ifdef DEBUG
268                 av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "offset1=0x%04x offset2=0x%04x\n", offset1, offset2);
269 #endif
270                 pos += 4;
271                 break;
272             case 0x86:
273                 if ((buf_size - pos) < 8)
274                     goto fail;
275                 offset1 = AV_RB32(buf + pos);
276                 offset2 = AV_RB32(buf + pos + 4);
277 #ifdef DEBUG
278                 av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "offset1=0x%04x offset2=0x%04x\n", offset1, offset2);
279 #endif
280                 pos += 8;
281                 break;
282
283             case 0x83:
284                 /* HD set palette */
285                 if ((buf_size - pos) < 768)
286                     goto fail;
287                 yuv_palette = buf + pos;
288                 pos += 768;
289                 break;
290             case 0x84:
291                 /* HD set contrast (alpha) */
292                 if ((buf_size - pos) < 256)
293                     goto fail;
294                 for (i = 0; i < 256; i++)
295                     alpha[i] = 0xFF - buf[pos+i];
296                 pos += 256;
297                 break;
298
299             case 0xff:
300                 goto the_end;
301             default:
302 #ifdef DEBUG
303                 av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "unrecognised subpicture command 0x%x\n", cmd);
304 #endif
305                 goto the_end;
306             }
307         }
308     the_end:
309         if (offset1 >= 0) {
310             int w, h;
311             uint8_t *bitmap;
312
313             /* decode the bitmap */
314             w = x2 - x1 + 1;
315             if (w < 0)
316                 w = 0;
317             h = y2 - y1;
318             if (h < 0)
319                 h = 0;
320             if (w > 0 && h > 0) {
321                 if (sub_header->rects != NULL) {
322                     for (i = 0; i < sub_header->num_rects; i++) {
323                         av_freep(&sub_header->rects[i]->pict.data[0]);
324                         av_freep(&sub_header->rects[i]->pict.data[1]);
325                         av_freep(&sub_header->rects[i]);
326                     }
327                     av_freep(&sub_header->rects);
328                     sub_header->num_rects = 0;
329                 }
330
331                 bitmap = av_malloc(w * h);
332                 sub_header->rects = av_mallocz(sizeof(*sub_header->rects));
333                 sub_header->rects[0] = av_mallocz(sizeof(AVSubtitleRect));
334                 sub_header->num_rects = 1;
335                 sub_header->rects[0]->pict.data[0] = bitmap;
336                 decode_rle(bitmap, w * 2, w, (h + 1) / 2,
337                            buf, offset1, buf_size, is_8bit);
338                 decode_rle(bitmap + w, w * 2, w, h / 2,
339                            buf, offset2, buf_size, is_8bit);
340                 if (is_8bit) {
341                     if (yuv_palette == 0)
342                         goto fail;
343                     sub_header->rects[0]->pict.data[1] = av_malloc(256 * 4);
344                     sub_header->rects[0]->nb_colors = 256;
345                     yuv_a_to_rgba(yuv_palette, alpha, (uint32_t*)sub_header->rects[0]->pict.data[1], 256);
346                 } else {
347                     sub_header->rects[0]->pict.data[1] = av_malloc(4 * 4);
348                     sub_header->rects[0]->nb_colors = 4;
349                     guess_palette((uint32_t*)sub_header->rects[0]->pict.data[1],
350                                   colormap, alpha, 0xffff00);
351                 }
352                 sub_header->rects[0]->x = x1;
353                 sub_header->rects[0]->y = y1;
354                 sub_header->rects[0]->w = w;
355                 sub_header->rects[0]->h = h;
356                 sub_header->rects[0]->pict.linesize[0] = w;
357             }
358         }
359         if (next_cmd_pos == cmd_pos)
360             break;
361         cmd_pos = next_cmd_pos;
362     }
363     if (sub_header->num_rects > 0)
364         return is_menu;
365  fail:
366     if (sub_header->rects != NULL) {
367         for (i = 0; i < sub_header->num_rects; i++) {
368             av_freep(&sub_header->rects[i]->pict.data[0]);
369             av_freep(&sub_header->rects[i]->pict.data[1]);
370             av_freep(&sub_header->rects[i]);
371         }
372         av_freep(&sub_header->rects);
373         sub_header->num_rects = 0;
374     }
375     return -1;
376 }
377
378 static int is_transp(const uint8_t *buf, int pitch, int n,
379                      const uint8_t *transp_color)
380 {
381     int i;
382     for(i = 0; i < n; i++) {
383         if (!transp_color[*buf])
384             return 0;
385         buf += pitch;
386     }
387     return 1;
388 }
389
390 /* return 0 if empty rectangle, 1 if non empty */
391 static int find_smallest_bounding_rectangle(AVSubtitle *s)
392 {
393     uint8_t transp_color[256];
394     int y1, y2, x1, x2, y, w, h, i;
395     uint8_t *bitmap;
396
397     if (s->num_rects == 0 || s->rects == NULL || s->rects[0]->w <= 0 || s->rects[0]->h <= 0)
398         return 0;
399
400     memset(transp_color, 0, 256);
401     for(i = 0; i < s->rects[0]->nb_colors; i++) {
402         if ((((uint32_t*)s->rects[0]->pict.data[1])[i] >> 24) == 0)
403             transp_color[i] = 1;
404     }
405     y1 = 0;
406     while (y1 < s->rects[0]->h && is_transp(s->rects[0]->pict.data[0] + y1 * s->rects[0]->pict.linesize[0],
407                                   1, s->rects[0]->w, transp_color))
408         y1++;
409     if (y1 == s->rects[0]->h) {
410         av_freep(&s->rects[0]->pict.data[0]);
411         s->rects[0]->w = s->rects[0]->h = 0;
412         return 0;
413     }
414
415     y2 = s->rects[0]->h - 1;
416     while (y2 > 0 && is_transp(s->rects[0]->pict.data[0] + y2 * s->rects[0]->pict.linesize[0], 1,
417                                s->rects[0]->w, transp_color))
418         y2--;
419     x1 = 0;
420     while (x1 < (s->rects[0]->w - 1) && is_transp(s->rects[0]->pict.data[0] + x1, s->rects[0]->pict.linesize[0],
421                                         s->rects[0]->h, transp_color))
422         x1++;
423     x2 = s->rects[0]->w - 1;
424     while (x2 > 0 && is_transp(s->rects[0]->pict.data[0] + x2, s->rects[0]->pict.linesize[0], s->rects[0]->h,
425                                   transp_color))
426         x2--;
427     w = x2 - x1 + 1;
428     h = y2 - y1 + 1;
429     bitmap = av_malloc(w * h);
430     if (!bitmap)
431         return 1;
432     for(y = 0; y < h; y++) {
433         memcpy(bitmap + w * y, s->rects[0]->pict.data[0] + x1 + (y1 + y) * s->rects[0]->pict.linesize[0], w);
434     }
435     av_freep(&s->rects[0]->pict.data[0]);
436     s->rects[0]->pict.data[0] = bitmap;
437     s->rects[0]->pict.linesize[0] = w;
438     s->rects[0]->w = w;
439     s->rects[0]->h = h;
440     s->rects[0]->x += x1;
441     s->rects[0]->y += y1;
442     return 1;
443 }
444
445 #ifdef DEBUG
446 #undef fprintf
447 #undef perror
448 #undef exit
449 static void ppm_save(const char *filename, uint8_t *bitmap, int w, int h,
450                      uint32_t *rgba_palette)
451 {
452     int x, y, v;
453     FILE *f;
454
455     f = fopen(filename, "w");
456     if (!f) {
457         perror(filename);
458         exit(1);
459     }
460     fprintf(f, "P6\n"
461             "%d %d\n"
462             "%d\n",
463             w, h, 255);
464     for(y = 0; y < h; y++) {
465         for(x = 0; x < w; x++) {
466             v = rgba_palette[bitmap[y * w + x]];
467             putc((v >> 16) & 0xff, f);
468             putc((v >> 8) & 0xff, f);
469             putc((v >> 0) & 0xff, f);
470         }
471     }
472     fclose(f);
473 }
474 #endif
475
476 static int dvdsub_decode(AVCodecContext *avctx,
477                          void *data, int *data_size,
478                          AVPacket *avpkt)
479 {
480     const uint8_t *buf = avpkt->data;
481     int buf_size = avpkt->size;
482     AVSubtitle *sub = (void *)data;
483     int is_menu;
484
485     is_menu = decode_dvd_subtitles(sub, buf, buf_size);
486
487     if (is_menu < 0) {
488     no_subtitle:
489         *data_size = 0;
490
491         return buf_size;
492     }
493     if (!is_menu && find_smallest_bounding_rectangle(sub) == 0)
494         goto no_subtitle;
495
496 #if defined(DEBUG)
497     av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "start=%d ms end =%d ms\n",
498            sub->start_display_time,
499            sub->end_display_time);
500     ppm_save("/tmp/a.ppm", sub->rects[0]->pict.data[0],
501              sub->rects[0]->w, sub->rects[0]->h, sub->rects[0]->pict.data[1]);
502 #endif
503
504     *data_size = 1;
505     return buf_size;
506 }
507
508 AVCodec dvdsub_decoder = {
509     "dvdsub",
510     CODEC_TYPE_SUBTITLE,
511     CODEC_ID_DVD_SUBTITLE,
512     0,
513     NULL,
514     NULL,
515     NULL,
516     dvdsub_decode,
517     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("DVD subtitles"),
518 };