src/picture_asset.cc

   1 /*
   2     Copyright (C) 2012 Carl Hetherington <cth@carlh.net>
   3
   4     This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5     it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6     the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   7     (at your option) any later version.
   8
   9     This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12     GNU General Public License for more details.
  13
  14     You should have received a copy of the GNU General Public License
  15     along with this program; if not, write to the Free Software
  16     Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  17
  18 */
  19
  20 /** @file  src/picture_asset.cc
  21  *  @brief An asset made up of JPEG2000 files
  22  */
  23
  24 #include <list>
  25 #include <stdexcept>
  26 #include <iostream>
  27 #include <sstream>
  28 #include <fstream>
  29 #include <boost/filesystem.hpp>
  30 #include <boost/lexical_cast.hpp>
  31 #include <openjpeg.h>
  32 #include "AS_DCP.h"
  33 #include "KM_fileio.h"
  34 #include "picture_asset.h"
  35 #include "util.h"
  36 #include "exceptions.h"
  37 #include "picture_frame.h"
  38
  39 using namespace std;
  40 using namespace boost;
  41 using namespace libdcp;
  42
  43 PictureAsset::PictureAsset (string directory, string mxf_name, sigc::signal1<void, float>* progress, int fps, int entry_point, int length)
  44         : MXFAsset (directory, mxf_name, progress, fps, entry_point, length)
  45         , _width (0)
  46         , _height (0)
  47 {
  48
  49 }
  50
  51 void
  52 PictureAsset::write_to_cpl (ostream& s) const
  53 {
  54         s << "        <MainPicture>\n"
  55           << "          <Id>urn:uuid:" << _uuid << "</Id>\n"
  56           << "          <AnnotationText>" << _file_name << "</AnnotationText>\n"
  57           << "          <EditRate>" << _fps << " 1</EditRate>\n"
  58           << "          <IntrinsicDuration>" << _length << "</IntrinsicDuration>\n"
  59           << "          <EntryPoint>0</EntryPoint>\n"
  60           << "          <Duration>" << _length << "</Duration>\n"
  61           << "          <FrameRate>" << _fps << " 1</FrameRate>\n"
  62           << "          <ScreenAspectRatio>" << _width << " " << _height << "</ScreenAspectRatio>\n"
  63           << "        </MainPicture>\n";
  64 }
  65
  66 bool
  67 PictureAsset::equals (shared_ptr<const Asset> other, EqualityOptions opt, list<string>& notes) const
  68 {
  69         if (!MXFAsset::equals (other, opt, notes)) {
  70                 return false;
  71         }
  72
  73         if (!opt.bitwise) {
  74                 ASDCP::JP2K::MXFReader reader_A;
  75                 if (ASDCP_FAILURE (reader_A.OpenRead (path().string().c_str()))) {
  76                         throw MXFFileError ("could not open MXF file for reading", path().string());
  77                 }
  78
  79                 ASDCP::JP2K::MXFReader reader_B;
  80                 if (ASDCP_FAILURE (reader_B.OpenRead (other->path().string().c_str()))) {
  81                         throw MXFFileError ("could not open MXF file for reading", path().string());
  82                 }
  83
  84                 ASDCP::JP2K::PictureDescriptor desc_A;
  85                 if (ASDCP_FAILURE (reader_A.FillPictureDescriptor (desc_A))) {
  86                         throw DCPReadError ("could not read video MXF information");
  87                 }
  88                 ASDCP::JP2K::PictureDescriptor desc_B;
  89                 if (ASDCP_FAILURE (reader_B.FillPictureDescriptor (desc_B))) {
  90                         throw DCPReadError ("could not read video MXF information");
  91                 }
  92
  93                 if (
  94                         desc_A.EditRate != desc_B.EditRate ||
  95                         desc_A.ContainerDuration != desc_B.ContainerDuration ||
  96                         desc_A.SampleRate != desc_B.SampleRate ||
  97                         desc_A.StoredWidth != desc_B.StoredWidth ||
  98                         desc_A.StoredHeight != desc_B.StoredHeight ||
  99                         desc_A.AspectRatio != desc_B.AspectRatio ||
 100                         desc_A.Rsize != desc_B.Rsize ||
 101                         desc_A.Xsize != desc_B.Xsize ||
 102                         desc_A.Ysize != desc_B.Ysize ||
 103                         desc_A.XOsize != desc_B.XOsize ||
 104                         desc_A.YOsize != desc_B.YOsize ||
 105                         desc_A.XTsize != desc_B.XTsize ||
 106                         desc_A.YTsize != desc_B.YTsize ||
 107                         desc_A.XTOsize != desc_B.XTOsize ||
 108                         desc_A.YTOsize != desc_B.YTOsize ||
 109                         desc_A.Csize != desc_B.Csize
 110 //                      desc_A.CodingStyleDefault != desc_B.CodingStyleDefault ||
 111 //                      desc_A.QuantizationDefault != desc_B.QuantizationDefault
 112                         ) {
 113
 114                         notes.push_back ("video MXF picture descriptors differ");
 115                 }
 116
 117 //              for (unsigned int j = 0; j < ASDCP::JP2K::MaxComponents; ++j) {
 118 //                      if (desc_A.ImageComponents[j] != desc_B.ImageComponents[j]) {
 119 //                              notes.pack_start ("video MXF picture descriptors differ");
 120 //                      }
 121 //              }
 122         }
 123
 124         return true;
 125 }
 126
 127
 128 MonoPictureAsset::MonoPictureAsset (
 129         sigc::slot<string, int> get_path,
 130         string directory,
 131         string mxf_name,
 132         sigc::signal1<void, float>* progress,
 133         int fps,
 134         int length,
 135         int width,
 136         int height)
 137         : PictureAsset (directory, mxf_name, progress, fps, 0, length)
 138 {
 139         _width = width;
 140         _height = height;
 141         construct (get_path);
 142 }
 143
 144 MonoPictureAsset::MonoPictureAsset (
 145         vector<string> const & files,
 146         string directory,
 147         string mxf_name,
 148         sigc::signal1<void, float>* progress,
 149         int fps,
 150         int length,
 151         int width,
 152         int height)
 153         : PictureAsset (directory, mxf_name, progress, fps, 0, length)
 154 {
 155         _width = width;
 156         _height = height;
 157         construct (sigc::bind (sigc::mem_fun (*this, &MonoPictureAsset::path_from_list), files));
 158 }
 159
 160 MonoPictureAsset::MonoPictureAsset (string directory, string mxf_name, int fps, int entry_point, int length)
 161         : PictureAsset (directory, mxf_name, 0, fps, entry_point, length)
 162 {
 163         ASDCP::JP2K::MXFReader reader;
 164         if (ASDCP_FAILURE (reader.OpenRead (path().string().c_str()))) {
 165                 throw MXFFileError ("could not open MXF file for reading", path().string());
 166         }
 167
 168         ASDCP::JP2K::PictureDescriptor desc;
 169         if (ASDCP_FAILURE (reader.FillPictureDescriptor (desc))) {
 170                 throw DCPReadError ("could not read video MXF information");
 171         }
 172
 173         _width = desc.StoredWidth;
 174         _height = desc.StoredHeight;
 175 }
 176
 177 void
 178 MonoPictureAsset::construct (sigc::slot<string, int> get_path)
 179 {
 180         ASDCP::JP2K::CodestreamParser j2k_parser;
 181         ASDCP::JP2K::FrameBuffer frame_buffer (4 * Kumu::Megabyte);
 182         if (ASDCP_FAILURE (j2k_parser.OpenReadFrame (get_path(0).c_str(), frame_buffer))) {
 183                 throw FileError ("could not open JPEG2000 file for reading", get_path (0));
 184         }
 185
 186         ASDCP::JP2K::PictureDescriptor picture_desc;
 187         j2k_parser.FillPictureDescriptor (picture_desc);
 188         picture_desc.EditRate = ASDCP::Rational (_fps, 1);
 189
 190         ASDCP::WriterInfo writer_info;
 191         fill_writer_info (&writer_info);
 192
 193         ASDCP::JP2K::MXFWriter mxf_writer;
 194         if (ASDCP_FAILURE (mxf_writer.OpenWrite (path().string().c_str(), writer_info, picture_desc))) {
 195                 throw MXFFileError ("could not open MXF file for writing", path().string());
 196         }
 197
 198         for (int i = 0; i < _length; ++i) {
 199
 200                 string const path = get_path (i);
 201
 202                 if (ASDCP_FAILURE (j2k_parser.OpenReadFrame (path.c_str(), frame_buffer))) {
 203                         throw FileError ("could not open JPEG2000 file for reading", path);
 204                 }
 205
 206                 /* XXX: passing 0 to WriteFrame ok? */
 207                 if (ASDCP_FAILURE (mxf_writer.WriteFrame (frame_buffer, 0, 0))) {
 208                         throw MiscError ("error in writing video MXF");
 209                 }
 210
 211                 if (_progress) {
 212                         (*_progress) (0.5 * float (i) / _length);
 213                 }
 214         }
 215
 216         if (ASDCP_FAILURE (mxf_writer.Finalize())) {
 217                 throw MiscError ("error in finalising video MXF");
 218         }
 219 }
 220
 221 string
 222 MonoPictureAsset::path_from_list (int f, vector<string> const & files) const
 223 {
 224         return files[f];
 225 }
 226
 227 shared_ptr<const MonoPictureFrame>
 228 MonoPictureAsset::get_frame (int n) const
 229 {
 230         return shared_ptr<const MonoPictureFrame> (new MonoPictureFrame (path().string(), n + _entry_point));
 231 }
 232
 233
 234 bool
 235 MonoPictureAsset::equals (shared_ptr<const Asset> other, EqualityOptions opt, list<string>& notes) const
 236 {
 237         if (!PictureAsset::equals (other, opt, notes)) {
 238                 return false;
 239         }
 240
 241         shared_ptr<const MonoPictureAsset> other_picture = dynamic_pointer_cast<const MonoPictureAsset> (other);
 242         assert (other_picture);
 243
 244         if (!opt.bitwise) {
 245                 for (int i = 0; i < _length; ++i) {
 246                         shared_ptr<const MonoPictureFrame> frame_A = get_frame (i);
 247                         shared_ptr<const MonoPictureFrame> frame_B = other_picture->get_frame (i);
 248
 249                         if (!frame_buffer_equals (
 250                                     i, opt, notes,
 251                                     frame_A->j2k_frame()->RoData(), frame_A->j2k_frame()->Size(),
 252                                     frame_B->j2k_frame()->RoData(), frame_B->j2k_frame()->Size()
 253                                     )) {
 254                                 return false;
 255                         }
 256                 }
 257         }
 258
 259         return true;
 260 }
 261
 262 bool
 263 StereoPictureAsset::equals (shared_ptr<const Asset> other, EqualityOptions opt, list<string>& notes) const
 264 {
 265         if (!PictureAsset::equals (other, opt, notes)) {
 266                 return false;
 267         }
 268
 269         shared_ptr<const StereoPictureAsset> other_picture = dynamic_pointer_cast<const StereoPictureAsset> (other);
 270         assert (other_picture);
 271
 272         if (!opt.bitwise) {
 273
 274                 for (int i = 0; i < _length; ++i) {
 275                         shared_ptr<const StereoPictureFrame> frame_A = get_frame (i);
 276                         shared_ptr<const StereoPictureFrame> frame_B = other_picture->get_frame (i);
 277
 278                         if (!frame_buffer_equals (
 279                                 i, opt, notes,
 280                                 frame_A->j2k_frame()->Left.RoData(), frame_A->j2k_frame()->Left.Size(),
 281                                 frame_B->j2k_frame()->Left.RoData(), frame_B->j2k_frame()->Left.Size()
 282                                     )) {
 283                                 return false;
 284                         }
 285
 286                         if (!frame_buffer_equals (
 287                                     i, opt, notes,
 288                                     frame_A->j2k_frame()->Right.RoData(), frame_A->j2k_frame()->Right.Size(),
 289                                     frame_B->j2k_frame()->Right.RoData(), frame_B->j2k_frame()->Right.Size()
 290                                     )) {
 291                                 return false;
 292                         }
 293                 }
 294         }
 295
 296         return true;
 297 }
 298
 299 bool
 300 PictureAsset::frame_buffer_equals (
 301         int frame, EqualityOptions opt, list<string>& notes, uint8_t const * data_A, unsigned int size_A, uint8_t const * data_B, unsigned int size_B
 302         ) const
 303 {
 304         if (size_A == size_B && memcmp (data_A, data_B, size_A) == 0) {
 305                 /* Easy result; the J2K data is identical */
 306                 return true;
 307         }
 308
 309         /* Decompress the images to bitmaps */
 310         opj_image_t* image_A = decompress_j2k (const_cast<uint8_t*> (data_A), size_A, 0);
 311         opj_image_t* image_B = decompress_j2k (const_cast<uint8_t*> (data_B), size_B, 0);
 312
 313         /* Compare them */
 314
 315         if (image_A->numcomps != image_B->numcomps) {
 316                 notes.push_back ("image component counts for frame " + lexical_cast<string>(frame) + " differ");
 317                 return false;
 318         }
 319
 320         vector<int> abs_diffs (image_A->comps[0].w * image_A->comps[0].h * image_A->numcomps);
 321         int d = 0;
 322         int max_diff = 0;
 323
 324         for (int c = 0; c < image_A->numcomps; ++c) {
 325
 326                 if (image_A->comps[c].w != image_B->comps[c].w || image_A->comps[c].h != image_B->comps[c].h) {
 327                         notes.push_back ("image sizes for frame " + lexical_cast<string>(frame) + " differ");
 328                         return false;
 329                 }
 330
 331                 int const pixels = image_A->comps[c].w * image_A->comps[c].h;
 332                 for (int j = 0; j < pixels; ++j) {
 333                         int const t = abs (image_A->comps[c].data[j] - image_B->comps[c].data[j]);
 334                         abs_diffs[d++] = t;
 335                         max_diff = max (max_diff, t);
 336                 }
 337         }
 338
 339         uint64_t total = 0;
 340         for (vector<int>::iterator j = abs_diffs.begin(); j != abs_diffs.end(); ++j) {
 341                 total += *j;
 342         }
 343
 344         double const mean = double (total) / abs_diffs.size ();
 345
 346         uint64_t total_squared_deviation = 0;
 347         for (vector<int>::iterator j = abs_diffs.begin(); j != abs_diffs.end(); ++j) {
 348                 total_squared_deviation += pow (*j - mean, 2);
 349         }
 350
 351         double const std_dev = sqrt (double (total_squared_deviation) / abs_diffs.size());
 352
 353         if (mean > opt.max_mean_pixel_error || std_dev > opt.max_std_dev_pixel_error) {
 354                 notes.push_back ("mean or standard deviation out of range for " + lexical_cast<string>(frame));
 355                 return false;
 356         }
 357
 358         opj_image_destroy (image_A);
 359         opj_image_destroy (image_B);
 360
 361         return true;
 362 }
 363
 364
 365 StereoPictureAsset::StereoPictureAsset (string directory, string mxf_name, int fps, int entry_point, int length)
 366         : PictureAsset (directory, mxf_name, 0, fps, entry_point, length)
 367 {
 368         ASDCP::JP2K::MXFSReader reader;
 369         if (ASDCP_FAILURE (reader.OpenRead (path().string().c_str()))) {
 370                 throw MXFFileError ("could not open MXF file for reading", path().string());
 371         }
 372
 373         ASDCP::JP2K::PictureDescriptor desc;
 374         if (ASDCP_FAILURE (reader.FillPictureDescriptor (desc))) {
 375                 throw DCPReadError ("could not read video MXF information");
 376         }
 377
 378         _width = desc.StoredWidth;
 379         _height = desc.StoredHeight;
 380 }
 381
 382 shared_ptr<const StereoPictureFrame>
 383 StereoPictureAsset::get_frame (int n) const
 384 {
 385         return shared_ptr<const StereoPictureFrame> (new StereoPictureFrame (path().string(), n + _entry_point));
 386 }