git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/ljpegenc.c

   1 /*
   2  * lossless JPEG encoder
   3  * Copyright (c) 2000, 2001 Fabrice Bellard
   4  * Copyright (c) 2003 Alex Beregszaszi
   5  * Copyright (c) 2003-2004 Michael Niedermayer
   6  *
   7  * Support for external huffman table, various fixes (AVID workaround),
   8  * aspecting, new decode_frame mechanism and apple mjpeg-b support
   9  *                                  by Alex Beregszaszi
  10  *
  11  * This file is part of FFmpeg.
  12  *
  13  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
  14  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  15  * License as published by the Free Software Foundation; either
  16  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  17  *
  18  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  19  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  20  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  21  * Lesser General Public License for more details.
  22  *
  23  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  24  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  25  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  26  */
  27
  28 /**
  29  * @file
  30  * lossless JPEG encoder.
  31  */
  32
  33 #include "libavutil/frame.h"
  34 #include "libavutil/mem.h"
  35 #include "libavutil/pixdesc.h"
  36
  37 #include "avcodec.h"
  38 #include "idctdsp.h"
  39 #include "internal.h"
  40 #include "jpegtables.h"
  41 #include "mjpegenc_common.h"
  42 #include "mjpeg.h"
  43
  44 typedef struct LJpegEncContext {
  45     AVClass *class;
  46     IDCTDSPContext idsp;
  47     ScanTable scantable;
  48     uint16_t matrix[64];
  49
  50     int vsample[4];
  51     int hsample[4];
  52
  53     uint16_t huff_code_dc_luminance[12];
  54     uint16_t huff_code_dc_chrominance[12];
  55     uint8_t  huff_size_dc_luminance[12];
  56     uint8_t  huff_size_dc_chrominance[12];
  57
  58     uint16_t (*scratch)[4];
  59     int pred;
  60 } LJpegEncContext;
  61
  62 static int ljpeg_encode_bgr(AVCodecContext *avctx, PutBitContext *pb,
  63                             const AVFrame *frame)
  64 {
  65     LJpegEncContext *s    = avctx->priv_data;
  66     const int width       = frame->width;
  67     const int height      = frame->height;
  68     const int linesize    = frame->linesize[0];
  69     uint16_t (*buffer)[4] = s->scratch;
  70     int left[4], top[4], topleft[4];
  71     int x, y, i;
  72
  73 #if FF_API_PRIVATE_OPT
  74 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
  75     if (avctx->prediction_method)
  76         s->pred = avctx->prediction_method + 1;
  77 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
  78 #endif
  79
  80     for (i = 0; i < 4; i++)
  81         buffer[0][i] = 1 << (9 - 1);
  82
  83     for (y = 0; y < height; y++) {
  84         const int modified_predictor = y ? s->pred : 1;
  85         uint8_t *ptr = frame->data[0] + (linesize * y);
  86
  87         if (pb->buf_end - pb->buf - (put_bits_count(pb) >> 3) < width * 4 * 4) {
  88             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "encoded frame too large\n");
  89             return -1;
  90         }
  91
  92         for (i = 0; i < 4; i++)
  93             top[i]= left[i]= topleft[i]= buffer[0][i];
  94
  95         for (x = 0; x < width; x++) {
  96             if(avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR24){
  97                 buffer[x][1] =  ptr[3 * x + 0] -     ptr[3 * x + 1] + 0x100;
  98                 buffer[x][2] =  ptr[3 * x + 2] -     ptr[3 * x + 1] + 0x100;
  99                 buffer[x][0] = (ptr[3 * x + 0] + 2 * ptr[3 * x + 1] + ptr[3 * x + 2]) >> 2;
 100             }else{
 101                 buffer[x][1] =  ptr[4 * x + 0] -     ptr[4 * x + 1] + 0x100;
 102                 buffer[x][2] =  ptr[4 * x + 2] -     ptr[4 * x + 1] + 0x100;
 103                 buffer[x][0] = (ptr[4 * x + 0] + 2 * ptr[4 * x + 1] + ptr[4 * x + 2]) >> 2;
 104                 if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGRA)
 105                     buffer[x][3] =  ptr[4 * x + 3];
 106             }
 107
 108             for (i = 0; i < 3 + (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGRA); i++) {
 109                 int pred, diff;
 110
 111                 PREDICT(pred, topleft[i], top[i], left[i], modified_predictor);
 112
 113                 topleft[i] = top[i];
 114                 top[i]     = buffer[x+1][i];
 115
 116                 left[i]    = buffer[x][i];
 117
 118                 diff       = ((left[i] - pred + 0x100) & 0x1FF) - 0x100;
 119
 120                 if (i == 0 || i == 3)
 121                     ff_mjpeg_encode_dc(pb, diff, s->huff_size_dc_luminance, s->huff_code_dc_luminance); //FIXME ugly
 122                 else
 123                     ff_mjpeg_encode_dc(pb, diff, s->huff_size_dc_chrominance, s->huff_code_dc_chrominance);
 124             }
 125         }
 126     }
 127
 128     return 0;
 129 }
 130
 131 static inline void ljpeg_encode_yuv_mb(LJpegEncContext *s, PutBitContext *pb,
 132                                        const AVFrame *frame, int predictor,
 133                                        int mb_x, int mb_y)
 134 {
 135     int i;
 136
 137     if (mb_x == 0 || mb_y == 0) {
 138         for (i = 0; i < 3; i++) {
 139             uint8_t *ptr;
 140             int x, y, h, v, linesize;
 141             h = s->hsample[i];
 142             v = s->vsample[i];
 143             linesize = frame->linesize[i];
 144
 145             for (y = 0; y < v; y++) {
 146                 for (x = 0; x < h; x++) {
 147                     int pred;
 148
 149                     ptr = frame->data[i] + (linesize * (v * mb_y + y)) + (h * mb_x + x); //FIXME optimize this crap
 150                     if (y == 0 && mb_y == 0) {
 151                         if (x == 0 && mb_x == 0)
 152                             pred = 128;
 153                         else
 154                             pred = ptr[-1];
 155                     } else {
 156                         if (x == 0 && mb_x == 0) {
 157                             pred = ptr[-linesize];
 158                         } else {
 159                             PREDICT(pred, ptr[-linesize - 1], ptr[-linesize],
 160                                     ptr[-1], predictor);
 161                         }
 162                     }
 163
 164                     if (i == 0)
 165                         ff_mjpeg_encode_dc(pb, *ptr - pred, s->huff_size_dc_luminance, s->huff_code_dc_luminance); //FIXME ugly
 166                     else
 167                         ff_mjpeg_encode_dc(pb, *ptr - pred, s->huff_size_dc_chrominance, s->huff_code_dc_chrominance);
 168                 }
 169             }
 170         }
 171     } else {
 172         for (i = 0; i < 3; i++) {
 173             uint8_t *ptr;
 174             int x, y, h, v, linesize;
 175             h = s->hsample[i];
 176             v = s->vsample[i];
 177             linesize = frame->linesize[i];
 178
 179             for (y = 0; y < v; y++) {
 180                 for (x = 0; x < h; x++) {
 181                     int pred;
 182
 183                     ptr = frame->data[i] + (linesize * (v * mb_y + y)) + (h * mb_x + x); //FIXME optimize this crap
 184                     PREDICT(pred, ptr[-linesize - 1], ptr[-linesize], ptr[-1], predictor);
 185
 186                     if (i == 0)
 187                         ff_mjpeg_encode_dc(pb, *ptr - pred, s->huff_size_dc_luminance, s->huff_code_dc_luminance); //FIXME ugly
 188                     else
 189                         ff_mjpeg_encode_dc(pb, *ptr - pred, s->huff_size_dc_chrominance, s->huff_code_dc_chrominance);
 190                 }
 191             }
 192         }
 193     }
 194 }
 195
 196 static int ljpeg_encode_yuv(AVCodecContext *avctx, PutBitContext *pb,
 197                             const AVFrame *frame)
 198 {
 199     LJpegEncContext *s  = avctx->priv_data;
 200     const int mb_width  = (avctx->width  + s->hsample[0] - 1) / s->hsample[0];
 201     const int mb_height = (avctx->height + s->vsample[0] - 1) / s->vsample[0];
 202     int mb_x, mb_y;
 203
 204 #if FF_API_PRIVATE_OPT
 205 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 206     if (avctx->prediction_method)
 207         s->pred = avctx->prediction_method + 1;
 208 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 209 #endif
 210
 211     for (mb_y = 0; mb_y < mb_height; mb_y++) {
 212         if (pb->buf_end - pb->buf - (put_bits_count(pb) >> 3) <
 213             mb_width * 4 * 3 * s->hsample[0] * s->vsample[0]) {
 214             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "encoded frame too large\n");
 215             return -1;
 216         }
 217
 218         for (mb_x = 0; mb_x < mb_width; mb_x++)
 219             ljpeg_encode_yuv_mb(s, pb, frame, s->pred, mb_x, mb_y);
 220     }
 221
 222     return 0;
 223 }
 224
 225 static int ljpeg_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
 226                               const AVFrame *pict, int *got_packet)
 227 {
 228     LJpegEncContext *s = avctx->priv_data;
 229     PutBitContext pb;
 230     const int width  = avctx->width;
 231     const int height = avctx->height;
 232     const int mb_width  = (width  + s->hsample[0] - 1) / s->hsample[0];
 233     const int mb_height = (height + s->vsample[0] - 1) / s->vsample[0];
 234     int max_pkt_size = AV_INPUT_BUFFER_MIN_SIZE;
 235     int ret, header_bits;
 236
 237     if(    avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR0
 238         || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR24)
 239         max_pkt_size += width * height * 3 * 4;
 240     else if(avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGRA)
 241         max_pkt_size += width * height * 4 * 4;
 242     else {
 243         max_pkt_size += mb_width * mb_height * 3 * 4
 244                         * s->hsample[0] * s->vsample[0];
 245     }
 246
 247     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, max_pkt_size, 0)) < 0)
 248         return ret;
 249
 250     init_put_bits(&pb, pkt->data, pkt->size);
 251
 252     ff_mjpeg_encode_picture_header(avctx, &pb, &s->scantable,
 253                                    s->pred, s->matrix, s->matrix);
 254
 255     header_bits = put_bits_count(&pb);
 256
 257     if(    avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR0
 258         || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGRA
 259         || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR24)
 260         ret = ljpeg_encode_bgr(avctx, &pb, pict);
 261     else
 262         ret = ljpeg_encode_yuv(avctx, &pb, pict);
 263     if (ret < 0)
 264         return ret;
 265
 266     emms_c();
 267
 268     ff_mjpeg_escape_FF(&pb, header_bits >> 3);
 269     ff_mjpeg_encode_picture_trailer(&pb, header_bits);
 270
 271     flush_put_bits(&pb);
 272     pkt->size   = put_bits_ptr(&pb) - pb.buf;
 273     pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 274     *got_packet = 1;
 275
 276     return 0;
 277 }
 278
 279 static av_cold int ljpeg_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 280 {
 281     LJpegEncContext *s = avctx->priv_data;
 282
 283     av_freep(&s->scratch);
 284
 285     return 0;
 286 }
 287
 288 static av_cold int ljpeg_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 289 {
 290     LJpegEncContext *s = avctx->priv_data;
 291
 292     if ((avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV420P ||
 293          avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV422P ||
 294          avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P ||
 295          avctx->color_range == AVCOL_RANGE_MPEG) &&
 296         avctx->strict_std_compliance > FF_COMPLIANCE_UNOFFICIAL) {
 297         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 298                "Limited range YUV is non-standard, set strict_std_compliance to "
 299                "at least unofficial to use it.\n");
 300         return AVERROR(EINVAL);
 301     }
 302
 303 #if FF_API_CODED_FRAME
 304 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 305     avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
 306     avctx->coded_frame->key_frame = 1;
 307 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 308 #endif
 309
 310     s->scratch = av_malloc_array(avctx->width + 1, sizeof(*s->scratch));
 311     if (!s->scratch)
 312         goto fail;
 313
 314     ff_idctdsp_init(&s->idsp, avctx);
 315     ff_init_scantable(s->idsp.idct_permutation, &s->scantable,
 316                       ff_zigzag_direct);
 317
 318     ff_mjpeg_init_hvsample(avctx, s->hsample, s->vsample);
 319
 320     ff_mjpeg_build_huffman_codes(s->huff_size_dc_luminance,
 321                                  s->huff_code_dc_luminance,
 322                                  avpriv_mjpeg_bits_dc_luminance,
 323                                  avpriv_mjpeg_val_dc);
 324     ff_mjpeg_build_huffman_codes(s->huff_size_dc_chrominance,
 325                                  s->huff_code_dc_chrominance,
 326                                  avpriv_mjpeg_bits_dc_chrominance,
 327                                  avpriv_mjpeg_val_dc);
 328
 329     return 0;
 330 fail:
 331     ljpeg_encode_close(avctx);
 332     return AVERROR(ENOMEM);
 333 }
 334
 335 #define OFFSET(x) offsetof(LJpegEncContext, x)
 336 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 337 static const AVOption options[] = {
 338 { "pred", "Prediction method", OFFSET(pred), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 1 }, 1, 3, VE, "pred" },
 339     { "left",   NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = 1 }, INT_MIN, INT_MAX, VE, "pred" },
 340     { "plane",  NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = 2 }, INT_MIN, INT_MAX, VE, "pred" },
 341     { "median", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = 3 }, INT_MIN, INT_MAX, VE, "pred" },
 342
 343     { NULL},
 344 };
 345
 346 static const AVClass ljpeg_class = {
 347     .class_name = "ljpeg",
 348     .item_name  = av_default_item_name,
 349     .option     = options,
 350     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 351 };
 352
 353 AVCodec ff_ljpeg_encoder = {
 354     .name           = "ljpeg",
 355     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Lossless JPEG"),
 356     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 357     .id             = AV_CODEC_ID_LJPEG,
 358     .priv_data_size = sizeof(LJpegEncContext),
 359     .priv_class     = &ljpeg_class,
 360     .init           = ljpeg_encode_init,
 361     .encode2        = ljpeg_encode_frame,
 362     .close          = ljpeg_encode_close,
 363     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_FRAME_THREADS,
 364     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]){
 365         AV_PIX_FMT_BGR24   , AV_PIX_FMT_BGRA    , AV_PIX_FMT_BGR0,
 366         AV_PIX_FMT_YUVJ420P, AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
 367         AV_PIX_FMT_YUV420P , AV_PIX_FMT_YUV444P , AV_PIX_FMT_YUV422P,
 368         AV_PIX_FMT_NONE},
 369 };