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/opt.h"
  36 #include "libavutil/pixdesc.h"
  37
  38 #include "avcodec.h"
  39 #include "idctdsp.h"
  40 #include "internal.h"
  41 #include "jpegtables.h"
  42 #include "mathops.h"
  43 #include "mjpegenc_common.h"
  44 #include "mjpeg.h"
  45
  46 typedef struct LJpegEncContext {
  47     AVClass *class;
  48     IDCTDSPContext idsp;
  49     ScanTable scantable;
  50     uint16_t matrix[64];
  51
  52     int vsample[4];
  53     int hsample[4];
  54
  55     uint16_t huff_code_dc_luminance[12];
  56     uint16_t huff_code_dc_chrominance[12];
  57     uint8_t  huff_size_dc_luminance[12];
  58     uint8_t  huff_size_dc_chrominance[12];
  59
  60     uint16_t (*scratch)[4];
  61     int pred;
  62 } LJpegEncContext;
  63
  64 static int ljpeg_encode_bgr(AVCodecContext *avctx, PutBitContext *pb,
  65                             const AVFrame *frame)
  66 {
  67     LJpegEncContext *s    = avctx->priv_data;
  68     const int width       = frame->width;
  69     const int height      = frame->height;
  70     const int linesize    = frame->linesize[0];
  71     uint16_t (*buffer)[4] = s->scratch;
  72     int left[4], top[4], topleft[4];
  73     int x, y, i;
  74
  75     for (i = 0; i < 4; i++)
  76         buffer[0][i] = 1 << (9 - 1);
  77
  78     for (y = 0; y < height; y++) {
  79         const int modified_predictor = y ? s->pred : 1;
  80         uint8_t *ptr = frame->data[0] + (linesize * y);
  81
  82         if (put_bytes_left(pb, 0) < width * 4 * 4) {
  83             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "encoded frame too large\n");
  84             return -1;
  85         }
  86
  87         for (i = 0; i < 4; i++)
  88             top[i]= left[i]= topleft[i]= buffer[0][i];
  89
  90         for (x = 0; x < width; x++) {
  91             if(avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR24){
  92                 buffer[x][1] =  ptr[3 * x + 0] -     ptr[3 * x + 1] + 0x100;
  93                 buffer[x][2] =  ptr[3 * x + 2] -     ptr[3 * x + 1] + 0x100;
  94                 buffer[x][0] = (ptr[3 * x + 0] + 2 * ptr[3 * x + 1] + ptr[3 * x + 2]) >> 2;
  95             }else{
  96                 buffer[x][1] =  ptr[4 * x + 0] -     ptr[4 * x + 1] + 0x100;
  97                 buffer[x][2] =  ptr[4 * x + 2] -     ptr[4 * x + 1] + 0x100;
  98                 buffer[x][0] = (ptr[4 * x + 0] + 2 * ptr[4 * x + 1] + ptr[4 * x + 2]) >> 2;
  99                 if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGRA)
 100                     buffer[x][3] =  ptr[4 * x + 3];
 101             }
 102
 103             for (i = 0; i < 3 + (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGRA); i++) {
 104                 int pred, diff;
 105
 106                 PREDICT(pred, topleft[i], top[i], left[i], modified_predictor);
 107
 108                 topleft[i] = top[i];
 109                 top[i]     = buffer[x+1][i];
 110
 111                 left[i]    = buffer[x][i];
 112
 113                 diff       = ((left[i] - pred + 0x100) & 0x1FF) - 0x100;
 114
 115                 if (i == 0 || i == 3)
 116                     ff_mjpeg_encode_dc(pb, diff, s->huff_size_dc_luminance, s->huff_code_dc_luminance); //FIXME ugly
 117                 else
 118                     ff_mjpeg_encode_dc(pb, diff, s->huff_size_dc_chrominance, s->huff_code_dc_chrominance);
 119             }
 120         }
 121     }
 122
 123     return 0;
 124 }
 125
 126 static inline void ljpeg_encode_yuv_mb(LJpegEncContext *s, PutBitContext *pb,
 127                                        const AVFrame *frame, int predictor,
 128                                        int mb_x, int mb_y)
 129 {
 130     int i;
 131
 132     if (mb_x == 0 || mb_y == 0) {
 133         for (i = 0; i < 3; i++) {
 134             uint8_t *ptr;
 135             int x, y, h, v, linesize;
 136             h = s->hsample[i];
 137             v = s->vsample[i];
 138             linesize = frame->linesize[i];
 139
 140             for (y = 0; y < v; y++) {
 141                 for (x = 0; x < h; x++) {
 142                     int pred;
 143
 144                     ptr = frame->data[i] + (linesize * (v * mb_y + y)) + (h * mb_x + x); //FIXME optimize this crap
 145                     if (y == 0 && mb_y == 0) {
 146                         if (x == 0 && mb_x == 0)
 147                             pred = 128;
 148                         else
 149                             pred = ptr[-1];
 150                     } else {
 151                         if (x == 0 && mb_x == 0) {
 152                             pred = ptr[-linesize];
 153                         } else {
 154                             PREDICT(pred, ptr[-linesize - 1], ptr[-linesize],
 155                                     ptr[-1], predictor);
 156                         }
 157                     }
 158
 159                     if (i == 0)
 160                         ff_mjpeg_encode_dc(pb, *ptr - pred, s->huff_size_dc_luminance, s->huff_code_dc_luminance); //FIXME ugly
 161                     else
 162                         ff_mjpeg_encode_dc(pb, *ptr - pred, s->huff_size_dc_chrominance, s->huff_code_dc_chrominance);
 163                 }
 164             }
 165         }
 166     } else {
 167         for (i = 0; i < 3; i++) {
 168             uint8_t *ptr;
 169             int x, y, h, v, linesize;
 170             h = s->hsample[i];
 171             v = s->vsample[i];
 172             linesize = frame->linesize[i];
 173
 174             for (y = 0; y < v; y++) {
 175                 for (x = 0; x < h; x++) {
 176                     int pred;
 177
 178                     ptr = frame->data[i] + (linesize * (v * mb_y + y)) + (h * mb_x + x); //FIXME optimize this crap
 179                     PREDICT(pred, ptr[-linesize - 1], ptr[-linesize], ptr[-1], predictor);
 180
 181                     if (i == 0)
 182                         ff_mjpeg_encode_dc(pb, *ptr - pred, s->huff_size_dc_luminance, s->huff_code_dc_luminance); //FIXME ugly
 183                     else
 184                         ff_mjpeg_encode_dc(pb, *ptr - pred, s->huff_size_dc_chrominance, s->huff_code_dc_chrominance);
 185                 }
 186             }
 187         }
 188     }
 189 }
 190
 191 static int ljpeg_encode_yuv(AVCodecContext *avctx, PutBitContext *pb,
 192                             const AVFrame *frame)
 193 {
 194     LJpegEncContext *s  = avctx->priv_data;
 195     const int mb_width  = (avctx->width  + s->hsample[0] - 1) / s->hsample[0];
 196     const int mb_height = (avctx->height + s->vsample[0] - 1) / s->vsample[0];
 197     int mb_x, mb_y;
 198
 199     for (mb_y = 0; mb_y < mb_height; mb_y++) {
 200         if (put_bytes_left(pb, 0) <
 201             mb_width * 4 * 3 * s->hsample[0] * s->vsample[0]) {
 202             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "encoded frame too large\n");
 203             return -1;
 204         }
 205
 206         for (mb_x = 0; mb_x < mb_width; mb_x++)
 207             ljpeg_encode_yuv_mb(s, pb, frame, s->pred, mb_x, mb_y);
 208     }
 209
 210     return 0;
 211 }
 212
 213 static int ljpeg_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
 214                               const AVFrame *pict, int *got_packet)
 215 {
 216     LJpegEncContext *s = avctx->priv_data;
 217     PutBitContext pb;
 218     const int width  = avctx->width;
 219     const int height = avctx->height;
 220     const int mb_width  = (width  + s->hsample[0] - 1) / s->hsample[0];
 221     const int mb_height = (height + s->vsample[0] - 1) / s->vsample[0];
 222     int max_pkt_size = AV_INPUT_BUFFER_MIN_SIZE;
 223     int ret, header_bits;
 224
 225     if(    avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR0
 226         || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR24)
 227         max_pkt_size += width * height * 3 * 4;
 228     else if(avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGRA)
 229         max_pkt_size += width * height * 4 * 4;
 230     else {
 231         max_pkt_size += mb_width * mb_height * 3 * 4
 232                         * s->hsample[0] * s->vsample[0];
 233     }
 234
 235     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, max_pkt_size, 0)) < 0)
 236         return ret;
 237
 238     init_put_bits(&pb, pkt->data, pkt->size);
 239
 240     ff_mjpeg_encode_picture_header(avctx, &pb, &s->scantable,
 241                                    s->pred, s->matrix, s->matrix);
 242
 243     header_bits = put_bits_count(&pb);
 244
 245     if(    avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR0
 246         || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGRA
 247         || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR24)
 248         ret = ljpeg_encode_bgr(avctx, &pb, pict);
 249     else
 250         ret = ljpeg_encode_yuv(avctx, &pb, pict);
 251     if (ret < 0)
 252         return ret;
 253
 254     emms_c();
 255
 256     ff_mjpeg_escape_FF(&pb, header_bits >> 3);
 257     ff_mjpeg_encode_picture_trailer(&pb, header_bits);
 258
 259     flush_put_bits(&pb);
 260     pkt->size   = put_bits_ptr(&pb) - pb.buf;
 261     pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 262     *got_packet = 1;
 263
 264     return 0;
 265 }
 266
 267 static av_cold int ljpeg_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 268 {
 269     LJpegEncContext *s = avctx->priv_data;
 270
 271     av_freep(&s->scratch);
 272
 273     return 0;
 274 }
 275
 276 static av_cold int ljpeg_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 277 {
 278     int ret = ff_mjpeg_encode_check_pix_fmt(avctx);
 279     LJpegEncContext *s = avctx->priv_data;
 280
 281     if (ret < 0)
 282         return ret;
 283
 284     s->scratch = av_malloc_array(avctx->width + 1, sizeof(*s->scratch));
 285     if (!s->scratch)
 286         return AVERROR(ENOMEM);
 287
 288     ff_idctdsp_init(&s->idsp, avctx);
 289     ff_init_scantable(s->idsp.idct_permutation, &s->scantable,
 290                       ff_zigzag_direct);
 291
 292     ff_mjpeg_init_hvsample(avctx, s->hsample, s->vsample);
 293
 294     ff_mjpeg_build_huffman_codes(s->huff_size_dc_luminance,
 295                                  s->huff_code_dc_luminance,
 296                                  avpriv_mjpeg_bits_dc_luminance,
 297                                  avpriv_mjpeg_val_dc);
 298     ff_mjpeg_build_huffman_codes(s->huff_size_dc_chrominance,
 299                                  s->huff_code_dc_chrominance,
 300                                  avpriv_mjpeg_bits_dc_chrominance,
 301                                  avpriv_mjpeg_val_dc);
 302
 303     return 0;
 304 }
 305
 306 #define OFFSET(x) offsetof(LJpegEncContext, x)
 307 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 308 static const AVOption options[] = {
 309 { "pred", "Prediction method", OFFSET(pred), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 1 }, 1, 3, VE, "pred" },
 310     { "left",   NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = 1 }, INT_MIN, INT_MAX, VE, "pred" },
 311     { "plane",  NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = 2 }, INT_MIN, INT_MAX, VE, "pred" },
 312     { "median", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = 3 }, INT_MIN, INT_MAX, VE, "pred" },
 313
 314     { NULL},
 315 };
 316
 317 static const AVClass ljpeg_class = {
 318     .class_name = "ljpeg",
 319     .item_name  = av_default_item_name,
 320     .option     = options,
 321     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 322 };
 323
 324 const AVCodec ff_ljpeg_encoder = {
 325     .name           = "ljpeg",
 326     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Lossless JPEG"),
 327     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 328     .id             = AV_CODEC_ID_LJPEG,
 329     .priv_data_size = sizeof(LJpegEncContext),
 330     .priv_class     = &ljpeg_class,
 331     .init           = ljpeg_encode_init,
 332     .encode2        = ljpeg_encode_frame,
 333     .close          = ljpeg_encode_close,
 334     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_FRAME_THREADS,
 335     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]){
 336         AV_PIX_FMT_BGR24   , AV_PIX_FMT_BGRA    , AV_PIX_FMT_BGR0,
 337         AV_PIX_FMT_YUVJ420P, AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
 338         AV_PIX_FMT_YUV420P , AV_PIX_FMT_YUV444P , AV_PIX_FMT_YUV422P,
 339         AV_PIX_FMT_NONE},
 340 };