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

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2000 Fabrice Bellard
   3  * Copyright (c) 2002 Francois Revol
   4  * Copyright (c) 2006 Baptiste Coudurier
   5  *
   6  * first version by Francois Revol <revol@free.fr>
   7  *
   8  * This file is part of FFmpeg.
   9  *
  10  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
  11  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  12  * License as published by the Free Software Foundation; either
  13  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  14  *
  15  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  16  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  18  * Lesser General Public License for more details.
  19  *
  20  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  21  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  22  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  23  */
  24
  25 /**
  26  * @file
  27  * GIF encoder
  28  * @see http://www.w3.org/Graphics/GIF/spec-gif89a.txt
  29  */
  30
  31 #define BITSTREAM_WRITER_LE
  32 #include "libavutil/opt.h"
  33 #include "libavutil/imgutils.h"
  34 #include "avcodec.h"
  35 #include "bytestream.h"
  36 #include "internal.h"
  37 #include "lzw.h"
  38 #include "gif.h"
  39
  40 #include "put_bits.h"
  41
  42 typedef struct GIFContext {
  43     const AVClass *class;
  44     LZWState *lzw;
  45     uint8_t *buf;
  46     AVFrame *last_frame;
  47     int flags;
  48     uint32_t palette[AVPALETTE_COUNT];  ///< local reference palette for !pal8
  49     int palette_loaded;
  50     int transparent_index;
  51     uint8_t *pal_exdata;
  52     uint8_t *tmpl;                      ///< temporary line buffer
  53 } GIFContext;
  54
  55 enum {
  56     GF_OFFSETTING = 1<<0,
  57     GF_TRANSDIFF  = 1<<1,
  58 };
  59
  60 static int pick_palette_entry(const uint8_t *buf, int linesize, int w, int h)
  61 {
  62     int histogram[AVPALETTE_COUNT] = {0};
  63     int x, y, i;
  64
  65     for (y = 0; y < h; y++) {
  66         for (x = 0; x < w; x++)
  67             histogram[buf[x]]++;
  68         buf += linesize;
  69     }
  70     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(histogram); i++)
  71         if (!histogram[i])
  72             return i;
  73     return -1;
  74 }
  75
  76 static int gif_image_write_image(AVCodecContext *avctx,
  77                                  uint8_t **bytestream, uint8_t *end,
  78                                  const uint32_t *palette,
  79                                  const uint8_t *buf, const int linesize,
  80                                  AVPacket *pkt)
  81 {
  82     GIFContext *s = avctx->priv_data;
  83     int len = 0, height = avctx->height, width = avctx->width, x, y;
  84     int x_start = 0, y_start = 0, trans = s->transparent_index;
  85     int honor_transparency = (s->flags & GF_TRANSDIFF) && s->last_frame;
  86     const uint8_t *ptr;
  87
  88     /* Crop image */
  89     if ((s->flags & GF_OFFSETTING) && s->last_frame && !palette) {
  90         const uint8_t *ref = s->last_frame->data[0];
  91         const int ref_linesize = s->last_frame->linesize[0];
  92         int x_end = avctx->width  - 1,
  93             y_end = avctx->height - 1;
  94
  95         /* skip common lines */
  96         while (y_start < y_end) {
  97             if (memcmp(ref + y_start*ref_linesize, buf + y_start*linesize, width))
  98                 break;
  99             y_start++;
 100         }
 101         while (y_end > y_start) {
 102             if (memcmp(ref + y_end*ref_linesize, buf + y_end*linesize, width))
 103                 break;
 104             y_end--;
 105         }
 106         height = y_end + 1 - y_start;
 107
 108         /* skip common columns */
 109         while (x_start < x_end) {
 110             int same_column = 1;
 111             for (y = y_start; y <= y_end; y++) {
 112                 if (ref[y*ref_linesize + x_start] != buf[y*linesize + x_start]) {
 113                     same_column = 0;
 114                     break;
 115                 }
 116             }
 117             if (!same_column)
 118                 break;
 119             x_start++;
 120         }
 121         while (x_end > x_start) {
 122             int same_column = 1;
 123             for (y = y_start; y <= y_end; y++) {
 124                 if (ref[y*ref_linesize + x_end] != buf[y*linesize + x_end]) {
 125                     same_column = 0;
 126                     break;
 127                 }
 128             }
 129             if (!same_column)
 130                 break;
 131             x_end--;
 132         }
 133         width = x_end + 1 - x_start;
 134
 135         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG,"%dx%d image at pos (%d;%d) [area:%dx%d]\n",
 136                width, height, x_start, y_start, avctx->width, avctx->height);
 137     }
 138
 139     /* image block */
 140     bytestream_put_byte(bytestream, GIF_IMAGE_SEPARATOR);
 141     bytestream_put_le16(bytestream, x_start);
 142     bytestream_put_le16(bytestream, y_start);
 143     bytestream_put_le16(bytestream, width);
 144     bytestream_put_le16(bytestream, height);
 145
 146     if (!palette) {
 147         bytestream_put_byte(bytestream, 0x00); /* flags */
 148     } else {
 149         unsigned i;
 150         bytestream_put_byte(bytestream, 1<<7 | 0x7); /* flags */
 151         for (i = 0; i < AVPALETTE_COUNT; i++) {
 152             const uint32_t v = palette[i];
 153             bytestream_put_be24(bytestream, v);
 154         }
 155     }
 156
 157     if (honor_transparency && trans < 0) {
 158         trans = pick_palette_entry(buf + y_start*linesize + x_start,
 159                                    linesize, width, height);
 160         if (trans < 0) { // TODO, patch welcome
 161             av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "No available color, can not use transparency\n");
 162         } else {
 163             uint8_t *pal_exdata = s->pal_exdata;
 164             if (!pal_exdata)
 165                 pal_exdata = av_packet_new_side_data(pkt, AV_PKT_DATA_PALETTE, AVPALETTE_SIZE);
 166             if (!pal_exdata)
 167                 return AVERROR(ENOMEM);
 168             memcpy(pal_exdata, s->palette, AVPALETTE_SIZE);
 169             pal_exdata[trans*4 + 3*!HAVE_BIGENDIAN] = 0x00;
 170         }
 171     }
 172     if (trans < 0)
 173         honor_transparency = 0;
 174
 175     bytestream_put_byte(bytestream, 0x08);
 176
 177     ff_lzw_encode_init(s->lzw, s->buf, 2 * width * height,
 178                        12, FF_LZW_GIF, put_bits);
 179
 180     ptr = buf + y_start*linesize + x_start;
 181     if (honor_transparency) {
 182         const int ref_linesize = s->last_frame->linesize[0];
 183         const uint8_t *ref = s->last_frame->data[0] + y_start*ref_linesize + x_start;
 184
 185         for (y = 0; y < height; y++) {
 186             memcpy(s->tmpl, ptr, width);
 187             for (x = 0; x < width; x++)
 188                 if (ref[x] == ptr[x])
 189                     s->tmpl[x] = trans;
 190             len += ff_lzw_encode(s->lzw, s->tmpl, width);
 191             ptr += linesize;
 192             ref += ref_linesize;
 193         }
 194     } else {
 195         for (y = 0; y < height; y++) {
 196             len += ff_lzw_encode(s->lzw, ptr, width);
 197             ptr += linesize;
 198         }
 199     }
 200     len += ff_lzw_encode_flush(s->lzw, flush_put_bits);
 201
 202     ptr = s->buf;
 203     while (len > 0) {
 204         int size = FFMIN(255, len);
 205         bytestream_put_byte(bytestream, size);
 206         if (end - *bytestream < size)
 207             return -1;
 208         bytestream_put_buffer(bytestream, ptr, size);
 209         ptr += size;
 210         len -= size;
 211     }
 212     bytestream_put_byte(bytestream, 0x00); /* end of image block */
 213     return 0;
 214 }
 215
 216 static av_cold int gif_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 217 {
 218     GIFContext *s = avctx->priv_data;
 219
 220     if (avctx->width > 65535 || avctx->height > 65535) {
 221         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "GIF does not support resolutions above 65535x65535\n");
 222         return AVERROR(EINVAL);
 223     }
 224
 225     avctx->coded_frame = av_frame_alloc();
 226     if (!avctx->coded_frame)
 227         return AVERROR(ENOMEM);
 228
 229     avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
 230     avctx->coded_frame->key_frame = 1;
 231
 232     s->transparent_index = -1;
 233
 234     s->lzw = av_mallocz(ff_lzw_encode_state_size);
 235     s->buf = av_malloc(avctx->width*avctx->height*2);
 236     s->tmpl = av_malloc(avctx->width);
 237     if (!s->tmpl || !s->buf || !s->lzw)
 238         return AVERROR(ENOMEM);
 239
 240     if (avpriv_set_systematic_pal2(s->palette, avctx->pix_fmt) < 0)
 241         av_assert0(avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_PAL8);
 242
 243     return 0;
 244 }
 245
 246 /* FIXME: duplicated with lavc */
 247 static int get_palette_transparency_index(const uint32_t *palette)
 248 {
 249     int transparent_color_index = -1;
 250     unsigned i, smallest_alpha = 0xff;
 251
 252     if (!palette)
 253         return -1;
 254
 255     for (i = 0; i < AVPALETTE_COUNT; i++) {
 256         const uint32_t v = palette[i];
 257         if (v >> 24 < smallest_alpha) {
 258             smallest_alpha = v >> 24;
 259             transparent_color_index = i;
 260         }
 261     }
 262     return smallest_alpha < 128 ? transparent_color_index : -1;
 263 }
 264
 265 static int gif_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
 266                             const AVFrame *pict, int *got_packet)
 267 {
 268     GIFContext *s = avctx->priv_data;
 269     uint8_t *outbuf_ptr, *end;
 270     const uint32_t *palette = NULL;
 271     int ret;
 272
 273     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, avctx->width*avctx->height*7/5 + FF_MIN_BUFFER_SIZE)) < 0)
 274         return ret;
 275     outbuf_ptr = pkt->data;
 276     end        = pkt->data + pkt->size;
 277
 278     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_PAL8) {
 279         uint8_t *pal_exdata = av_packet_new_side_data(pkt, AV_PKT_DATA_PALETTE, AVPALETTE_SIZE);
 280         if (!pal_exdata)
 281             return AVERROR(ENOMEM);
 282         memcpy(pal_exdata, pict->data[1], AVPALETTE_SIZE);
 283         palette = (uint32_t*)pict->data[1];
 284
 285         s->pal_exdata = pal_exdata;
 286
 287         /* The first palette with PAL8 will be used as generic palette by the
 288          * muxer so we don't need to write it locally in the packet. We store
 289          * it as a reference here in case it changes later. */
 290         if (!s->palette_loaded) {
 291             memcpy(s->palette, palette, AVPALETTE_SIZE);
 292             s->transparent_index = get_palette_transparency_index(palette);
 293             s->palette_loaded = 1;
 294             palette = NULL;
 295         } else if (!memcmp(s->palette, palette, AVPALETTE_SIZE)) {
 296             palette = NULL;
 297         }
 298     }
 299
 300     gif_image_write_image(avctx, &outbuf_ptr, end, palette,
 301                           pict->data[0], pict->linesize[0], pkt);
 302     if (!s->last_frame) {
 303         s->last_frame = av_frame_alloc();
 304         if (!s->last_frame)
 305             return AVERROR(ENOMEM);
 306     }
 307     av_frame_unref(s->last_frame);
 308     ret = av_frame_ref(s->last_frame, (AVFrame*)pict);
 309     if (ret < 0)
 310         return ret;
 311
 312     pkt->size   = outbuf_ptr - pkt->data;
 313     pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 314     *got_packet = 1;
 315
 316     return 0;
 317 }
 318
 319 static int gif_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 320 {
 321     GIFContext *s = avctx->priv_data;
 322
 323     av_frame_free(&avctx->coded_frame);
 324
 325     av_freep(&s->lzw);
 326     av_freep(&s->buf);
 327     av_frame_free(&s->last_frame);
 328     av_freep(&s->tmpl);
 329     return 0;
 330 }
 331
 332 #define OFFSET(x) offsetof(GIFContext, x)
 333 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 334 static const AVOption gif_options[] = {
 335     { "gifflags", "set GIF flags", OFFSET(flags), AV_OPT_TYPE_FLAGS, {.i64 = GF_OFFSETTING|GF_TRANSDIFF}, 0, INT_MAX, FLAGS, "flags" },
 336         { "offsetting", "enable picture offsetting", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=GF_OFFSETTING}, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "flags" },
 337         { "transdiff", "enable transparency detection between frames", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=GF_TRANSDIFF}, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "flags" },
 338     { NULL }
 339 };
 340
 341 static const AVClass gif_class = {
 342     .class_name = "GIF encoder",
 343     .item_name  = av_default_item_name,
 344     .option     = gif_options,
 345     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 346 };
 347
 348 AVCodec ff_gif_encoder = {
 349     .name           = "gif",
 350     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("GIF (Graphics Interchange Format)"),
 351     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 352     .id             = AV_CODEC_ID_GIF,
 353     .priv_data_size = sizeof(GIFContext),
 354     .init           = gif_encode_init,
 355     .encode2        = gif_encode_frame,
 356     .close          = gif_encode_close,
 357     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]){
 358         AV_PIX_FMT_RGB8, AV_PIX_FMT_BGR8, AV_PIX_FMT_RGB4_BYTE, AV_PIX_FMT_BGR4_BYTE,
 359         AV_PIX_FMT_GRAY8, AV_PIX_FMT_PAL8, AV_PIX_FMT_NONE
 360     },
 361     .priv_class     = &gif_class,
 362 };