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

   1 /*
   2  * libkvazaar encoder
   3  *
   4  * Copyright (c) 2015 Tampere University of Technology
   5  *
   6  * This file is part of Libav.
   7  *
   8  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 #include <kvazaar.h>
  24 #include <string.h>
  25
  26 #include "libavutil/dict.h"
  27 #include "libavutil/error.h"
  28 #include "libavutil/imgutils.h"
  29 #include "libavutil/internal.h"
  30 #include "libavutil/pixdesc.h"
  31 #include "libavutil/opt.h"
  32
  33 #include "avcodec.h"
  34 #include "internal.h"
  35
  36 typedef struct LibkvazaarContext {
  37     const AVClass *class;
  38
  39     const kvz_api *api;
  40     kvz_encoder *encoder;
  41     kvz_config *config;
  42
  43     char *kvz_params;
  44 } LibkvazaarContext;
  45
  46 static av_cold int libkvazaar_init(AVCodecContext *avctx)
  47 {
  48     LibkvazaarContext *const ctx = avctx->priv_data;
  49     const kvz_api *const api = ctx->api = kvz_api_get(8);
  50     kvz_config *cfg = NULL;
  51     kvz_encoder *enc = NULL;
  52
  53     if (avctx->strict_std_compliance > FF_COMPLIANCE_EXPERIMENTAL) {
  54         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
  55                "Set -strict experimental to use this encoder.\n");
  56         return AVERROR_EXPERIMENTAL;
  57     }
  58
  59     /* Kvazaar requires width and height to be multiples of eight. */
  60     if (avctx->width % 8 || avctx->height % 8) {
  61         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
  62                "Video dimensions are not a multiple of 8 (%dx%d).\n",
  63                avctx->width, avctx->height);
  64         return AVERROR(ENOSYS);
  65     }
  66
  67     ctx->config = cfg = api->config_alloc();
  68     if (!cfg) {
  69         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
  70                "Could not allocate kvazaar config structure.\n");
  71         return AVERROR(ENOMEM);
  72     }
  73
  74     if (!api->config_init(cfg)) {
  75         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
  76                "Could not initialize kvazaar config structure.\n");
  77         return AVERROR_BUG;
  78     }
  79
  80     cfg->width  = avctx->width;
  81     cfg->height = avctx->height;
  82
  83     cfg->framerate_num   = avctx->time_base.den;
  84     cfg->framerate_denom = avctx->time_base.num * avctx->ticks_per_frame;
  85     cfg->target_bitrate = avctx->bit_rate;
  86     cfg->vui.sar_width  = avctx->sample_aspect_ratio.num;
  87     cfg->vui.sar_height = avctx->sample_aspect_ratio.den;
  88
  89     if (ctx->kvz_params) {
  90         AVDictionary *dict = NULL;
  91         if (!av_dict_parse_string(&dict, ctx->kvz_params, "=", ",", 0)) {
  92             AVDictionaryEntry *entry = NULL;
  93             while ((entry = av_dict_get(dict, "", entry, AV_DICT_IGNORE_SUFFIX))) {
  94                 if (!api->config_parse(cfg, entry->key, entry->value)) {
  95                     av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Invalid option: %s=%s.\n",
  96                            entry->key, entry->value);
  97                 }
  98             }
  99             av_dict_free(&dict);
 100         }
 101     }
 102
 103     ctx->encoder = enc = api->encoder_open(cfg);
 104     if (!enc) {
 105         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not open kvazaar encoder.\n");
 106         return AVERROR_BUG;
 107     }
 108
 109     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) {
 110         kvz_data_chunk *data_out = NULL;
 111         kvz_data_chunk *chunk = NULL;
 112         uint32_t len_out;
 113         uint8_t *p;
 114
 115         if (!api->encoder_headers(enc, &data_out, &len_out))
 116             return AVERROR(ENOMEM);
 117
 118         avctx->extradata = p = av_mallocz(len_out + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 119         if (!p) {
 120             ctx->api->chunk_free(data_out);
 121             return AVERROR(ENOMEM);
 122         }
 123
 124         avctx->extradata_size = len_out;
 125
 126         for (chunk = data_out; chunk != NULL; chunk = chunk->next) {
 127             memcpy(p, chunk->data, chunk->len);
 128             p += chunk->len;
 129         }
 130
 131         ctx->api->chunk_free(data_out);
 132     }
 133
 134     return 0;
 135 }
 136
 137 static av_cold int libkvazaar_close(AVCodecContext *avctx)
 138 {
 139     LibkvazaarContext *ctx = avctx->priv_data;
 140
 141     if (ctx->api) {
 142       ctx->api->encoder_close(ctx->encoder);
 143       ctx->api->config_destroy(ctx->config);
 144     }
 145
 146     if (avctx->extradata)
 147         av_freep(&avctx->extradata);
 148
 149     return 0;
 150 }
 151
 152 static int libkvazaar_encode(AVCodecContext *avctx,
 153                              AVPacket *avpkt,
 154                              const AVFrame *frame,
 155                              int *got_packet_ptr)
 156 {
 157     LibkvazaarContext *ctx = avctx->priv_data;
 158     kvz_picture *input_pic = NULL;
 159     kvz_picture *recon_pic = NULL;
 160     kvz_frame_info frame_info;
 161     kvz_data_chunk *data_out = NULL;
 162     uint32_t len_out = 0;
 163     int retval = 0;
 164
 165     if (frame) {
 166         if (frame->width != ctx->config->width ||
 167                 frame->height != ctx->config->height) {
 168             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 169                    "Changing video dimensions during encoding is not supported. "
 170                    "(changed from %dx%d to %dx%d)\n",
 171                    ctx->config->width, ctx->config->height,
 172                    frame->width, frame->height);
 173             retval = AVERROR_INVALIDDATA;
 174             goto done;
 175         }
 176
 177         if (frame->format != avctx->pix_fmt) {
 178             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 179                    "Changing pixel format during encoding is not supported. "
 180                    "(changed from %s to %s)\n",
 181                    av_get_pix_fmt_name(avctx->pix_fmt),
 182                    av_get_pix_fmt_name(frame->format));
 183             retval = AVERROR_INVALIDDATA;
 184             goto done;
 185         }
 186
 187         // Allocate input picture for kvazaar.
 188         input_pic = ctx->api->picture_alloc(frame->width, frame->height);
 189         if (!input_pic) {
 190             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to allocate picture.\n");
 191             retval = AVERROR(ENOMEM);
 192             goto done;
 193         }
 194
 195         // Copy pixels from frame to input_pic.
 196         {
 197             int dst_linesizes[4] = {
 198               frame->width,
 199               frame->width / 2,
 200               frame->width / 2,
 201               0
 202             };
 203             av_image_copy(input_pic->data, dst_linesizes,
 204                           frame->data, frame->linesize,
 205                           frame->format, frame->width, frame->height);
 206         }
 207
 208         input_pic->pts = frame->pts;
 209     }
 210
 211     retval = ctx->api->encoder_encode(ctx->encoder,
 212                                       input_pic,
 213                                       &data_out, &len_out,
 214                                       &recon_pic, NULL,
 215                                       &frame_info);
 216     if (!retval) {
 217         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to encode frame.\n");
 218         retval = AVERROR_INVALIDDATA;
 219         goto done;
 220     }
 221
 222     if (data_out) {
 223         kvz_data_chunk *chunk = NULL;
 224         uint64_t written = 0;
 225
 226         retval = ff_alloc_packet(avpkt, len_out);
 227         if (retval < 0) {
 228             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to allocate output packet.\n");
 229             goto done;
 230         }
 231
 232         for (chunk = data_out; chunk != NULL; chunk = chunk->next) {
 233             memcpy(avpkt->data + written, chunk->data, chunk->len);
 234             written += chunk->len;
 235         }
 236
 237         avpkt->pts = recon_pic->pts;
 238         avpkt->dts = recon_pic->dts;
 239         avpkt->flags = 0;
 240         // IRAP VCL NAL unit types span the range
 241         // [BLA_W_LP (16), RSV_IRAP_VCL23 (23)].
 242         if (frame_info.nal_unit_type >= KVZ_NAL_BLA_W_LP &&
 243                 frame_info.nal_unit_type <= KVZ_NAL_RSV_IRAP_VCL23) {
 244             avpkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 245         }
 246
 247         *got_packet_ptr = 1;
 248     }
 249
 250 done:
 251     ctx->api->picture_free(input_pic);
 252     ctx->api->picture_free(recon_pic);
 253     ctx->api->chunk_free(data_out);
 254     return retval;
 255 }
 256
 257 static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
 258     AV_PIX_FMT_YUV420P,
 259     AV_PIX_FMT_NONE
 260 };
 261
 262 #define OFFSET(x) offsetof(LibkvazaarContext, x)
 263 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 264 static const AVOption options[] = {
 265     { "kvazaar-params", "Set kvazaar parameters as a comma-separated list of key=value pairs.",
 266         OFFSET(kvz_params), AV_OPT_TYPE_STRING, { .str = NULL }, 0, 0, VE },
 267
 268     { NULL },
 269 };
 270
 271 static const AVClass class = {
 272     .class_name = "libkvazaar",
 273     .item_name  = av_default_item_name,
 274     .option     = options,
 275     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 276 };
 277
 278 static const AVCodecDefault defaults[] = {
 279     { "b", "0" },
 280     { NULL },
 281 };
 282
 283 AVCodec ff_libkvazaar_encoder = {
 284     .name             = "libkvazaar",
 285     .long_name        = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libkvazaar H.265 / HEVC"),
 286     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 287     .id               = AV_CODEC_ID_HEVC,
 288     .capabilities     = AV_CODEC_CAP_DELAY,
 289     .pix_fmts         = pix_fmts,
 290
 291     .priv_class       = &class,
 292     .priv_data_size   = sizeof(LibkvazaarContext),
 293     .defaults         = defaults,
 294
 295     .init             = libkvazaar_init,
 296     .encode2          = libkvazaar_encode,
 297     .close            = libkvazaar_close,
 298
 299     .caps_internal    = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE | FF_CODEC_CAP_INIT_CLEANUP,
 300 };