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

   1 /*
   2  * JPEG 2000 encoding support via OpenJPEG
   3  * Copyright (c) 2011 Michael Bradshaw <mbradshaw@sorensonmedia.com>
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 /**
  23 * @file
  24 * JPEG 2000 encoder using libopenjpeg
  25 */
  26
  27 #include "libavutil/imgutils.h"
  28 #include "libavutil/avassert.h"
  29 #include "avcodec.h"
  30 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  31 #define  OPJ_STATIC
  32 #include <openjpeg.h>
  33
  34 typedef struct {
  35     opj_image_t *image;
  36     opj_cparameters_t enc_params;
  37     opj_cinfo_t *compress;
  38     opj_event_mgr_t event_mgr;
  39 } LibOpenJPEGContext;
  40
  41 static void error_callback(const char *msg, void *data)
  42 {
  43     av_log((AVCodecContext*)data, AV_LOG_ERROR, "libopenjpeg: %s\n", msg);
  44 }
  45
  46 static void warning_callback(const char *msg, void *data)
  47 {
  48     av_log((AVCodecContext*)data, AV_LOG_WARNING, "libopenjpeg: %s\n", msg);
  49 }
  50
  51 static opj_image_t *mj2_create_image(AVCodecContext *avctx, opj_cparameters_t *parameters)
  52 {
  53     opj_image_cmptparm_t *cmptparm;
  54     opj_image_t *img;
  55     int i;
  56     int bpp = 8;
  57     int sub_dx[4];
  58     int sub_dy[4];
  59     int numcomps = 0;
  60     OPJ_COLOR_SPACE color_space = CLRSPC_UNKNOWN;
  61
  62     sub_dx[0] = sub_dx[3] = 1;
  63     sub_dy[0] = sub_dy[3] = 1;
  64     sub_dx[1] = sub_dx[2] = 1<<av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].log2_chroma_w;
  65     sub_dy[1] = sub_dy[2] = 1<<av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].log2_chroma_h;
  66
  67     switch (avctx->pix_fmt) {
  68     case PIX_FMT_GRAY8:
  69         color_space = CLRSPC_GRAY;
  70         numcomps = 1;
  71         break;
  72     case PIX_FMT_GRAY8A:
  73         color_space = CLRSPC_GRAY;
  74         numcomps = 2;
  75         break;
  76     case PIX_FMT_GRAY16:
  77         color_space = CLRSPC_GRAY;
  78         numcomps = 1;
  79         bpp = 16;
  80         break;
  81     case PIX_FMT_RGB24:
  82         color_space = CLRSPC_SRGB;
  83         numcomps = 3;
  84         break;
  85     case PIX_FMT_RGBA:
  86         color_space = CLRSPC_SRGB;
  87         numcomps = 4;
  88         break;
  89     case PIX_FMT_RGB48:
  90         color_space = CLRSPC_SRGB;
  91         numcomps = 3;
  92         bpp = 16;
  93         break;
  94     case PIX_FMT_RGBA64:
  95         color_space = CLRSPC_SRGB;
  96         numcomps = 4;
  97         bpp = 16;
  98         break;
  99     case PIX_FMT_YUV420P:
 100         color_space = CLRSPC_SYCC;
 101         numcomps = 3;
 102         break;
 103     case PIX_FMT_YUV422P:
 104         color_space = CLRSPC_SYCC;
 105         numcomps = 3;
 106         break;
 107     case PIX_FMT_YUV440P:
 108         color_space = CLRSPC_SYCC;
 109         numcomps = 3;
 110         break;
 111     case PIX_FMT_YUV444P:
 112         color_space = CLRSPC_SYCC;
 113         numcomps = 3;
 114         break;
 115     case PIX_FMT_YUVA420P:
 116         color_space = CLRSPC_SYCC;
 117         numcomps = 4;
 118         break;
 119     case PIX_FMT_YUV420P9:
 120     case PIX_FMT_YUV422P9:
 121     case PIX_FMT_YUV444P9:
 122         color_space = CLRSPC_SYCC;
 123         numcomps = 3;
 124         bpp = 9;
 125         break;
 126     case PIX_FMT_YUV420P10:
 127     case PIX_FMT_YUV422P10:
 128     case PIX_FMT_YUV444P10:
 129         color_space = CLRSPC_SYCC;
 130         numcomps = 3;
 131         bpp = 10;
 132         break;
 133     case PIX_FMT_YUV420P16:
 134     case PIX_FMT_YUV422P16:
 135     case PIX_FMT_YUV444P16:
 136         color_space = CLRSPC_SYCC;
 137         numcomps = 3;
 138         bpp = 16;
 139         break;
 140     default:
 141         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "The requested pixel format '%s' is not supported\n", av_get_pix_fmt_name(avctx->pix_fmt));
 142         return NULL;
 143     }
 144
 145     cmptparm = av_mallocz(numcomps * sizeof(opj_image_cmptparm_t));
 146     if (!cmptparm) {
 147         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Not enough memory");
 148         return NULL;
 149     }
 150     for (i = 0; i < numcomps; i++) {
 151         cmptparm[i].prec = bpp;
 152         cmptparm[i].bpp = bpp;
 153         cmptparm[i].sgnd = 0;
 154         cmptparm[i].dx = sub_dx[i];
 155         cmptparm[i].dy = sub_dy[i];
 156         cmptparm[i].w = avctx->width / sub_dx[i];
 157         cmptparm[i].h = avctx->height / sub_dy[i];
 158     }
 159
 160     img = opj_image_create(numcomps, cmptparm, color_space);
 161     av_freep(&cmptparm);
 162     return img;
 163 }
 164
 165 static av_cold int libopenjpeg_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 166 {
 167     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 168
 169     opj_set_default_encoder_parameters(&ctx->enc_params);
 170     ctx->enc_params.tcp_numlayers = 1;
 171     ctx->enc_params.tcp_rates[0] = FFMAX(avctx->compression_level, 0) * 2;
 172     ctx->enc_params.cp_disto_alloc = 1;
 173
 174     ctx->compress = opj_create_compress(CODEC_J2K);
 175     if (!ctx->compress) {
 176         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the compressor\n");
 177         return AVERROR(ENOMEM);
 178     }
 179
 180     avctx->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
 181     if (!avctx->coded_frame) {
 182         av_freep(&ctx->compress);
 183         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error allocating coded frame\n");
 184         return AVERROR(ENOMEM);
 185     }
 186
 187     ctx->image = mj2_create_image(avctx, &ctx->enc_params);
 188     if (!ctx->image) {
 189         av_freep(&ctx->compress);
 190         av_freep(&avctx->coded_frame);
 191         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the mj2 image\n");
 192         return AVERROR(EINVAL);
 193     }
 194
 195     memset(&ctx->event_mgr, 0, sizeof(opj_event_mgr_t));
 196     ctx->event_mgr.error_handler = error_callback;
 197     ctx->event_mgr.warning_handler = warning_callback;
 198     ctx->event_mgr.info_handler = NULL;
 199     opj_set_event_mgr((opj_common_ptr)ctx->compress, &ctx->event_mgr, avctx);
 200
 201     return 0;
 202 }
 203
 204 static int libopenjpeg_copy_packed8(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 205 {
 206     int compno;
 207     int x;
 208     int y;
 209     int image_index;
 210     int frame_index;
 211     const int numcomps = image->numcomps;
 212
 213     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 214         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[0] / numcomps) {
 215             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error: frame's linesize is too small for the image\n");
 216             return 0;
 217         }
 218     }
 219
 220     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 221         for (y = 0; y < avctx->height; ++y) {
 222             image_index = y * avctx->width;
 223             frame_index = y * frame->linesize[0] + compno;
 224             for (x = 0; x < avctx->width; ++x) {
 225                 image->comps[compno].data[image_index++] = frame->data[0][frame_index];
 226                 frame_index += numcomps;
 227             }
 228         }
 229     }
 230
 231     return 1;
 232 }
 233
 234 static int libopenjpeg_copy_packed16(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 235 {
 236     int compno;
 237     int x;
 238     int y;
 239     int image_index;
 240     int frame_index;
 241     const int numcomps = image->numcomps;
 242     uint16_t *frame_ptr = (uint16_t*)frame->data[0];
 243
 244     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 245         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[0] / numcomps) {
 246             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error: frame's linesize is too small for the image\n");
 247             return 0;
 248         }
 249     }
 250
 251     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 252         for (y = 0; y < avctx->height; ++y) {
 253             image_index = y * avctx->width;
 254             frame_index = y * (frame->linesize[0] / 2) + compno;
 255             for (x = 0; x < avctx->width; ++x) {
 256                 image->comps[compno].data[image_index++] = frame_ptr[frame_index];
 257                 frame_index += numcomps;
 258             }
 259         }
 260     }
 261
 262     return 1;
 263 }
 264
 265 static int libopenjpeg_copy_unpacked8(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 266 {
 267     int compno;
 268     int x;
 269     int y;
 270     int width;
 271     int height;
 272     int image_index;
 273     int frame_index;
 274     const int numcomps = image->numcomps;
 275
 276     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 277         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[compno]) {
 278             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error: frame's linesize is too small for the image\n");
 279             return 0;
 280         }
 281     }
 282
 283     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 284         width = avctx->width / image->comps[compno].dx;
 285         height = avctx->height / image->comps[compno].dy;
 286         for (y = 0; y < height; ++y) {
 287             image_index = y * width;
 288             frame_index = y * frame->linesize[compno];
 289             for (x = 0; x < width; ++x) {
 290                 image->comps[compno].data[image_index++] = frame->data[compno][frame_index++];
 291             }
 292         }
 293     }
 294
 295     return 1;
 296 }
 297
 298 static int libopenjpeg_copy_unpacked16(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 299 {
 300     int compno;
 301     int x;
 302     int y;
 303     int width;
 304     int height;
 305     int image_index;
 306     int frame_index;
 307     const int numcomps = image->numcomps;
 308     uint16_t *frame_ptr;
 309
 310     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 311         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[compno]) {
 312             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error: frame's linesize is too small for the image\n");
 313             return 0;
 314         }
 315     }
 316
 317     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 318         width = avctx->width / image->comps[compno].dx;
 319         height = avctx->height / image->comps[compno].dy;
 320         frame_ptr = (uint16_t*)frame->data[compno];
 321         for (y = 0; y < height; ++y) {
 322             image_index = y * width;
 323             frame_index = y * (frame->linesize[compno] / 2);
 324             for (x = 0; x < width; ++x) {
 325                 image->comps[compno].data[image_index++] = frame_ptr[frame_index++];
 326             }
 327         }
 328     }
 329
 330     return 1;
 331 }
 332
 333 static int libopenjpeg_encode_frame(AVCodecContext *avctx, uint8_t *buf, int buf_size, void *data)
 334 {
 335     AVFrame *frame = data;
 336     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 337     opj_cinfo_t *compress = ctx->compress;
 338     opj_image_t *image = ctx->image;
 339     opj_cio_t *stream;
 340     int cpyresult = 0;
 341     int len = 0;
 342
 343     // x0, y0 is the top left corner of the image
 344     // x1, y1 is the width, height of the reference grid
 345     image->x0 = 0;
 346     image->y0 = 0;
 347     image->x1 = (avctx->width - 1) * ctx->enc_params.subsampling_dx + 1;
 348     image->y1 = (avctx->height - 1) * ctx->enc_params.subsampling_dy + 1;
 349
 350     switch (avctx->pix_fmt) {
 351     case PIX_FMT_RGB24:
 352     case PIX_FMT_RGBA:
 353     case PIX_FMT_GRAY8A:
 354         cpyresult = libopenjpeg_copy_packed8(avctx, frame, image);
 355         break;
 356     case PIX_FMT_RGB48:
 357     case PIX_FMT_RGBA64:
 358         cpyresult = libopenjpeg_copy_packed16(avctx, frame, image);
 359         break;
 360     case PIX_FMT_GRAY8:
 361     case PIX_FMT_YUV420P:
 362     case PIX_FMT_YUV422P:
 363     case PIX_FMT_YUV440P:
 364     case PIX_FMT_YUV444P:
 365     case PIX_FMT_YUVA420P:
 366         cpyresult = libopenjpeg_copy_unpacked8(avctx, frame, image);
 367         break;
 368     case PIX_FMT_GRAY16:
 369     case PIX_FMT_YUV420P9:
 370     case PIX_FMT_YUV420P10:
 371     case PIX_FMT_YUV420P16:
 372     case PIX_FMT_YUV422P9:
 373     case PIX_FMT_YUV422P10:
 374     case PIX_FMT_YUV422P16:
 375     case PIX_FMT_YUV444P9:
 376     case PIX_FMT_YUV444P10:
 377     case PIX_FMT_YUV444P16:
 378         cpyresult = libopenjpeg_copy_unpacked16(avctx, frame, image);
 379         break;
 380     default:
 381         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "The frame's pixel format '%s' is not supported\n", av_get_pix_fmt_name(avctx->pix_fmt));
 382         return AVERROR(EINVAL);
 383         break;
 384     }
 385
 386     if (!cpyresult) {
 387         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not copy the frame data to the internal image buffer\n");
 388         return -1;
 389     }
 390
 391     opj_setup_encoder(compress, &ctx->enc_params, image);
 392     stream = opj_cio_open((opj_common_ptr)compress, NULL, 0);
 393     if (!stream) {
 394         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the cio stream\n");
 395         return AVERROR(ENOMEM);
 396     }
 397
 398     if (!opj_encode(compress, stream, image, NULL)) {
 399         opj_cio_close(stream);
 400         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error during the opj encode\n");
 401         return -1;
 402     }
 403
 404     len = cio_tell(stream);
 405     if (len > buf_size) {
 406         opj_cio_close(stream);
 407         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error with buf_size, not large enough to hold the frame\n");
 408         return -1;
 409     }
 410
 411     memcpy(buf, stream->buffer, len);
 412     opj_cio_close(stream);
 413     return len;
 414 }
 415
 416 static av_cold int libopenjpeg_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 417 {
 418     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 419
 420     opj_destroy_compress(ctx->compress);
 421     opj_image_destroy(ctx->image);
 422     av_freep(&avctx->coded_frame);
 423     return 0 ;
 424 }
 425
 426
 427 AVCodec ff_libopenjpeg_encoder = {
 428     .name           = "libopenjpeg",
 429     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 430     .id             = CODEC_ID_JPEG2000,
 431     .priv_data_size = sizeof(LibOpenJPEGContext),
 432     .init           = libopenjpeg_encode_init,
 433     .encode         = libopenjpeg_encode_frame,
 434     .close          = libopenjpeg_encode_close,
 435     .capabilities   = 0,
 436     .pix_fmts = (const enum PixelFormat[]){PIX_FMT_RGB24,PIX_FMT_RGBA,PIX_FMT_RGB48,PIX_FMT_RGBA64,
 437                                            PIX_FMT_GRAY8,PIX_FMT_GRAY8A,PIX_FMT_GRAY16,
 438                                            PIX_FMT_YUV420P,PIX_FMT_YUV422P,PIX_FMT_YUVA420P,
 439                                            PIX_FMT_YUV440P,PIX_FMT_YUV444P,
 440                                            PIX_FMT_YUV420P9,PIX_FMT_YUV422P9,PIX_FMT_YUV444P9,
 441                                            PIX_FMT_YUV420P10,PIX_FMT_YUV422P10,PIX_FMT_YUV444P10,
 442                                            PIX_FMT_YUV420P16,PIX_FMT_YUV422P16,PIX_FMT_YUV444P16,
 443                                            PIX_FMT_NONE},
 444     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("OpenJPEG based JPEG 2000 encoder"),
 445 } ;