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/opt.h"
  28 #include "libavutil/imgutils.h"
  29 #include "libavutil/avassert.h"
  30 #include "avcodec.h"
  31 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  32 #include "internal.h"
  33 #define  OPJ_STATIC
  34 #include <openjpeg.h>
  35
  36 typedef struct {
  37     AVClass *avclass;
  38     opj_image_t *image;
  39     opj_cparameters_t enc_params;
  40     opj_cinfo_t *compress;
  41     opj_event_mgr_t event_mgr;
  42     int format;
  43     int profile;
  44     int cinema_mode;
  45     int prog_order;
  46     int numresolution;
  47     int numlayers;
  48     int disto_alloc;
  49     int fixed_alloc;
  50     int fixed_quality;
  51 } LibOpenJPEGContext;
  52
  53 static void error_callback(const char *msg, void *data)
  54 {
  55     av_log((AVCodecContext*)data, AV_LOG_ERROR, "libopenjpeg: %s\n", msg);
  56 }
  57
  58 static void warning_callback(const char *msg, void *data)
  59 {
  60     av_log((AVCodecContext*)data, AV_LOG_WARNING, "libopenjpeg: %s\n", msg);
  61 }
  62
  63 static opj_image_t *mj2_create_image(AVCodecContext *avctx, opj_cparameters_t *parameters)
  64 {
  65     opj_image_cmptparm_t *cmptparm;
  66     opj_image_t *img;
  67     int i;
  68     int sub_dx[4];
  69     int sub_dy[4];
  70     int numcomps;
  71     OPJ_COLOR_SPACE color_space = CLRSPC_UNKNOWN;
  72
  73     sub_dx[0] = sub_dx[3] = 1;
  74     sub_dy[0] = sub_dy[3] = 1;
  75     sub_dx[1] = sub_dx[2] = 1<<av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].log2_chroma_w;
  76     sub_dy[1] = sub_dy[2] = 1<<av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].log2_chroma_h;
  77
  78     numcomps = av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].nb_components;
  79
  80     switch (avctx->pix_fmt) {
  81     case PIX_FMT_GRAY8:
  82     case PIX_FMT_GRAY8A:
  83     case PIX_FMT_GRAY16:
  84         color_space = CLRSPC_GRAY;
  85         break;
  86     case PIX_FMT_RGB24:
  87     case PIX_FMT_RGBA:
  88     case PIX_FMT_RGB48:
  89     case PIX_FMT_RGBA64:
  90         color_space = CLRSPC_SRGB;
  91         break;
  92     case PIX_FMT_YUV420P:
  93     case PIX_FMT_YUV422P:
  94     case PIX_FMT_YUV440P:
  95     case PIX_FMT_YUV444P:
  96     case PIX_FMT_YUVA420P:
  97     case PIX_FMT_YUV420P9:
  98     case PIX_FMT_YUV422P9:
  99     case PIX_FMT_YUV444P9:
 100     case PIX_FMT_YUV420P10:
 101     case PIX_FMT_YUV422P10:
 102     case PIX_FMT_YUV444P10:
 103     case PIX_FMT_YUV420P16:
 104     case PIX_FMT_YUV422P16:
 105     case PIX_FMT_YUV444P16:
 106         color_space = CLRSPC_SYCC;
 107         break;
 108     default:
 109         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "The requested pixel format '%s' is not supported\n", av_get_pix_fmt_name(avctx->pix_fmt));
 110         return NULL;
 111     }
 112
 113     cmptparm = av_mallocz(numcomps * sizeof(opj_image_cmptparm_t));
 114     if (!cmptparm) {
 115         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Not enough memory");
 116         return NULL;
 117     }
 118     for (i = 0; i < numcomps; i++) {
 119         cmptparm[i].prec = av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].comp[i].depth_minus1 + 1;
 120         cmptparm[i].bpp = av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].comp[i].depth_minus1 + 1;
 121         cmptparm[i].sgnd = 0;
 122         cmptparm[i].dx = sub_dx[i];
 123         cmptparm[i].dy = sub_dy[i];
 124         cmptparm[i].w = avctx->width / sub_dx[i];
 125         cmptparm[i].h = avctx->height / sub_dy[i];
 126     }
 127
 128     img = opj_image_create(numcomps, cmptparm, color_space);
 129     av_freep(&cmptparm);
 130     return img;
 131 }
 132
 133 static av_cold int libopenjpeg_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 134 {
 135     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 136
 137     opj_set_default_encoder_parameters(&ctx->enc_params);
 138     ctx->enc_params.cp_rsiz = ctx->profile;
 139     ctx->enc_params.mode = !!avctx->global_quality;
 140     ctx->enc_params.cp_cinema = ctx->cinema_mode;
 141     ctx->enc_params.prog_order = ctx->prog_order;
 142     ctx->enc_params.numresolution = ctx->numresolution;
 143     ctx->enc_params.cp_disto_alloc = ctx->disto_alloc;
 144     ctx->enc_params.cp_fixed_alloc = ctx->fixed_alloc;
 145     ctx->enc_params.cp_fixed_quality = ctx->fixed_quality;
 146     ctx->enc_params.tcp_numlayers = ctx->numlayers;
 147     ctx->enc_params.tcp_rates[0] = FFMAX(avctx->compression_level, 0) * 2;
 148
 149     ctx->compress = opj_create_compress(ctx->format);
 150     if (!ctx->compress) {
 151         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the compressor\n");
 152         return AVERROR(ENOMEM);
 153     }
 154
 155     avctx->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
 156     if (!avctx->coded_frame) {
 157         av_freep(&ctx->compress);
 158         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error allocating coded frame\n");
 159         return AVERROR(ENOMEM);
 160     }
 161
 162     ctx->image = mj2_create_image(avctx, &ctx->enc_params);
 163     if (!ctx->image) {
 164         av_freep(&ctx->compress);
 165         av_freep(&avctx->coded_frame);
 166         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the mj2 image\n");
 167         return AVERROR(EINVAL);
 168     }
 169
 170     memset(&ctx->event_mgr, 0, sizeof(opj_event_mgr_t));
 171     ctx->event_mgr.error_handler = error_callback;
 172     ctx->event_mgr.warning_handler = warning_callback;
 173     ctx->event_mgr.info_handler = NULL;
 174     opj_set_event_mgr((opj_common_ptr)ctx->compress, &ctx->event_mgr, avctx);
 175
 176     return 0;
 177 }
 178
 179 static int libopenjpeg_copy_packed8(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 180 {
 181     int compno;
 182     int x;
 183     int y;
 184     int image_index;
 185     int frame_index;
 186     const int numcomps = image->numcomps;
 187
 188     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 189         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[0] / numcomps) {
 190             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error: frame's linesize is too small for the image\n");
 191             return 0;
 192         }
 193     }
 194
 195     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 196         for (y = 0; y < avctx->height; ++y) {
 197             image_index = y * avctx->width;
 198             frame_index = y * frame->linesize[0] + compno;
 199             for (x = 0; x < avctx->width; ++x) {
 200                 image->comps[compno].data[image_index++] = frame->data[0][frame_index];
 201                 frame_index += numcomps;
 202             }
 203         }
 204     }
 205
 206     return 1;
 207 }
 208
 209 static int libopenjpeg_copy_packed16(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 210 {
 211     int compno;
 212     int x;
 213     int y;
 214     int image_index;
 215     int frame_index;
 216     const int numcomps = image->numcomps;
 217     uint16_t *frame_ptr = (uint16_t*)frame->data[0];
 218
 219     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 220         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[0] / numcomps) {
 221             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error: frame's linesize is too small for the image\n");
 222             return 0;
 223         }
 224     }
 225
 226     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 227         for (y = 0; y < avctx->height; ++y) {
 228             image_index = y * avctx->width;
 229             frame_index = y * (frame->linesize[0] / 2) + compno;
 230             for (x = 0; x < avctx->width; ++x) {
 231                 image->comps[compno].data[image_index++] = frame_ptr[frame_index];
 232                 frame_index += numcomps;
 233             }
 234         }
 235     }
 236
 237     return 1;
 238 }
 239
 240 static int libopenjpeg_copy_unpacked8(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 241 {
 242     int compno;
 243     int x;
 244     int y;
 245     int width;
 246     int height;
 247     int image_index;
 248     int frame_index;
 249     const int numcomps = image->numcomps;
 250
 251     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 252         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[compno]) {
 253             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error: frame's linesize is too small for the image\n");
 254             return 0;
 255         }
 256     }
 257
 258     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 259         width = avctx->width / image->comps[compno].dx;
 260         height = avctx->height / image->comps[compno].dy;
 261         for (y = 0; y < height; ++y) {
 262             image_index = y * width;
 263             frame_index = y * frame->linesize[compno];
 264             for (x = 0; x < width; ++x) {
 265                 image->comps[compno].data[image_index++] = frame->data[compno][frame_index++];
 266             }
 267         }
 268     }
 269
 270     return 1;
 271 }
 272
 273 static int libopenjpeg_copy_unpacked16(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 274 {
 275     int compno;
 276     int x;
 277     int y;
 278     int width;
 279     int height;
 280     int image_index;
 281     int frame_index;
 282     const int numcomps = image->numcomps;
 283     uint16_t *frame_ptr;
 284
 285     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 286         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[compno]) {
 287             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error: frame's linesize is too small for the image\n");
 288             return 0;
 289         }
 290     }
 291
 292     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 293         width = avctx->width / image->comps[compno].dx;
 294         height = avctx->height / image->comps[compno].dy;
 295         frame_ptr = (uint16_t*)frame->data[compno];
 296         for (y = 0; y < height; ++y) {
 297             image_index = y * width;
 298             frame_index = y * (frame->linesize[compno] / 2);
 299             for (x = 0; x < width; ++x) {
 300                 image->comps[compno].data[image_index++] = frame_ptr[frame_index++];
 301             }
 302         }
 303     }
 304
 305     return 1;
 306 }
 307
 308 static int libopenjpeg_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
 309                                     const AVFrame *frame, int *got_packet)
 310 {
 311     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 312     opj_cinfo_t *compress = ctx->compress;
 313     opj_image_t *image = ctx->image;
 314     opj_cio_t *stream;
 315     int cpyresult = 0;
 316     int ret, len;
 317
 318     // x0, y0 is the top left corner of the image
 319     // x1, y1 is the width, height of the reference grid
 320     image->x0 = 0;
 321     image->y0 = 0;
 322     image->x1 = (avctx->width - 1) * ctx->enc_params.subsampling_dx + 1;
 323     image->y1 = (avctx->height - 1) * ctx->enc_params.subsampling_dy + 1;
 324
 325     switch (avctx->pix_fmt) {
 326     case PIX_FMT_RGB24:
 327     case PIX_FMT_RGBA:
 328     case PIX_FMT_GRAY8A:
 329         cpyresult = libopenjpeg_copy_packed8(avctx, frame, image);
 330         break;
 331     case PIX_FMT_RGB48:
 332     case PIX_FMT_RGBA64:
 333         cpyresult = libopenjpeg_copy_packed16(avctx, frame, image);
 334         break;
 335     case PIX_FMT_GRAY8:
 336     case PIX_FMT_YUV420P:
 337     case PIX_FMT_YUV422P:
 338     case PIX_FMT_YUV440P:
 339     case PIX_FMT_YUV444P:
 340     case PIX_FMT_YUVA420P:
 341         cpyresult = libopenjpeg_copy_unpacked8(avctx, frame, image);
 342         break;
 343     case PIX_FMT_GRAY16:
 344     case PIX_FMT_YUV420P9:
 345     case PIX_FMT_YUV420P10:
 346     case PIX_FMT_YUV420P16:
 347     case PIX_FMT_YUV422P9:
 348     case PIX_FMT_YUV422P10:
 349     case PIX_FMT_YUV422P16:
 350     case PIX_FMT_YUV444P9:
 351     case PIX_FMT_YUV444P10:
 352     case PIX_FMT_YUV444P16:
 353         cpyresult = libopenjpeg_copy_unpacked16(avctx, frame, image);
 354         break;
 355     default:
 356         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "The frame's pixel format '%s' is not supported\n", av_get_pix_fmt_name(avctx->pix_fmt));
 357         return AVERROR(EINVAL);
 358         break;
 359     }
 360
 361     if (!cpyresult) {
 362         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not copy the frame data to the internal image buffer\n");
 363         return -1;
 364     }
 365
 366     opj_setup_encoder(compress, &ctx->enc_params, image);
 367     stream = opj_cio_open((opj_common_ptr)compress, NULL, 0);
 368     if (!stream) {
 369         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the cio stream\n");
 370         return AVERROR(ENOMEM);
 371     }
 372
 373     if (!opj_encode(compress, stream, image, NULL)) {
 374         opj_cio_close(stream);
 375         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error during the opj encode\n");
 376         return -1;
 377     }
 378
 379     len = cio_tell(stream);
 380     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, len)) < 0) {
 381         opj_cio_close(stream);
 382         return ret;
 383     }
 384
 385     memcpy(pkt->data, stream->buffer, len);
 386     pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 387     *got_packet = 1;
 388     opj_cio_close(stream);
 389     return 0;
 390 }
 391
 392 static av_cold int libopenjpeg_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 393 {
 394     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 395
 396     opj_destroy_compress(ctx->compress);
 397     opj_image_destroy(ctx->image);
 398     av_freep(&avctx->coded_frame);
 399     return 0 ;
 400 }
 401
 402 #define OFFSET(x) offsetof(LibOpenJPEGContext, x)
 403 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 404 static const AVOption options[] = {
 405     { "format",        "Codec Format",      OFFSET(format),        AV_OPT_TYPE_INT,   { CODEC_JP2   }, CODEC_J2K, CODEC_JP2,   VE, "format"      },
 406     { "j2k",           NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CODEC_J2K   }, 0,         0,           VE, "format"      },
 407     { "jp2",           NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CODEC_JP2   }, 0,         0,           VE, "format"      },
 408     { "profile",       NULL,                OFFSET(profile),       AV_OPT_TYPE_INT,   { STD_RSIZ    }, STD_RSIZ,  CINEMA4K,    VE, "profile"     },
 409     { "jpeg2000",      NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { STD_RSIZ    }, 0,         0,           VE, "profile"     },
 410     { "cinema2k",      NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CINEMA2K    }, 0,         0,           VE, "profile"     },
 411     { "cinema4k",      NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CINEMA4K    }, 0,         0,           VE, "profile"     },
 412     { "cinema_mode",   "Digital Cinema",    OFFSET(cinema_mode),   AV_OPT_TYPE_INT,   { OFF         }, OFF,       CINEMA4K_24, VE, "cinema_mode" },
 413     { "off",           NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { OFF         }, 0,         0,           VE, "cinema_mode" },
 414     { "2k_24",         NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CINEMA2K_24 }, 0,         0,           VE, "cinema_mode" },
 415     { "2k_48",         NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CINEMA2K_48 }, 0,         0,           VE, "cinema_mode" },
 416     { "4k_24",         NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CINEMA4K_24 }, 0,         0,           VE, "cinema_mode" },
 417     { "prog_order",    "Progression Order", OFFSET(prog_order),    AV_OPT_TYPE_INT,   { LRCP        }, LRCP,      CPRL,        VE, "prog_order"  },
 418     { "lrcp",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { LRCP        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
 419     { "rlcp",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { RLCP        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
 420     { "rpcl",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { RPCL        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
 421     { "pcrl",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { PCRL        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
 422     { "cprl",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CPRL        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
 423     { "numresolution", NULL,                OFFSET(numresolution), AV_OPT_TYPE_INT,   { 6           }, 1,         10,          VE                },
 424     { "numlayers",     NULL,                OFFSET(numlayers),     AV_OPT_TYPE_INT,   { 1           }, 1,         10,          VE                },
 425     { "disto_alloc",   NULL,                OFFSET(disto_alloc),   AV_OPT_TYPE_INT,   { 1           }, 0,         1,           VE                },
 426     { "fixed_alloc",   NULL,                OFFSET(fixed_alloc),   AV_OPT_TYPE_INT,   { 0           }, 0,         1,           VE                },
 427     { "fixed_quality", NULL,                OFFSET(fixed_quality), AV_OPT_TYPE_INT,   { 0           }, 0,         1,           VE                },
 428     { NULL },
 429 };
 430
 431 static const AVClass class = {
 432     .class_name = "libopenjpeg",
 433     .item_name  = av_default_item_name,
 434     .option     = options,
 435     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 436 };
 437
 438 AVCodec ff_libopenjpeg_encoder = {
 439     .name           = "libopenjpeg",
 440     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 441     .id             = CODEC_ID_JPEG2000,
 442     .priv_data_size = sizeof(LibOpenJPEGContext),
 443     .init           = libopenjpeg_encode_init,
 444     .encode2        = libopenjpeg_encode_frame,
 445     .close          = libopenjpeg_encode_close,
 446     .capabilities   = 0,
 447     .pix_fmts = (const enum PixelFormat[]){PIX_FMT_RGB24,PIX_FMT_RGBA,PIX_FMT_RGB48,PIX_FMT_RGBA64,
 448                                            PIX_FMT_GRAY8,PIX_FMT_GRAY8A,PIX_FMT_GRAY16,
 449                                            PIX_FMT_YUV420P,PIX_FMT_YUV422P,PIX_FMT_YUVA420P,
 450                                            PIX_FMT_YUV440P,PIX_FMT_YUV444P,
 451                                            PIX_FMT_YUV420P9,PIX_FMT_YUV422P9,PIX_FMT_YUV444P9,
 452                                            PIX_FMT_YUV420P10,PIX_FMT_YUV422P10,PIX_FMT_YUV444P10,
 453                                            PIX_FMT_YUV420P16,PIX_FMT_YUV422P16,PIX_FMT_YUV444P16,
 454                                            PIX_FMT_NONE},
 455     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("OpenJPEG JPEG 2000"),
 456     .priv_class     = &class,
 457 };