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_RGB24:
  73         color_space = CLRSPC_SRGB;
  74         numcomps = 3;
  75         break;
  76     case PIX_FMT_RGBA:
  77         color_space = CLRSPC_SRGB;
  78         numcomps = 4;
  79         break;
  80     case PIX_FMT_RGB48:
  81         color_space = CLRSPC_SRGB;
  82         numcomps = 3;
  83         bpp = 16;
  84         break;
  85     case PIX_FMT_YUV420P:
  86         color_space = CLRSPC_SYCC;
  87         numcomps = 3;
  88         break;
  89     case PIX_FMT_YUV422P:
  90         color_space = CLRSPC_SYCC;
  91         numcomps = 3;
  92         break;
  93     case PIX_FMT_YUV440P:
  94         color_space = CLRSPC_SYCC;
  95         numcomps = 3;
  96         break;
  97     case PIX_FMT_YUV444P:
  98         color_space = CLRSPC_SYCC;
  99         numcomps = 3;
 100         break;
 101     case PIX_FMT_YUVA420P:
 102         color_space = CLRSPC_SYCC;
 103         numcomps = 4;
 104         break;
 105     case PIX_FMT_YUV420P9:
 106     case PIX_FMT_YUV422P9:
 107     case PIX_FMT_YUV444P9:
 108         color_space = CLRSPC_SYCC;
 109         numcomps = 3;
 110         bpp = 9;
 111         break;
 112     case PIX_FMT_YUV420P10:
 113     case PIX_FMT_YUV422P10:
 114     case PIX_FMT_YUV444P10:
 115         color_space = CLRSPC_SYCC;
 116         numcomps = 3;
 117         bpp = 10;
 118         break;
 119     case PIX_FMT_YUV420P16:
 120     case PIX_FMT_YUV422P16:
 121     case PIX_FMT_YUV444P16:
 122         color_space = CLRSPC_SYCC;
 123         numcomps = 3;
 124         bpp = 16;
 125         break;
 126     default:
 127         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "The requested pixel format '%s' is not supported\n", av_get_pix_fmt_name(avctx->pix_fmt));
 128         return NULL;
 129     }
 130
 131     cmptparm = av_mallocz(numcomps * sizeof(opj_image_cmptparm_t));
 132     if (!cmptparm) {
 133         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Not enough memory");
 134         return NULL;
 135     }
 136     for (i = 0; i < numcomps; i++) {
 137         cmptparm[i].prec = bpp;
 138         cmptparm[i].bpp = bpp;
 139         cmptparm[i].sgnd = 0;
 140         cmptparm[i].dx = sub_dx[i];
 141         cmptparm[i].dy = sub_dy[i];
 142         cmptparm[i].w = avctx->width / sub_dx[i];
 143         cmptparm[i].h = avctx->height / sub_dy[i];
 144     }
 145
 146     img = opj_image_create(numcomps, cmptparm, color_space);
 147     av_freep(&cmptparm);
 148     return img;
 149 }
 150
 151 static av_cold int libopenjpeg_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 152 {
 153     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 154
 155     opj_set_default_encoder_parameters(&ctx->enc_params);
 156     ctx->enc_params.tcp_numlayers = 1;
 157     ctx->enc_params.tcp_rates[0] = FFMAX(avctx->compression_level, 0) * 2;
 158     ctx->enc_params.cp_disto_alloc = 1;
 159
 160     ctx->compress = opj_create_compress(CODEC_J2K);
 161     if (!ctx->compress) {
 162         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the compressor\n");
 163         return AVERROR(ENOMEM);
 164     }
 165
 166     avctx->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
 167     if (!avctx->coded_frame) {
 168         av_freep(&ctx->compress);
 169         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error allocating coded frame\n");
 170         return AVERROR(ENOMEM);
 171     }
 172
 173     ctx->image = mj2_create_image(avctx, &ctx->enc_params);
 174     if (!ctx->image) {
 175         av_freep(&ctx->compress);
 176         av_freep(&avctx->coded_frame);
 177         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the mj2 image\n");
 178         return AVERROR(EINVAL);
 179     }
 180
 181     memset(&ctx->event_mgr, 0, sizeof(opj_event_mgr_t));
 182     ctx->event_mgr.error_handler = error_callback;
 183     ctx->event_mgr.warning_handler = warning_callback;
 184     ctx->event_mgr.info_handler = NULL;
 185     opj_set_event_mgr((opj_common_ptr)ctx->compress, &ctx->event_mgr, avctx);
 186
 187     return 0;
 188 }
 189
 190 static int libopenjpeg_copy_rgba(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame, opj_image_t *image, int numcomps)
 191 {
 192     int compno;
 193     int x;
 194     int y;
 195
 196     av_assert0(numcomps == 1 || numcomps == 3 || numcomps == 4);
 197
 198     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 199         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[0] / numcomps) {
 200             return 0;
 201         }
 202     }
 203
 204     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 205         for (y = 0; y < avctx->height; ++y) {
 206             for (x = 0; x < avctx->width; ++x) {
 207                 image->comps[compno].data[y * avctx->width + x] = frame->data[0][y * frame->linesize[0] + x * numcomps + compno];
 208             }
 209         }
 210     }
 211
 212     return 1;
 213 }
 214
 215 static int libopenjpeg_copy_rgb16(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame, opj_image_t *image, int numcomps)
 216 {
 217     int compno;
 218     int x;
 219     int y;
 220     uint16_t *frame_ptr = (uint16_t*)frame->data[0];
 221
 222     av_assert0(numcomps == 3);
 223
 224     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 225         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[0] / numcomps) {
 226             return 0;
 227         }
 228     }
 229
 230     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 231         for (y = 0; y < avctx->height; ++y) {
 232             for (x = 0; x < avctx->width; ++x) {
 233                 image->comps[compno].data[y * avctx->width + x] = frame_ptr[y * frame->linesize[0] / 2 + x * numcomps + compno];
 234             }
 235         }
 236     }
 237
 238     return 1;
 239 }
 240
 241 static int libopenjpeg_copy_yuv8(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 242 {
 243     int compno;
 244     int x;
 245     int y;
 246     int width;
 247     int height;
 248     const int numcomps = avctx->pix_fmt == PIX_FMT_YUVA420P ? 4 : 3;
 249
 250     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 251         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[compno]) {
 252             return 0;
 253         }
 254     }
 255
 256     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 257         width = avctx->width / image->comps[compno].dx;
 258         height = avctx->height / image->comps[compno].dy;
 259         for (y = 0; y < height; ++y) {
 260             for (x = 0; x < width; ++x) {
 261                 image->comps[compno].data[y * width + x] = frame->data[compno][y * frame->linesize[compno] + x];
 262             }
 263         }
 264     }
 265
 266     return 1;
 267 }
 268
 269 static int libopenjpeg_copy_yuv16(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 270 {
 271     int compno;
 272     int x;
 273     int y;
 274     int width;
 275     int height;
 276     const int numcomps = 3;
 277     uint16_t *frame_ptr;
 278
 279     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 280         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[compno]) {
 281             return 0;
 282         }
 283     }
 284
 285     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 286         width = avctx->width / image->comps[compno].dx;
 287         height = avctx->height / image->comps[compno].dy;
 288         frame_ptr = (uint16_t*)frame->data[compno];
 289         for (y = 0; y < height; ++y) {
 290             for (x = 0; x < width; ++x) {
 291                 image->comps[compno].data[y * width + x] = frame_ptr[y * (frame->linesize[compno] / 2) + x];
 292             }
 293         }
 294     }
 295
 296     return 1;
 297 }
 298
 299 static int libopenjpeg_encode_frame(AVCodecContext *avctx, uint8_t *buf, int buf_size, void *data)
 300 {
 301     AVFrame *frame = data;
 302     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 303     opj_cinfo_t *compress = ctx->compress;
 304     opj_image_t *image = ctx->image;
 305     opj_cio_t *stream;
 306     int cpyresult = 0;
 307     int len = 0;
 308
 309     // x0, y0 is the top left corner of the image
 310     // x1, y1 is the width, height of the reference grid
 311     image->x0 = 0;
 312     image->y0 = 0;
 313     image->x1 = (avctx->width - 1) * ctx->enc_params.subsampling_dx + 1;
 314     image->y1 = (avctx->height - 1) * ctx->enc_params.subsampling_dy + 1;
 315
 316     switch (avctx->pix_fmt) {
 317     case PIX_FMT_GRAY8:
 318         cpyresult = libopenjpeg_copy_rgba(avctx, frame, image, 1);
 319         break;
 320     case PIX_FMT_RGB24:
 321         cpyresult = libopenjpeg_copy_rgba(avctx, frame, image, 3);
 322         break;
 323     case PIX_FMT_RGBA:
 324         cpyresult = libopenjpeg_copy_rgba(avctx, frame, image, 4);
 325         break;
 326     case PIX_FMT_RGB48:
 327         cpyresult = libopenjpeg_copy_rgb16(avctx, frame, image, 3);
 328         break;
 329     case PIX_FMT_YUV420P:
 330     case PIX_FMT_YUV422P:
 331     case PIX_FMT_YUV440P:
 332     case PIX_FMT_YUV444P:
 333     case PIX_FMT_YUVA420P:
 334         cpyresult = libopenjpeg_copy_yuv8(avctx, frame, image);
 335         break;
 336     case PIX_FMT_YUV420P9:
 337     case PIX_FMT_YUV420P10:
 338     case PIX_FMT_YUV420P16:
 339     case PIX_FMT_YUV422P9:
 340     case PIX_FMT_YUV422P10:
 341     case PIX_FMT_YUV422P16:
 342     case PIX_FMT_YUV444P9:
 343     case PIX_FMT_YUV444P10:
 344     case PIX_FMT_YUV444P16:
 345         cpyresult = libopenjpeg_copy_yuv16(avctx, frame, image);
 346         break;
 347     default:
 348         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "The frame's pixel format '%s' is not supported\n", av_get_pix_fmt_name(avctx->pix_fmt));
 349         return AVERROR(EINVAL);
 350         break;
 351     }
 352
 353     if (!cpyresult) {
 354         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not copy the frame data to the internal image buffer\n");
 355         return -1;
 356     }
 357
 358     opj_setup_encoder(compress, &ctx->enc_params, image);
 359     stream = opj_cio_open((opj_common_ptr)compress, NULL, 0);
 360     if (!stream) {
 361         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the cio stream\n");
 362         return AVERROR(ENOMEM);
 363     }
 364
 365     if (!opj_encode(compress, stream, image, NULL)) {
 366         opj_cio_close(stream);
 367         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error during the opj encode\n");
 368         return -1;
 369     }
 370
 371     len = cio_tell(stream);
 372     if (len > buf_size) {
 373         opj_cio_close(stream);
 374         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error with buf_size, not large enough to hold the frame\n");
 375         return -1;
 376     }
 377
 378     memcpy(buf, stream->buffer, len);
 379     opj_cio_close(stream);
 380     return len;
 381 }
 382
 383 static av_cold int libopenjpeg_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 384 {
 385     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 386
 387     opj_destroy_compress(ctx->compress);
 388     opj_image_destroy(ctx->image);
 389     av_freep(&avctx->coded_frame);
 390     return 0 ;
 391 }
 392
 393
 394 AVCodec ff_libopenjpeg_encoder = {
 395     .name           = "libopenjpeg",
 396     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 397     .id             = CODEC_ID_JPEG2000,
 398     .priv_data_size = sizeof(LibOpenJPEGContext),
 399     .init           = libopenjpeg_encode_init,
 400     .encode         = libopenjpeg_encode_frame,
 401     .close          = libopenjpeg_encode_close,
 402     .capabilities   = 0,
 403     .pix_fmts = (const enum PixelFormat[]){PIX_FMT_RGB24,PIX_FMT_RGBA,PIX_FMT_RGB48,PIX_FMT_GRAY8,
 404                                            PIX_FMT_YUV420P,PIX_FMT_YUV422P,PIX_FMT_YUVA420P,
 405                                            PIX_FMT_YUV440P,PIX_FMT_YUV444P,
 406                                            PIX_FMT_YUV420P9,PIX_FMT_YUV422P9,PIX_FMT_YUV444P9,
 407                                            PIX_FMT_YUV420P10,PIX_FMT_YUV422P10,PIX_FMT_YUV444P10,
 408                                            PIX_FMT_YUV420P16,PIX_FMT_YUV422P16,PIX_FMT_YUV444P16,
 409                                            PIX_FMT_NONE},
 410     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("OpenJPEG based JPEG 2000 encoder"),
 411 } ;