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 #define  OPJ_STATIC
  28 #include <openjpeg.h>
  29
  30 #include "libavutil/avassert.h"
  31 #include "libavutil/common.h"
  32 #include "libavutil/imgutils.h"
  33 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  34 #include "libavutil/opt.h"
  35 #include "avcodec.h"
  36 #include "internal.h"
  37
  38 typedef struct {
  39     AVClass *avclass;
  40     opj_image_t *image;
  41     opj_cparameters_t enc_params;
  42     opj_cinfo_t *compress;
  43     opj_event_mgr_t event_mgr;
  44     int format;
  45     int profile;
  46     int prog_order;
  47     int cinema_mode;
  48     int numresolution;
  49     int numlayers;
  50     int disto_alloc;
  51     int fixed_alloc;
  52     int fixed_quality;
  53 } LibOpenJPEGContext;
  54
  55 static void error_callback(const char *msg, void *data)
  56 {
  57     av_log(data, AV_LOG_ERROR, "%s\n", msg);
  58 }
  59
  60 static void warning_callback(const char *msg, void *data)
  61 {
  62     av_log(data, AV_LOG_WARNING, "%s\n", msg);
  63 }
  64
  65 static void info_callback(const char *msg, void *data)
  66 {
  67     av_log(data, AV_LOG_DEBUG, "%s\n", msg);
  68 }
  69
  70 static opj_image_t *mj2_create_image(AVCodecContext *avctx, opj_cparameters_t *parameters)
  71 {
  72     opj_image_cmptparm_t *cmptparm;
  73     opj_image_t *img;
  74     int i;
  75     int sub_dx[4];
  76     int sub_dy[4];
  77     int numcomps;
  78     OPJ_COLOR_SPACE color_space = CLRSPC_UNKNOWN;
  79
  80     sub_dx[0] = sub_dx[3] = 1;
  81     sub_dy[0] = sub_dy[3] = 1;
  82     sub_dx[1] = sub_dx[2] = 1<<av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].log2_chroma_w;
  83     sub_dy[1] = sub_dy[2] = 1<<av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].log2_chroma_h;
  84
  85     numcomps = av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].nb_components;
  86
  87     switch (avctx->pix_fmt) {
  88     case PIX_FMT_GRAY8:
  89     case PIX_FMT_GRAY8A:
  90     case PIX_FMT_GRAY16:
  91         color_space = CLRSPC_GRAY;
  92         break;
  93     case PIX_FMT_RGB24:
  94     case PIX_FMT_RGBA:
  95     case PIX_FMT_RGB48:
  96     case PIX_FMT_RGBA64:
  97         color_space = CLRSPC_SRGB;
  98         break;
  99     case PIX_FMT_YUV410P:
 100     case PIX_FMT_YUV411P:
 101     case PIX_FMT_YUV420P:
 102     case PIX_FMT_YUV422P:
 103     case PIX_FMT_YUV440P:
 104     case PIX_FMT_YUV444P:
 105     case PIX_FMT_YUVA420P:
 106     case PIX_FMT_YUVA422P:
 107     case PIX_FMT_YUVA444P:
 108     case PIX_FMT_YUV420P9:
 109     case PIX_FMT_YUV422P9:
 110     case PIX_FMT_YUV444P9:
 111     case PIX_FMT_YUV420P10:
 112     case PIX_FMT_YUV422P10:
 113     case PIX_FMT_YUV444P10:
 114     case PIX_FMT_YUV420P12:
 115     case PIX_FMT_YUV422P12:
 116     case PIX_FMT_YUV444P12:
 117     case PIX_FMT_YUV420P14:
 118     case PIX_FMT_YUV422P14:
 119     case PIX_FMT_YUV444P14:
 120     case PIX_FMT_YUV420P16:
 121     case PIX_FMT_YUV422P16:
 122     case PIX_FMT_YUV444P16:
 123         color_space = CLRSPC_SYCC;
 124         break;
 125     default:
 126         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 127                "The requested pixel format '%s' is not supported\n",
 128                av_get_pix_fmt_name(avctx->pix_fmt));
 129         return NULL;
 130     }
 131
 132     cmptparm = av_mallocz(numcomps * sizeof(*cmptparm));
 133     if (!cmptparm) {
 134         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Not enough memory\n");
 135         return NULL;
 136     }
 137     for (i = 0; i < numcomps; i++) {
 138         cmptparm[i].prec = av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].comp[i].depth_minus1 + 1;
 139         cmptparm[i].bpp = av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].comp[i].depth_minus1 + 1;
 140         cmptparm[i].sgnd = 0;
 141         cmptparm[i].dx = sub_dx[i];
 142         cmptparm[i].dy = sub_dy[i];
 143         cmptparm[i].w = avctx->width / sub_dx[i];
 144         cmptparm[i].h = avctx->height / sub_dy[i];
 145     }
 146
 147     img = opj_image_create(numcomps, cmptparm, color_space);
 148     av_freep(&cmptparm);
 149     return img;
 150 }
 151
 152 static av_cold int libopenjpeg_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 153 {
 154     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 155     int err = AVERROR(ENOMEM);
 156
 157     opj_set_default_encoder_parameters(&ctx->enc_params);
 158
 159     ctx->enc_params.cp_rsiz = ctx->profile;
 160     ctx->enc_params.mode = !!avctx->global_quality;
 161     ctx->enc_params.cp_cinema = ctx->cinema_mode;
 162     ctx->enc_params.prog_order = ctx->prog_order;
 163     ctx->enc_params.numresolution = ctx->numresolution;
 164     ctx->enc_params.cp_disto_alloc = ctx->disto_alloc;
 165     ctx->enc_params.cp_fixed_alloc = ctx->fixed_alloc;
 166     ctx->enc_params.cp_fixed_quality = ctx->fixed_quality;
 167     ctx->enc_params.tcp_numlayers = ctx->numlayers;
 168     ctx->enc_params.tcp_rates[0] = FFMAX(avctx->compression_level, 0) * 2;
 169
 170     ctx->compress = opj_create_compress(ctx->format);
 171     if (!ctx->compress) {
 172         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the compressor\n");
 173         return AVERROR(ENOMEM);
 174     }
 175
 176     avctx->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
 177     if (!avctx->coded_frame) {
 178         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error allocating coded frame\n");
 179         goto fail;
 180     }
 181
 182     ctx->image = mj2_create_image(avctx, &ctx->enc_params);
 183     if (!ctx->image) {
 184         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the mj2 image\n");
 185         err = AVERROR(EINVAL);
 186         goto fail;
 187     }
 188
 189     memset(&ctx->event_mgr, 0, sizeof(opj_event_mgr_t));
 190     ctx->event_mgr.info_handler    = info_callback;
 191     ctx->event_mgr.error_handler = error_callback;
 192     ctx->event_mgr.warning_handler = warning_callback;
 193     opj_set_event_mgr((opj_common_ptr)ctx->compress, &ctx->event_mgr, avctx);
 194
 195     return 0;
 196
 197 fail:
 198     av_freep(&ctx->compress);
 199     av_freep(&avctx->coded_frame);
 200     return err;
 201 }
 202
 203 static int libopenjpeg_copy_packed8(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 204 {
 205     int compno;
 206     int x;
 207     int y;
 208     int image_index;
 209     int frame_index;
 210     const int numcomps = image->numcomps;
 211
 212     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 213         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[0] / numcomps) {
 214             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error: frame's linesize is too small for the image\n");
 215             return 0;
 216         }
 217     }
 218
 219     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 220         for (y = 0; y < avctx->height; ++y) {
 221             image_index = y * avctx->width;
 222             frame_index = y * frame->linesize[0] + compno;
 223             for (x = 0; x < avctx->width; ++x) {
 224                 image->comps[compno].data[image_index++] = frame->data[0][frame_index];
 225                 frame_index += numcomps;
 226             }
 227         }
 228     }
 229
 230     return 1;
 231 }
 232
 233 static int libopenjpeg_copy_packed16(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 234 {
 235     int compno;
 236     int x;
 237     int y;
 238     int image_index;
 239     int frame_index;
 240     const int numcomps = image->numcomps;
 241     uint16_t *frame_ptr = (uint16_t*)frame->data[0];
 242
 243     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 244         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[0] / numcomps) {
 245             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error: frame's linesize is too small for the image\n");
 246             return 0;
 247         }
 248     }
 249
 250     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 251         for (y = 0; y < avctx->height; ++y) {
 252             image_index = y * avctx->width;
 253             frame_index = y * (frame->linesize[0] / 2) + compno;
 254             for (x = 0; x < avctx->width; ++x) {
 255                 image->comps[compno].data[image_index++] = frame_ptr[frame_index];
 256                 frame_index += numcomps;
 257             }
 258         }
 259     }
 260
 261     return 1;
 262 }
 263
 264 static int libopenjpeg_copy_unpacked8(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 265 {
 266     int compno;
 267     int x;
 268     int y;
 269     int width;
 270     int height;
 271     int image_index;
 272     int frame_index;
 273     const int numcomps = image->numcomps;
 274
 275     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 276         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[compno]) {
 277             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error: frame's linesize is too small for the image\n");
 278             return 0;
 279         }
 280     }
 281
 282     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 283         width = avctx->width / image->comps[compno].dx;
 284         height = avctx->height / image->comps[compno].dy;
 285         for (y = 0; y < height; ++y) {
 286             image_index = y * width;
 287             frame_index = y * frame->linesize[compno];
 288             for (x = 0; x < width; ++x)
 289                 image->comps[compno].data[image_index++] = frame->data[compno][frame_index++];
 290         }
 291     }
 292
 293     return 1;
 294 }
 295
 296 static int libopenjpeg_copy_unpacked16(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 297 {
 298     int compno;
 299     int x;
 300     int y;
 301     int width;
 302     int height;
 303     int image_index;
 304     int frame_index;
 305     const int numcomps = image->numcomps;
 306     uint16_t *frame_ptr;
 307
 308     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 309         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[compno]) {
 310             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error: frame's linesize is too small for the image\n");
 311             return 0;
 312         }
 313     }
 314
 315     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 316         width = avctx->width / image->comps[compno].dx;
 317         height = avctx->height / image->comps[compno].dy;
 318         frame_ptr = (uint16_t*)frame->data[compno];
 319         for (y = 0; y < height; ++y) {
 320             image_index = y * width;
 321             frame_index = y * (frame->linesize[compno] / 2);
 322             for (x = 0; x < width; ++x)
 323                 image->comps[compno].data[image_index++] = frame_ptr[frame_index++];
 324         }
 325     }
 326
 327     return 1;
 328 }
 329
 330 static int libopenjpeg_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
 331                                     const AVFrame *frame, int *got_packet)
 332 {
 333     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 334     opj_cinfo_t *compress = ctx->compress;
 335     opj_image_t *image    = ctx->image;
 336     opj_cio_t *stream;
 337     int cpyresult = 0;
 338     int ret, len;
 339
 340     // x0, y0 is the top left corner of the image
 341     // x1, y1 is the width, height of the reference grid
 342     image->x0 = 0;
 343     image->y0 = 0;
 344     image->x1 = (avctx->width  - 1) * ctx->enc_params.subsampling_dx + 1;
 345     image->y1 = (avctx->height - 1) * ctx->enc_params.subsampling_dy + 1;
 346
 347     switch (avctx->pix_fmt) {
 348     case PIX_FMT_RGB24:
 349     case PIX_FMT_RGBA:
 350     case PIX_FMT_GRAY8A:
 351         cpyresult = libopenjpeg_copy_packed8(avctx, frame, image);
 352         break;
 353     case PIX_FMT_RGB48:
 354     case PIX_FMT_RGBA64:
 355         cpyresult = libopenjpeg_copy_packed16(avctx, frame, image);
 356         break;
 357     case PIX_FMT_GRAY8:
 358     case PIX_FMT_YUV410P:
 359     case PIX_FMT_YUV411P:
 360     case PIX_FMT_YUV420P:
 361     case PIX_FMT_YUV422P:
 362     case PIX_FMT_YUV440P:
 363     case PIX_FMT_YUV444P:
 364     case PIX_FMT_YUVA420P:
 365     case PIX_FMT_YUVA422P:
 366     case PIX_FMT_YUVA444P:
 367         cpyresult = libopenjpeg_copy_unpacked8(avctx, frame, image);
 368         break;
 369     case PIX_FMT_GRAY16:
 370     case PIX_FMT_YUV420P9:
 371     case PIX_FMT_YUV422P9:
 372     case PIX_FMT_YUV444P9:
 373     case PIX_FMT_YUV444P10:
 374     case PIX_FMT_YUV422P10:
 375     case PIX_FMT_YUV420P10:
 376     case PIX_FMT_YUV420P12:
 377     case PIX_FMT_YUV422P12:
 378     case PIX_FMT_YUV444P12:
 379     case PIX_FMT_YUV420P14:
 380     case PIX_FMT_YUV422P14:
 381     case PIX_FMT_YUV444P14:
 382     case PIX_FMT_YUV444P16:
 383     case PIX_FMT_YUV422P16:
 384     case PIX_FMT_YUV420P16:
 385         cpyresult = libopenjpeg_copy_unpacked16(avctx, frame, image);
 386         break;
 387     default:
 388         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 389                "The frame's pixel format '%s' is not supported\n",
 390                av_get_pix_fmt_name(avctx->pix_fmt));
 391         return AVERROR(EINVAL);
 392         break;
 393     }
 394
 395     if (!cpyresult) {
 396         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 397                "Could not copy the frame data to the internal image buffer\n");
 398         return -1;
 399     }
 400
 401     opj_setup_encoder(compress, &ctx->enc_params, image);
 402     stream = opj_cio_open((opj_common_ptr)compress, NULL, 0);
 403     if (!stream) {
 404         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the cio stream\n");
 405         return AVERROR(ENOMEM);
 406     }
 407
 408     if (!opj_encode(compress, stream, image, NULL)) {
 409         opj_cio_close(stream);
 410         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error during the opj encode\n");
 411         return -1;
 412     }
 413
 414     len = cio_tell(stream);
 415     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, len)) < 0) {
 416         opj_cio_close(stream);
 417         return ret;
 418     }
 419
 420     memcpy(pkt->data, stream->buffer, len);
 421     pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 422     *got_packet = 1;
 423     opj_cio_close(stream);
 424     return 0;
 425 }
 426
 427 static av_cold int libopenjpeg_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 428 {
 429     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 430
 431     opj_destroy_compress(ctx->compress);
 432     opj_image_destroy(ctx->image);
 433     av_freep(&avctx->coded_frame);
 434     return 0;
 435 }
 436
 437 #define OFFSET(x) offsetof(LibOpenJPEGContext, x)
 438 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 439 static const AVOption options[] = {
 440     { "format",        "Codec Format",      OFFSET(format),        AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = CODEC_JP2   }, CODEC_J2K, CODEC_JP2,   VE, "format"      },
 441     { "j2k",           NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = CODEC_J2K   }, 0,         0,           VE, "format"      },
 442     { "jp2",           NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = CODEC_JP2   }, 0,         0,           VE, "format"      },
 443     { "profile",       NULL,                OFFSET(profile),       AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = STD_RSIZ    }, STD_RSIZ,  CINEMA4K,    VE, "profile"     },
 444     { "jpeg2000",      NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = STD_RSIZ    }, 0,         0,           VE, "profile"     },
 445     { "cinema2k",      NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = CINEMA2K    }, 0,         0,           VE, "profile"     },
 446     { "cinema4k",      NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = CINEMA4K    }, 0,         0,           VE, "profile"     },
 447     { "cinema_mode",   "Digital Cinema",    OFFSET(cinema_mode),   AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = OFF         }, OFF,       CINEMA4K_24, VE, "cinema_mode" },
 448     { "off",           NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = OFF         }, 0,         0,           VE, "cinema_mode" },
 449     { "2k_24",         NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = CINEMA2K_24 }, 0,         0,           VE, "cinema_mode" },
 450     { "2k_48",         NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = CINEMA2K_48 }, 0,         0,           VE, "cinema_mode" },
 451     { "4k_24",         NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = CINEMA4K_24 }, 0,         0,           VE, "cinema_mode" },
 452     { "prog_order",    "Progression Order", OFFSET(prog_order),    AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = LRCP        }, LRCP,      CPRL,        VE, "prog_order"  },
 453     { "lrcp",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = LRCP        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
 454     { "rlcp",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = RLCP        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
 455     { "rpcl",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = RPCL        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
 456     { "pcrl",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = PCRL        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
 457     { "cprl",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = CPRL        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
 458     { "numresolution", NULL,                OFFSET(numresolution), AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = 6           }, 1,         INT_MAX,     VE                },
 459     { "numlayers",     NULL,                OFFSET(numlayers),     AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = 1           }, 1,         10,          VE                },
 460     { "disto_alloc",   NULL,                OFFSET(disto_alloc),   AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = 1           }, 0,         1,           VE                },
 461     { "fixed_alloc",   NULL,                OFFSET(fixed_alloc),   AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = 0           }, 0,         1,           VE                },
 462     { "fixed_quality", NULL,                OFFSET(fixed_quality), AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = 0           }, 0,         1,           VE                },
 463     { NULL },
 464 };
 465
 466 static const AVClass class = {
 467     .class_name = "libopenjpeg",
 468     .item_name  = av_default_item_name,
 469     .option     = options,
 470     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 471 };
 472
 473 AVCodec ff_libopenjpeg_encoder = {
 474     .name           = "libopenjpeg",
 475     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 476     .id             = AV_CODEC_ID_JPEG2000,
 477     .priv_data_size = sizeof(LibOpenJPEGContext),
 478     .init           = libopenjpeg_encode_init,
 479     .encode2        = libopenjpeg_encode_frame,
 480     .close          = libopenjpeg_encode_close,
 481     .capabilities   = 0,
 482     .pix_fmts       = (const enum PixelFormat[]) {
 483         PIX_FMT_RGB24, PIX_FMT_RGBA, PIX_FMT_RGB48, PIX_FMT_RGBA64,
 484         PIX_FMT_GRAY8, PIX_FMT_GRAY8A, PIX_FMT_GRAY16,
 485         PIX_FMT_YUV420P, PIX_FMT_YUV422P, PIX_FMT_YUVA420P,
 486         PIX_FMT_YUV440P, PIX_FMT_YUV444P, PIX_FMT_YUVA422P,
 487         PIX_FMT_YUV411P, PIX_FMT_YUV410P, PIX_FMT_YUVA444P,
 488         PIX_FMT_YUV420P9, PIX_FMT_YUV422P9, PIX_FMT_YUV444P9,
 489         PIX_FMT_YUV420P10, PIX_FMT_YUV422P10, PIX_FMT_YUV444P10,
 490         PIX_FMT_YUV420P12, PIX_FMT_YUV422P12, PIX_FMT_YUV444P12,
 491         PIX_FMT_YUV420P14, PIX_FMT_YUV422P14, PIX_FMT_YUV444P14,
 492         PIX_FMT_YUV420P16, PIX_FMT_YUV422P16, PIX_FMT_YUV444P16,
 493         PIX_FMT_NONE
 494     },
 495     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("OpenJPEG JPEG 2000"),
 496     .priv_class     = &class,
 497 };