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_YUV420P:
  81         color_space = CLRSPC_SYCC;
  82         numcomps = 3;
  83         break;
  84     case PIX_FMT_YUV422P:
  85         color_space = CLRSPC_SYCC;
  86         numcomps = 3;
  87         break;
  88     case PIX_FMT_YUV440P:
  89         color_space = CLRSPC_SYCC;
  90         numcomps = 3;
  91         break;
  92     case PIX_FMT_YUV444P:
  93         color_space = CLRSPC_SYCC;
  94         numcomps = 3;
  95         break;
  96     case PIX_FMT_YUVA420P:
  97         color_space = CLRSPC_SYCC;
  98         numcomps = 4;
  99         break;
 100     case PIX_FMT_YUV420P9:
 101     case PIX_FMT_YUV422P9:
 102     case PIX_FMT_YUV444P9:
 103         color_space = CLRSPC_SYCC;
 104         numcomps = 3;
 105         bpp = 9;
 106         break;
 107     case PIX_FMT_YUV420P10:
 108     case PIX_FMT_YUV422P10:
 109     case PIX_FMT_YUV444P10:
 110         color_space = CLRSPC_SYCC;
 111         numcomps = 3;
 112         bpp = 10;
 113         break;
 114     case PIX_FMT_YUV420P16:
 115     case PIX_FMT_YUV422P16:
 116     case PIX_FMT_YUV444P16:
 117         color_space = CLRSPC_SYCC;
 118         numcomps = 3;
 119         bpp = 16;
 120         break;
 121     default:
 122         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "The requested pixel format '%s' is not supported\n", av_get_pix_fmt_name(avctx->pix_fmt));
 123         return NULL;
 124     }
 125
 126     cmptparm = av_mallocz(numcomps * sizeof(opj_image_cmptparm_t));
 127     if (!cmptparm) {
 128         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Not enough memory");
 129         return NULL;
 130     }
 131     for (i = 0; i < numcomps; i++) {
 132         cmptparm[i].prec = bpp;
 133         cmptparm[i].bpp = bpp;
 134         cmptparm[i].sgnd = 0;
 135         cmptparm[i].dx = sub_dx[i];
 136         cmptparm[i].dy = sub_dy[i];
 137         cmptparm[i].w = avctx->width / sub_dx[i];
 138         cmptparm[i].h = avctx->height / sub_dy[i];
 139     }
 140
 141     img = opj_image_create(numcomps, cmptparm, color_space);
 142     av_freep(&cmptparm);
 143     return img;
 144 }
 145
 146 static av_cold int libopenjpeg_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 147 {
 148     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 149
 150     opj_set_default_encoder_parameters(&ctx->enc_params);
 151     ctx->enc_params.tcp_numlayers = 1;
 152     ctx->enc_params.tcp_rates[0] = FFMAX(avctx->compression_level, 0) * 2;
 153     ctx->enc_params.cp_disto_alloc = 1;
 154
 155     ctx->compress = opj_create_compress(CODEC_J2K);
 156     if (!ctx->compress) {
 157         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the compressor\n");
 158         return AVERROR(ENOMEM);
 159     }
 160
 161     avctx->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
 162     if (!avctx->coded_frame) {
 163         av_freep(&ctx->compress);
 164         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error allocating coded frame\n");
 165         return AVERROR(ENOMEM);
 166     }
 167
 168     ctx->image = mj2_create_image(avctx, &ctx->enc_params);
 169     if (!ctx->image) {
 170         av_freep(&ctx->compress);
 171         av_freep(&avctx->coded_frame);
 172         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the mj2 image\n");
 173         return AVERROR(EINVAL);
 174     }
 175
 176     memset(&ctx->event_mgr, 0, sizeof(opj_event_mgr_t));
 177     ctx->event_mgr.error_handler = error_callback;
 178     ctx->event_mgr.warning_handler = warning_callback;
 179     ctx->event_mgr.info_handler = NULL;
 180     opj_set_event_mgr((opj_common_ptr)ctx->compress, &ctx->event_mgr, avctx);
 181
 182     return 0;
 183 }
 184
 185 static int libopenjpeg_copy_rgba(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame, opj_image_t *image, int numcomps)
 186 {
 187     int compno;
 188     int x;
 189     int y;
 190
 191     av_assert0(numcomps == 1 || numcomps == 3 || numcomps == 4);
 192
 193     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 194         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[0] / numcomps) {
 195             return 0;
 196         }
 197     }
 198
 199     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 200         for (y = 0; y < avctx->height; ++y) {
 201             for (x = 0; x < avctx->width; ++x) {
 202                 image->comps[compno].data[y * avctx->width + x] = frame->data[0][y * frame->linesize[0] + x * numcomps + compno];
 203             }
 204         }
 205     }
 206
 207     return 1;
 208 }
 209
 210 static int libopenjpeg_copy_yuv8(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 211 {
 212     int compno;
 213     int x;
 214     int y;
 215     int width;
 216     int height;
 217     const int numcomps = avctx->pix_fmt == PIX_FMT_YUVA420P ? 4 : 3;
 218
 219     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 220         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[compno]) {
 221             return 0;
 222         }
 223     }
 224
 225     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 226         width = avctx->width / image->comps[compno].dx;
 227         height = avctx->height / image->comps[compno].dy;
 228         for (y = 0; y < height; ++y) {
 229             for (x = 0; x < width; ++x) {
 230                 image->comps[compno].data[y * width + x] = frame->data[compno][y * frame->linesize[compno] + x];
 231             }
 232         }
 233     }
 234
 235     return 1;
 236 }
 237
 238 static int libopenjpeg_copy_yuv16(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 239 {
 240     int compno;
 241     int x;
 242     int y;
 243     int width;
 244     int height;
 245     const int numcomps = 3;
 246     uint16_t *frame_ptr;
 247
 248     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 249         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[compno]) {
 250             return 0;
 251         }
 252     }
 253
 254     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 255         width = avctx->width / image->comps[compno].dx;
 256         height = avctx->height / image->comps[compno].dy;
 257         frame_ptr = (uint16_t*)frame->data[compno];
 258         for (y = 0; y < height; ++y) {
 259             for (x = 0; x < width; ++x) {
 260                 image->comps[compno].data[y * width + x] = frame_ptr[y * (frame->linesize[compno] / 2) + x];
 261             }
 262         }
 263     }
 264
 265     return 1;
 266 }
 267
 268 static int libopenjpeg_encode_frame(AVCodecContext *avctx, uint8_t *buf, int buf_size, void *data)
 269 {
 270     AVFrame *frame = data;
 271     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 272     opj_cinfo_t *compress = ctx->compress;
 273     opj_image_t *image = ctx->image;
 274     opj_cio_t *stream;
 275     int cpyresult = 0;
 276     int len = 0;
 277
 278     // x0, y0 is the top left corner of the image
 279     // x1, y1 is the width, height of the reference grid
 280     image->x0 = 0;
 281     image->y0 = 0;
 282     image->x1 = (avctx->width - 1) * ctx->enc_params.subsampling_dx + 1;
 283     image->y1 = (avctx->height - 1) * ctx->enc_params.subsampling_dy + 1;
 284
 285     switch (avctx->pix_fmt) {
 286     case PIX_FMT_GRAY8:
 287         cpyresult = libopenjpeg_copy_rgba(avctx, frame, image, 1);
 288         break;
 289     case PIX_FMT_RGB24:
 290         cpyresult = libopenjpeg_copy_rgba(avctx, frame, image, 3);
 291         break;
 292     case PIX_FMT_RGBA:
 293         cpyresult = libopenjpeg_copy_rgba(avctx, frame, image, 4);
 294         break;
 295     case PIX_FMT_YUV420P:
 296     case PIX_FMT_YUV422P:
 297     case PIX_FMT_YUV440P:
 298     case PIX_FMT_YUV444P:
 299     case PIX_FMT_YUVA420P:
 300         cpyresult = libopenjpeg_copy_yuv8(avctx, frame, image);
 301         break;
 302     case PIX_FMT_YUV420P9:
 303     case PIX_FMT_YUV420P10:
 304     case PIX_FMT_YUV420P16:
 305     case PIX_FMT_YUV422P9:
 306     case PIX_FMT_YUV422P10:
 307     case PIX_FMT_YUV422P16:
 308     case PIX_FMT_YUV444P9:
 309     case PIX_FMT_YUV444P10:
 310     case PIX_FMT_YUV444P16:
 311         cpyresult = libopenjpeg_copy_yuv16(avctx, frame, image);
 312         break;
 313     default:
 314         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "The frame's pixel format '%s' is not supported\n", av_get_pix_fmt_name(avctx->pix_fmt));
 315         return AVERROR(EINVAL);
 316         break;
 317     }
 318
 319     if (!cpyresult) {
 320         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not copy the frame data to the internal image buffer\n");
 321         return -1;
 322     }
 323
 324     opj_setup_encoder(compress, &ctx->enc_params, image);
 325     stream = opj_cio_open((opj_common_ptr)compress, NULL, 0);
 326     if (!stream) {
 327         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the cio stream\n");
 328         return AVERROR(ENOMEM);
 329     }
 330
 331     if (!opj_encode(compress, stream, image, NULL)) {
 332         opj_cio_close(stream);
 333         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error during the opj encode\n");
 334         return -1;
 335     }
 336
 337     len = cio_tell(stream);
 338     if (len > buf_size) {
 339         opj_cio_close(stream);
 340         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error with buf_size, not large enough to hold the frame\n");
 341         return -1;
 342     }
 343
 344     memcpy(buf, stream->buffer, len);
 345     opj_cio_close(stream);
 346     return len;
 347 }
 348
 349 static av_cold int libopenjpeg_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 350 {
 351     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 352
 353     opj_destroy_compress(ctx->compress);
 354     opj_image_destroy(ctx->image);
 355     av_freep(&avctx->coded_frame);
 356     return 0 ;
 357 }
 358
 359
 360 AVCodec ff_libopenjpeg_encoder = {
 361     .name           = "libopenjpeg",
 362     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 363     .id             = CODEC_ID_JPEG2000,
 364     .priv_data_size = sizeof(LibOpenJPEGContext),
 365     .init           = libopenjpeg_encode_init,
 366     .encode         = libopenjpeg_encode_frame,
 367     .close          = libopenjpeg_encode_close,
 368     .capabilities   = 0,
 369     .pix_fmts = (const enum PixelFormat[]){PIX_FMT_RGB24,PIX_FMT_RGBA,PIX_FMT_GRAY8,
 370                                            PIX_FMT_YUV420P,PIX_FMT_YUV422P,PIX_FMT_YUVA420P,
 371                                            PIX_FMT_YUV440P,PIX_FMT_YUV444P,
 372                                            PIX_FMT_YUV420P9,PIX_FMT_YUV422P9,PIX_FMT_YUV444P9,
 373                                            PIX_FMT_YUV420P10,PIX_FMT_YUV422P10,PIX_FMT_YUV444P10,
 374                                            PIX_FMT_YUV420P16,PIX_FMT_YUV422P16,PIX_FMT_YUV444P16,
 375                                            PIX_FMT_NONE},
 376     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("OpenJPEG based JPEG 2000 encoder"),
 377 } ;