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 Libav.
   6  *
   7  * Libav 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  * Libav 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 Libav; 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/opt.h"
  31 #include "libavutil/imgutils.h"
  32 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  33 #include "avcodec.h"
  34 #include "internal.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 prog_order;
  45     int cinema_mode;
  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(data, AV_LOG_ERROR, "%s\n", msg);
  56 }
  57
  58 static void warning_callback(const char *msg, void *data)
  59 {
  60     av_log(data, AV_LOG_WARNING, "%s\n", msg);
  61 }
  62
  63 static void info_callback(const char *msg, void *data)
  64 {
  65     av_log(data, AV_LOG_DEBUG, "%s\n", msg);
  66 }
  67
  68 static opj_image_t *libopenjpeg_create_image(AVCodecContext *avctx,
  69                                              opj_cparameters_t *parameters)
  70 {
  71     opj_image_cmptparm_t *cmptparm;
  72     OPJ_COLOR_SPACE color_space;
  73     opj_image_t *img;
  74     int i;
  75     int sub_dx[4];
  76     int sub_dy[4];
  77     int numcomps = av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].nb_components;
  78
  79     sub_dx[0] = sub_dx[3] = 1;
  80     sub_dy[0] = sub_dy[3] = 1;
  81     sub_dx[1] = sub_dx[2] =
  82         1 << av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].log2_chroma_w;
  83     sub_dy[1] = sub_dy[2] =
  84         1 << av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].log2_chroma_h;
  85
  86
  87     switch (avctx->pix_fmt) {
  88     case PIX_FMT_GRAY8:
  89     case PIX_FMT_GRAY16:
  90     case PIX_FMT_Y400A:
  91         color_space = CLRSPC_GRAY;
  92         break;
  93     case PIX_FMT_RGB24:
  94     case PIX_FMT_RGBA:
  95     case PIX_FMT_RGB48:
  96         color_space = CLRSPC_SRGB;
  97         break;
  98     case PIX_FMT_YUV410P:
  99     case PIX_FMT_YUV411P:
 100     case PIX_FMT_YUV420P:
 101     case PIX_FMT_YUV422P:
 102     case PIX_FMT_YUV440P:
 103     case PIX_FMT_YUV444P:
 104     case PIX_FMT_YUVA420P:
 105     case PIX_FMT_YUV420P9:
 106     case PIX_FMT_YUV422P9:
 107     case PIX_FMT_YUV444P9:
 108     case PIX_FMT_YUV420P10:
 109     case PIX_FMT_YUV422P10:
 110     case PIX_FMT_YUV444P10:
 111     case PIX_FMT_YUV420P16:
 112     case PIX_FMT_YUV422P16:
 113     case PIX_FMT_YUV444P16:
 114         color_space = CLRSPC_SYCC;
 115         break;
 116     default:
 117         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 118                "The requested pixel format '%s' is not supported\n",
 119                av_get_pix_fmt_name(avctx->pix_fmt));
 120         return NULL;
 121     }
 122
 123     cmptparm = av_mallocz(numcomps * sizeof(*cmptparm));
 124     if (!cmptparm) {
 125         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Not enough memory");
 126         return NULL;
 127     }
 128
 129     for (i = 0; i < numcomps; i++) {
 130         cmptparm[i].prec =
 131             av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].comp[i].depth_minus1 + 1;
 132         cmptparm[i].bpp  =
 133             av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].comp[i].depth_minus1 + 1;
 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     int err = AVERROR(ENOMEM);
 150
 151     opj_set_default_encoder_parameters(&ctx->enc_params);
 152
 153     ctx->enc_params.cp_rsiz          = ctx->profile;
 154     ctx->enc_params.mode             = !!avctx->global_quality;
 155     ctx->enc_params.cp_cinema        = ctx->cinema_mode;
 156     ctx->enc_params.prog_order       = ctx->prog_order;
 157     ctx->enc_params.numresolution    = ctx->numresolution;
 158     ctx->enc_params.cp_disto_alloc   = ctx->disto_alloc;
 159     ctx->enc_params.cp_fixed_alloc   = ctx->fixed_alloc;
 160     ctx->enc_params.cp_fixed_quality = ctx->fixed_quality;
 161     ctx->enc_params.tcp_numlayers    = ctx->numlayers;
 162     ctx->enc_params.tcp_rates[0]     = FFMAX(avctx->compression_level, 0) * 2;
 163
 164     ctx->compress = opj_create_compress(ctx->format);
 165     if (!ctx->compress) {
 166         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the compressor\n");
 167         return AVERROR(ENOMEM);
 168     }
 169
 170     avctx->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
 171     if (!avctx->coded_frame) {
 172         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error allocating coded frame\n");
 173         goto fail;
 174     }
 175
 176     ctx->image = libopenjpeg_create_image(avctx, &ctx->enc_params);
 177     if (!ctx->image) {
 178         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the mj2 image\n");
 179         err = AVERROR(EINVAL);
 180         goto fail;
 181     }
 182
 183     ctx->event_mgr.info_handler    = info_callback;
 184     ctx->event_mgr.error_handler   = error_callback;
 185     ctx->event_mgr.warning_handler = warning_callback;
 186     opj_set_event_mgr((opj_common_ptr)ctx->compress, &ctx->event_mgr, avctx);
 187
 188     return 0;
 189
 190 fail:
 191     av_freep(&ctx->compress);
 192     av_freep(&avctx->coded_frame);
 193     return err;
 194 }
 195
 196 static void libopenjpeg_copy_packed8(AVCodecContext *avctx,
 197                                      const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 198 {
 199     int compno;
 200     int x, y;
 201     int image_index, frame_index;
 202     const int numcomps = image->numcomps;
 203
 204     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 205         for (y = 0; y < avctx->height; ++y) {
 206             image_index = y * avctx->width;
 207             frame_index = y * frame->linesize[0] + compno;
 208             for (x = 0; x < avctx->width; ++x) {
 209                 image->comps[compno].data[image_index++] =
 210                     frame->data[0][frame_index];
 211                 frame_index += numcomps;
 212             }
 213         }
 214     }
 215 }
 216
 217 static void libopenjpeg_copy_packed16(AVCodecContext *avctx,
 218                                       const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 219 {
 220     int compno;
 221     int x, y;
 222     int image_index, frame_index;
 223     const int numcomps = image->numcomps;
 224     uint16_t *frame_ptr = (uint16_t*)frame->data[0];
 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++] =
 232                     frame_ptr[frame_index];
 233                 frame_index += numcomps;
 234             }
 235         }
 236     }
 237 }
 238
 239 static void libopenjpeg_copy_unpacked8(AVCodecContext *avctx,
 240                                        const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 241 {
 242     int compno;
 243     int x, y;
 244     int width, height;
 245     int image_index, frame_index;
 246     const int numcomps = image->numcomps;
 247
 248     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 249         width  = avctx->width  / image->comps[compno].dx;
 250         height = avctx->height / image->comps[compno].dy;
 251         for (y = 0; y < height; ++y) {
 252             image_index = y * width;
 253             frame_index = y * frame->linesize[compno];
 254             for (x = 0; x < width; ++x) {
 255                 image->comps[compno].data[image_index++] =
 256                     frame->data[compno][frame_index++];
 257             }
 258         }
 259     }
 260 }
 261
 262 static void libopenjpeg_copy_unpacked16(AVCodecContext *avctx,
 263                                         const AVFrame *frame,
 264                                         opj_image_t *image)
 265 {
 266     int compno;
 267     int x, y;
 268     int width, height;
 269     int image_index, frame_index;
 270     const int numcomps = image->numcomps;
 271     uint16_t *frame_ptr;
 272
 273     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 274         width  = avctx->width  / image->comps[compno].dx;
 275         height = avctx->height / image->comps[compno].dy;
 276         frame_ptr = (uint16_t*)frame->data[compno];
 277         for (y = 0; y < height; ++y) {
 278             image_index = y * width;
 279             frame_index = y * (frame->linesize[compno] / 2);
 280             for (x = 0; x < width; ++x) {
 281                 image->comps[compno].data[image_index++] =
 282                     frame_ptr[frame_index++];
 283             }
 284         }
 285     }
 286 }
 287
 288 static int libopenjpeg_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
 289                                     const AVFrame *frame, int *got_packet)
 290 {
 291     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 292     opj_cinfo_t *compress = ctx->compress;
 293     opj_image_t *image = ctx->image;
 294     opj_cio_t *stream;
 295     int ret, len;
 296
 297     // x0, y0 is the top left corner of the image
 298     // x1, y1 is the width, height of the reference grid
 299     image->x0 = 0;
 300     image->y0 = 0;
 301     image->x1 = (avctx->width - 1)  * ctx->enc_params.subsampling_dx + 1;
 302     image->y1 = (avctx->height - 1) * ctx->enc_params.subsampling_dy + 1;
 303
 304     switch (avctx->pix_fmt) {
 305     case PIX_FMT_RGB24:
 306     case PIX_FMT_RGBA:
 307     case PIX_FMT_Y400A:
 308         libopenjpeg_copy_packed8(avctx, frame, image);
 309         break;
 310     case PIX_FMT_RGB48:
 311         libopenjpeg_copy_packed16(avctx, frame, image);
 312         break;
 313     case PIX_FMT_GRAY8:
 314     case PIX_FMT_YUV410P:
 315     case PIX_FMT_YUV411P:
 316     case PIX_FMT_YUV420P:
 317     case PIX_FMT_YUV422P:
 318     case PIX_FMT_YUV440P:
 319     case PIX_FMT_YUV444P:
 320     case PIX_FMT_YUVA420P:
 321         libopenjpeg_copy_unpacked8(avctx, frame, image);
 322         break;
 323     case PIX_FMT_GRAY16:
 324     case PIX_FMT_YUV420P9:
 325     case PIX_FMT_YUV422P9:
 326     case PIX_FMT_YUV444P9:
 327     case PIX_FMT_YUV444P10:
 328     case PIX_FMT_YUV422P10:
 329     case PIX_FMT_YUV420P10:
 330     case PIX_FMT_YUV444P16:
 331     case PIX_FMT_YUV422P16:
 332     case PIX_FMT_YUV420P16:
 333         libopenjpeg_copy_unpacked16(avctx, frame, image);
 334         break;
 335     default:
 336         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 337                "The frame's pixel format '%s' is not supported\n",
 338                av_get_pix_fmt_name(avctx->pix_fmt));
 339         return AVERROR(EINVAL);
 340         break;
 341     }
 342
 343     opj_setup_encoder(compress, &ctx->enc_params, image);
 344     stream = opj_cio_open((opj_common_ptr)compress, NULL, 0);
 345     if (!stream) {
 346         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the cio stream\n");
 347         return AVERROR(ENOMEM);
 348     }
 349
 350     if (!opj_encode(compress, stream, image, NULL)) {
 351         opj_cio_close(stream);
 352         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error during the opj encode\n");
 353         return -1;
 354     }
 355
 356     len = cio_tell(stream);
 357     if ((ret = ff_alloc_packet(pkt, len)) < 0) {
 358         opj_cio_close(stream);
 359         return ret;
 360     }
 361
 362     memcpy(pkt->data, stream->buffer, len);
 363     pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 364     *got_packet = 1;
 365     opj_cio_close(stream);
 366     return 0;
 367 }
 368
 369 static av_cold int libopenjpeg_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 370 {
 371     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 372
 373     opj_destroy_compress(ctx->compress);
 374     opj_image_destroy(ctx->image);
 375     av_freep(&avctx->coded_frame);
 376     return 0 ;
 377 }
 378
 379 #define OFFSET(x) offsetof(LibOpenJPEGContext, x)
 380 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 381 static const AVOption options[] = {
 382     { "format",        "Codec Format",      OFFSET(format),        AV_OPT_TYPE_INT,   { CODEC_JP2   }, CODEC_J2K, CODEC_JP2,   VE, "format"      },
 383     { "j2k",           NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CODEC_J2K   }, 0,         0,           VE, "format"      },
 384     { "jp2",           NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CODEC_JP2   }, 0,         0,           VE, "format"      },
 385     { "profile",       NULL,                OFFSET(profile),       AV_OPT_TYPE_INT,   { STD_RSIZ    }, STD_RSIZ,  CINEMA4K,    VE, "profile"     },
 386     { "jpeg2000",      NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { STD_RSIZ    }, 0,         0,           VE, "profile"     },
 387     { "cinema2k",      NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CINEMA2K    }, 0,         0,           VE, "profile"     },
 388     { "cinema4k",      NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CINEMA4K    }, 0,         0,           VE, "profile"     },
 389     { "cinema_mode",   "Digital Cinema",    OFFSET(cinema_mode),   AV_OPT_TYPE_INT,   { OFF         }, OFF,       CINEMA4K_24, VE, "cinema_mode" },
 390     { "off",           NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { OFF         }, 0,         0,           VE, "cinema_mode" },
 391     { "2k_24",         NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CINEMA2K_24 }, 0,         0,           VE, "cinema_mode" },
 392     { "2k_48",         NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CINEMA2K_48 }, 0,         0,           VE, "cinema_mode" },
 393     { "4k_24",         NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CINEMA4K_24 }, 0,         0,           VE, "cinema_mode" },
 394     { "prog_order",    "Progression Order", OFFSET(prog_order),    AV_OPT_TYPE_INT,   { LRCP        }, LRCP,      CPRL,        VE, "prog_order"  },
 395     { "lrcp",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { LRCP        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
 396     { "rlcp",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { RLCP        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
 397     { "rpcl",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { RPCL        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
 398     { "pcrl",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { PCRL        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
 399     { "cprl",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CPRL        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
 400     { "numresolution", NULL,                OFFSET(numresolution), AV_OPT_TYPE_INT,   { 6           }, 1,         10,          VE                },
 401     { "numlayers",     NULL,                OFFSET(numlayers),     AV_OPT_TYPE_INT,   { 1           }, 1,         10,          VE                },
 402     { "disto_alloc",   NULL,                OFFSET(disto_alloc),   AV_OPT_TYPE_INT,   { 1           }, 0,         1,           VE                },
 403     { "fixed_alloc",   NULL,                OFFSET(fixed_alloc),   AV_OPT_TYPE_INT,   { 0           }, 0,         1,           VE                },
 404     { "fixed_quality", NULL,                OFFSET(fixed_quality), AV_OPT_TYPE_INT,   { 0           }, 0,         1,           VE                },
 405     { NULL },
 406 };
 407
 408 static const AVClass class = {
 409     .class_name = "libopenjpeg",
 410     .item_name  = av_default_item_name,
 411     .option     = options,
 412     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 413 };
 414
 415 AVCodec ff_libopenjpeg_encoder = {
 416     .name           = "libopenjpeg",
 417     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 418     .id             = CODEC_ID_JPEG2000,
 419     .priv_data_size = sizeof(LibOpenJPEGContext),
 420     .init           = libopenjpeg_encode_init,
 421     .encode2        = libopenjpeg_encode_frame,
 422     .close          = libopenjpeg_encode_close,
 423     .capabilities   = 0,
 424     .pix_fmts       = (const enum PixelFormat[]){
 425         PIX_FMT_RGB24, PIX_FMT_RGBA, PIX_FMT_RGB48,
 426         PIX_FMT_GRAY8, PIX_FMT_GRAY16, PIX_FMT_Y400A,
 427         PIX_FMT_YUV420P, PIX_FMT_YUV422P, PIX_FMT_YUVA420P,
 428         PIX_FMT_YUV440P, PIX_FMT_YUV444P,
 429         PIX_FMT_YUV411P, PIX_FMT_YUV410P,
 430         PIX_FMT_YUV420P9, PIX_FMT_YUV422P9, PIX_FMT_YUV444P9,
 431         PIX_FMT_YUV420P10, PIX_FMT_YUV422P10, PIX_FMT_YUV444P10,
 432         PIX_FMT_YUV420P16, PIX_FMT_YUV422P16, PIX_FMT_YUV444P16,
 433         PIX_FMT_NONE
 434     },
 435     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("OpenJPEG JPEG 2000"),
 436     .priv_class     = &class,
 437 };