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_GRAY16:
  73         color_space = CLRSPC_GRAY;
  74         numcomps = 1;
  75         bpp = 16;
  76         break;
  77     case PIX_FMT_RGB24:
  78         color_space = CLRSPC_SRGB;
  79         numcomps = 3;
  80         break;
  81     case PIX_FMT_RGBA:
  82         color_space = CLRSPC_SRGB;
  83         numcomps = 4;
  84         break;
  85     case PIX_FMT_RGB48:
  86         color_space = CLRSPC_SRGB;
  87         numcomps = 3;
  88         bpp = 16;
  89         break;
  90     case PIX_FMT_RGBA64:
  91         color_space = CLRSPC_SRGB;
  92         numcomps = 4;
  93         bpp = 16;
  94         break;
  95     case PIX_FMT_YUV420P:
  96         color_space = CLRSPC_SYCC;
  97         numcomps = 3;
  98         break;
  99     case PIX_FMT_YUV422P:
 100         color_space = CLRSPC_SYCC;
 101         numcomps = 3;
 102         break;
 103     case PIX_FMT_YUV440P:
 104         color_space = CLRSPC_SYCC;
 105         numcomps = 3;
 106         break;
 107     case PIX_FMT_YUV444P:
 108         color_space = CLRSPC_SYCC;
 109         numcomps = 3;
 110         break;
 111     case PIX_FMT_YUVA420P:
 112         color_space = CLRSPC_SYCC;
 113         numcomps = 4;
 114         break;
 115     case PIX_FMT_YUV420P9:
 116     case PIX_FMT_YUV422P9:
 117     case PIX_FMT_YUV444P9:
 118         color_space = CLRSPC_SYCC;
 119         numcomps = 3;
 120         bpp = 9;
 121         break;
 122     case PIX_FMT_YUV420P10:
 123     case PIX_FMT_YUV422P10:
 124     case PIX_FMT_YUV444P10:
 125         color_space = CLRSPC_SYCC;
 126         numcomps = 3;
 127         bpp = 10;
 128         break;
 129     case PIX_FMT_YUV420P16:
 130     case PIX_FMT_YUV422P16:
 131     case PIX_FMT_YUV444P16:
 132         color_space = CLRSPC_SYCC;
 133         numcomps = 3;
 134         bpp = 16;
 135         break;
 136     default:
 137         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "The requested pixel format '%s' is not supported\n", av_get_pix_fmt_name(avctx->pix_fmt));
 138         return NULL;
 139     }
 140
 141     cmptparm = av_mallocz(numcomps * sizeof(opj_image_cmptparm_t));
 142     if (!cmptparm) {
 143         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Not enough memory");
 144         return NULL;
 145     }
 146     for (i = 0; i < numcomps; i++) {
 147         cmptparm[i].prec = bpp;
 148         cmptparm[i].bpp = bpp;
 149         cmptparm[i].sgnd = 0;
 150         cmptparm[i].dx = sub_dx[i];
 151         cmptparm[i].dy = sub_dy[i];
 152         cmptparm[i].w = avctx->width / sub_dx[i];
 153         cmptparm[i].h = avctx->height / sub_dy[i];
 154     }
 155
 156     img = opj_image_create(numcomps, cmptparm, color_space);
 157     av_freep(&cmptparm);
 158     return img;
 159 }
 160
 161 static av_cold int libopenjpeg_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 162 {
 163     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 164
 165     opj_set_default_encoder_parameters(&ctx->enc_params);
 166     ctx->enc_params.tcp_numlayers = 1;
 167     ctx->enc_params.tcp_rates[0] = FFMAX(avctx->compression_level, 0) * 2;
 168     ctx->enc_params.cp_disto_alloc = 1;
 169
 170     ctx->compress = opj_create_compress(CODEC_J2K);
 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_freep(&ctx->compress);
 179         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error allocating coded frame\n");
 180         return AVERROR(ENOMEM);
 181     }
 182
 183     ctx->image = mj2_create_image(avctx, &ctx->enc_params);
 184     if (!ctx->image) {
 185         av_freep(&ctx->compress);
 186         av_freep(&avctx->coded_frame);
 187         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the mj2 image\n");
 188         return AVERROR(EINVAL);
 189     }
 190
 191     memset(&ctx->event_mgr, 0, sizeof(opj_event_mgr_t));
 192     ctx->event_mgr.error_handler = error_callback;
 193     ctx->event_mgr.warning_handler = warning_callback;
 194     ctx->event_mgr.info_handler = NULL;
 195     opj_set_event_mgr((opj_common_ptr)ctx->compress, &ctx->event_mgr, avctx);
 196
 197     return 0;
 198 }
 199
 200 static int libopenjpeg_copy_rgba(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame, opj_image_t *image, int numcomps)
 201 {
 202     int compno;
 203     int x;
 204     int y;
 205
 206     av_assert0(numcomps == 1 || numcomps == 3 || numcomps == 4);
 207
 208     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 209         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[0] / numcomps) {
 210             return 0;
 211         }
 212     }
 213
 214     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 215         for (y = 0; y < avctx->height; ++y) {
 216             for (x = 0; x < avctx->width; ++x) {
 217                 image->comps[compno].data[y * avctx->width + x] = frame->data[0][y * frame->linesize[0] + x * numcomps + compno];
 218             }
 219         }
 220     }
 221
 222     return 1;
 223 }
 224
 225 static int libopenjpeg_copy_rgb16(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame, opj_image_t *image, int numcomps)
 226 {
 227     int compno;
 228     int x;
 229     int y;
 230     uint16_t *frame_ptr = (uint16_t*)frame->data[0];
 231
 232     av_assert0(numcomps == 1 || numcomps == 3 || numcomps == 4);
 233
 234     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 235         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[0] / numcomps) {
 236             return 0;
 237         }
 238     }
 239
 240     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 241         for (y = 0; y < avctx->height; ++y) {
 242             for (x = 0; x < avctx->width; ++x) {
 243                 image->comps[compno].data[y * avctx->width + x] = frame_ptr[y * frame->linesize[0] / 2 + x * numcomps + compno];
 244             }
 245         }
 246     }
 247
 248     return 1;
 249 }
 250
 251 static int libopenjpeg_copy_yuv8(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 252 {
 253     int compno;
 254     int x;
 255     int y;
 256     int width;
 257     int height;
 258     const int numcomps = avctx->pix_fmt == PIX_FMT_YUVA420P ? 4 : 3;
 259
 260     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 261         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[compno]) {
 262             return 0;
 263         }
 264     }
 265
 266     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 267         width = avctx->width / image->comps[compno].dx;
 268         height = avctx->height / image->comps[compno].dy;
 269         for (y = 0; y < height; ++y) {
 270             for (x = 0; x < width; ++x) {
 271                 image->comps[compno].data[y * width + x] = frame->data[compno][y * frame->linesize[compno] + x];
 272             }
 273         }
 274     }
 275
 276     return 1;
 277 }
 278
 279 static int libopenjpeg_copy_yuv16(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 280 {
 281     int compno;
 282     int x;
 283     int y;
 284     int width;
 285     int height;
 286     const int numcomps = 3;
 287     uint16_t *frame_ptr;
 288
 289     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 290         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[compno]) {
 291             return 0;
 292         }
 293     }
 294
 295     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 296         width = avctx->width / image->comps[compno].dx;
 297         height = avctx->height / image->comps[compno].dy;
 298         frame_ptr = (uint16_t*)frame->data[compno];
 299         for (y = 0; y < height; ++y) {
 300             for (x = 0; x < width; ++x) {
 301                 image->comps[compno].data[y * width + x] = frame_ptr[y * (frame->linesize[compno] / 2) + x];
 302             }
 303         }
 304     }
 305
 306     return 1;
 307 }
 308
 309 static int libopenjpeg_encode_frame(AVCodecContext *avctx, uint8_t *buf, int buf_size, void *data)
 310 {
 311     AVFrame *frame = data;
 312     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 313     opj_cinfo_t *compress = ctx->compress;
 314     opj_image_t *image = ctx->image;
 315     opj_cio_t *stream;
 316     int cpyresult = 0;
 317     int len = 0;
 318
 319     // x0, y0 is the top left corner of the image
 320     // x1, y1 is the width, height of the reference grid
 321     image->x0 = 0;
 322     image->y0 = 0;
 323     image->x1 = (avctx->width - 1) * ctx->enc_params.subsampling_dx + 1;
 324     image->y1 = (avctx->height - 1) * ctx->enc_params.subsampling_dy + 1;
 325
 326     switch (avctx->pix_fmt) {
 327     case PIX_FMT_GRAY8:
 328         cpyresult = libopenjpeg_copy_rgba(avctx, frame, image, 1);
 329         break;
 330     case PIX_FMT_GRAY16:
 331         cpyresult = libopenjpeg_copy_rgb16(avctx, frame, image, 1);
 332         break;
 333     case PIX_FMT_RGB24:
 334         cpyresult = libopenjpeg_copy_rgba(avctx, frame, image, 3);
 335         break;
 336     case PIX_FMT_RGBA:
 337         cpyresult = libopenjpeg_copy_rgba(avctx, frame, image, 4);
 338         break;
 339     case PIX_FMT_RGB48:
 340         cpyresult = libopenjpeg_copy_rgb16(avctx, frame, image, 3);
 341         break;
 342     case PIX_FMT_RGBA64:
 343         cpyresult = libopenjpeg_copy_rgb16(avctx, frame, image, 4);
 344         break;
 345     case PIX_FMT_YUV420P:
 346     case PIX_FMT_YUV422P:
 347     case PIX_FMT_YUV440P:
 348     case PIX_FMT_YUV444P:
 349     case PIX_FMT_YUVA420P:
 350         cpyresult = libopenjpeg_copy_yuv8(avctx, frame, image);
 351         break;
 352     case PIX_FMT_YUV420P9:
 353     case PIX_FMT_YUV420P10:
 354     case PIX_FMT_YUV420P16:
 355     case PIX_FMT_YUV422P9:
 356     case PIX_FMT_YUV422P10:
 357     case PIX_FMT_YUV422P16:
 358     case PIX_FMT_YUV444P9:
 359     case PIX_FMT_YUV444P10:
 360     case PIX_FMT_YUV444P16:
 361         cpyresult = libopenjpeg_copy_yuv16(avctx, frame, image);
 362         break;
 363     default:
 364         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "The frame's pixel format '%s' is not supported\n", av_get_pix_fmt_name(avctx->pix_fmt));
 365         return AVERROR(EINVAL);
 366         break;
 367     }
 368
 369     if (!cpyresult) {
 370         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not copy the frame data to the internal image buffer\n");
 371         return -1;
 372     }
 373
 374     opj_setup_encoder(compress, &ctx->enc_params, image);
 375     stream = opj_cio_open((opj_common_ptr)compress, NULL, 0);
 376     if (!stream) {
 377         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the cio stream\n");
 378         return AVERROR(ENOMEM);
 379     }
 380
 381     if (!opj_encode(compress, stream, image, NULL)) {
 382         opj_cio_close(stream);
 383         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error during the opj encode\n");
 384         return -1;
 385     }
 386
 387     len = cio_tell(stream);
 388     if (len > buf_size) {
 389         opj_cio_close(stream);
 390         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error with buf_size, not large enough to hold the frame\n");
 391         return -1;
 392     }
 393
 394     memcpy(buf, stream->buffer, len);
 395     opj_cio_close(stream);
 396     return len;
 397 }
 398
 399 static av_cold int libopenjpeg_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 400 {
 401     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 402
 403     opj_destroy_compress(ctx->compress);
 404     opj_image_destroy(ctx->image);
 405     av_freep(&avctx->coded_frame);
 406     return 0 ;
 407 }
 408
 409
 410 AVCodec ff_libopenjpeg_encoder = {
 411     .name           = "libopenjpeg",
 412     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 413     .id             = CODEC_ID_JPEG2000,
 414     .priv_data_size = sizeof(LibOpenJPEGContext),
 415     .init           = libopenjpeg_encode_init,
 416     .encode         = libopenjpeg_encode_frame,
 417     .close          = libopenjpeg_encode_close,
 418     .capabilities   = 0,
 419     .pix_fmts = (const enum PixelFormat[]){PIX_FMT_RGB24,PIX_FMT_RGBA,PIX_FMT_RGB48,PIX_FMT_RGBA64,
 420                                            PIX_FMT_GRAY8,PIX_FMT_GRAY16,
 421                                            PIX_FMT_YUV420P,PIX_FMT_YUV422P,PIX_FMT_YUVA420P,
 422                                            PIX_FMT_YUV440P,PIX_FMT_YUV444P,
 423                                            PIX_FMT_YUV420P9,PIX_FMT_YUV422P9,PIX_FMT_YUV444P9,
 424                                            PIX_FMT_YUV420P10,PIX_FMT_YUV422P10,PIX_FMT_YUV444P10,
 425                                            PIX_FMT_YUV420P16,PIX_FMT_YUV422P16,PIX_FMT_YUV444P16,
 426                                            PIX_FMT_NONE},
 427     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("OpenJPEG based JPEG 2000 encoder"),
 428 } ;