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/opt.h"
  28 #include "libavutil/imgutils.h"
  29 #include "libavutil/avassert.h"
  30 #include "avcodec.h"
  31 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  32 #include "internal.h"
  33 #define  OPJ_STATIC
  34 #include <openjpeg.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 cinema_mode;
  45     int prog_order;
  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((AVCodecContext*)data, AV_LOG_ERROR, "libopenjpeg: %s\n", msg);
  56 }
  57
  58 static void warning_callback(const char *msg, void *data)
  59 {
  60     av_log((AVCodecContext*)data, AV_LOG_WARNING, "libopenjpeg: %s\n", msg);
  61 }
  62
  63 static opj_image_t *mj2_create_image(AVCodecContext *avctx, opj_cparameters_t *parameters)
  64 {
  65     opj_image_cmptparm_t *cmptparm;
  66     opj_image_t *img;
  67     int i;
  68     int sub_dx[4];
  69     int sub_dy[4];
  70     int numcomps;
  71     OPJ_COLOR_SPACE color_space = CLRSPC_UNKNOWN;
  72
  73     sub_dx[0] = sub_dx[3] = 1;
  74     sub_dy[0] = sub_dy[3] = 1;
  75     sub_dx[1] = sub_dx[2] = 1<<av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].log2_chroma_w;
  76     sub_dy[1] = sub_dy[2] = 1<<av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].log2_chroma_h;
  77
  78     numcomps = av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].nb_components;
  79
  80     switch (avctx->pix_fmt) {
  81     case PIX_FMT_GRAY8:
  82     case PIX_FMT_GRAY8A:
  83     case PIX_FMT_GRAY16:
  84         color_space = CLRSPC_GRAY;
  85         break;
  86     case PIX_FMT_RGB24:
  87     case PIX_FMT_RGBA:
  88     case PIX_FMT_RGB48:
  89     case PIX_FMT_RGBA64:
  90         color_space = CLRSPC_SRGB;
  91         break;
  92     case PIX_FMT_YUV410P:
  93     case PIX_FMT_YUV411P:
  94     case PIX_FMT_YUV420P:
  95     case PIX_FMT_YUV422P:
  96     case PIX_FMT_YUV440P:
  97     case PIX_FMT_YUV444P:
  98     case PIX_FMT_YUVA420P:
  99     case PIX_FMT_YUVA422P:
 100     case PIX_FMT_YUVA444P:
 101     case PIX_FMT_YUV420P9:
 102     case PIX_FMT_YUV422P9:
 103     case PIX_FMT_YUV444P9:
 104     case PIX_FMT_YUV420P10:
 105     case PIX_FMT_YUV422P10:
 106     case PIX_FMT_YUV444P10:
 107     case PIX_FMT_YUV420P12:
 108     case PIX_FMT_YUV422P12:
 109     case PIX_FMT_YUV444P12:
 110     case PIX_FMT_YUV420P14:
 111     case PIX_FMT_YUV422P14:
 112     case PIX_FMT_YUV444P14:
 113     case PIX_FMT_YUV420P16:
 114     case PIX_FMT_YUV422P16:
 115     case PIX_FMT_YUV444P16:
 116         color_space = CLRSPC_SYCC;
 117         break;
 118     default:
 119         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "The requested pixel format '%s' is not supported\n", av_get_pix_fmt_name(avctx->pix_fmt));
 120         return NULL;
 121     }
 122
 123     cmptparm = av_mallocz(numcomps * sizeof(opj_image_cmptparm_t));
 124     if (!cmptparm) {
 125         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Not enough memory");
 126         return NULL;
 127     }
 128     for (i = 0; i < numcomps; i++) {
 129         cmptparm[i].prec = av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].comp[i].depth_minus1 + 1;
 130         cmptparm[i].bpp = av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].comp[i].depth_minus1 + 1;
 131         cmptparm[i].sgnd = 0;
 132         cmptparm[i].dx = sub_dx[i];
 133         cmptparm[i].dy = sub_dy[i];
 134         cmptparm[i].w = avctx->width / sub_dx[i];
 135         cmptparm[i].h = avctx->height / sub_dy[i];
 136     }
 137
 138     img = opj_image_create(numcomps, cmptparm, color_space);
 139     av_freep(&cmptparm);
 140     return img;
 141 }
 142
 143 static av_cold int libopenjpeg_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 144 {
 145     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 146
 147     opj_set_default_encoder_parameters(&ctx->enc_params);
 148     ctx->enc_params.cp_rsiz = ctx->profile;
 149     ctx->enc_params.mode = !!avctx->global_quality;
 150     ctx->enc_params.cp_cinema = ctx->cinema_mode;
 151     ctx->enc_params.prog_order = ctx->prog_order;
 152     ctx->enc_params.numresolution = ctx->numresolution;
 153     ctx->enc_params.cp_disto_alloc = ctx->disto_alloc;
 154     ctx->enc_params.cp_fixed_alloc = ctx->fixed_alloc;
 155     ctx->enc_params.cp_fixed_quality = ctx->fixed_quality;
 156     ctx->enc_params.tcp_numlayers = ctx->numlayers;
 157     ctx->enc_params.tcp_rates[0] = FFMAX(avctx->compression_level, 0) * 2;
 158
 159     ctx->compress = opj_create_compress(ctx->format);
 160     if (!ctx->compress) {
 161         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the compressor\n");
 162         return AVERROR(ENOMEM);
 163     }
 164
 165     avctx->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
 166     if (!avctx->coded_frame) {
 167         av_freep(&ctx->compress);
 168         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error allocating coded frame\n");
 169         return AVERROR(ENOMEM);
 170     }
 171
 172     ctx->image = mj2_create_image(avctx, &ctx->enc_params);
 173     if (!ctx->image) {
 174         av_freep(&ctx->compress);
 175         av_freep(&avctx->coded_frame);
 176         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the mj2 image\n");
 177         return AVERROR(EINVAL);
 178     }
 179
 180     memset(&ctx->event_mgr, 0, sizeof(opj_event_mgr_t));
 181     ctx->event_mgr.error_handler = error_callback;
 182     ctx->event_mgr.warning_handler = warning_callback;
 183     ctx->event_mgr.info_handler = NULL;
 184     opj_set_event_mgr((opj_common_ptr)ctx->compress, &ctx->event_mgr, avctx);
 185
 186     return 0;
 187 }
 188
 189 static int libopenjpeg_copy_packed8(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 190 {
 191     int compno;
 192     int x;
 193     int y;
 194     int image_index;
 195     int frame_index;
 196     const int numcomps = image->numcomps;
 197
 198     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 199         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[0] / numcomps) {
 200             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error: frame's linesize is too small for the image\n");
 201             return 0;
 202         }
 203     }
 204
 205     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 206         for (y = 0; y < avctx->height; ++y) {
 207             image_index = y * avctx->width;
 208             frame_index = y * frame->linesize[0] + compno;
 209             for (x = 0; x < avctx->width; ++x) {
 210                 image->comps[compno].data[image_index++] = frame->data[0][frame_index];
 211                 frame_index += numcomps;
 212             }
 213         }
 214     }
 215
 216     return 1;
 217 }
 218
 219 static int libopenjpeg_copy_packed16(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 220 {
 221     int compno;
 222     int x;
 223     int y;
 224     int image_index;
 225     int frame_index;
 226     const int numcomps = image->numcomps;
 227     uint16_t *frame_ptr = (uint16_t*)frame->data[0];
 228
 229     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 230         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[0] / numcomps) {
 231             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error: frame's linesize is too small for the image\n");
 232             return 0;
 233         }
 234     }
 235
 236     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 237         for (y = 0; y < avctx->height; ++y) {
 238             image_index = y * avctx->width;
 239             frame_index = y * (frame->linesize[0] / 2) + compno;
 240             for (x = 0; x < avctx->width; ++x) {
 241                 image->comps[compno].data[image_index++] = frame_ptr[frame_index];
 242                 frame_index += numcomps;
 243             }
 244         }
 245     }
 246
 247     return 1;
 248 }
 249
 250 static int libopenjpeg_copy_unpacked8(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 251 {
 252     int compno;
 253     int x;
 254     int y;
 255     int width;
 256     int height;
 257     int image_index;
 258     int frame_index;
 259     const int numcomps = image->numcomps;
 260
 261     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 262         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[compno]) {
 263             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error: frame's linesize is too small for the image\n");
 264             return 0;
 265         }
 266     }
 267
 268     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 269         width = avctx->width / image->comps[compno].dx;
 270         height = avctx->height / image->comps[compno].dy;
 271         for (y = 0; y < height; ++y) {
 272             image_index = y * width;
 273             frame_index = y * frame->linesize[compno];
 274             for (x = 0; x < width; ++x) {
 275                 image->comps[compno].data[image_index++] = frame->data[compno][frame_index++];
 276             }
 277         }
 278     }
 279
 280     return 1;
 281 }
 282
 283 static int libopenjpeg_copy_unpacked16(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 284 {
 285     int compno;
 286     int x;
 287     int y;
 288     int width;
 289     int height;
 290     int image_index;
 291     int frame_index;
 292     const int numcomps = image->numcomps;
 293     uint16_t *frame_ptr;
 294
 295     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 296         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[compno]) {
 297             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error: frame's linesize is too small for the image\n");
 298             return 0;
 299         }
 300     }
 301
 302     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 303         width = avctx->width / image->comps[compno].dx;
 304         height = avctx->height / image->comps[compno].dy;
 305         frame_ptr = (uint16_t*)frame->data[compno];
 306         for (y = 0; y < height; ++y) {
 307             image_index = y * width;
 308             frame_index = y * (frame->linesize[compno] / 2);
 309             for (x = 0; x < width; ++x) {
 310                 image->comps[compno].data[image_index++] = frame_ptr[frame_index++];
 311             }
 312         }
 313     }
 314
 315     return 1;
 316 }
 317
 318 static int libopenjpeg_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
 319                                     const AVFrame *frame, int *got_packet)
 320 {
 321     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 322     opj_cinfo_t *compress = ctx->compress;
 323     opj_image_t *image = ctx->image;
 324     opj_cio_t *stream;
 325     int cpyresult = 0;
 326     int ret, len;
 327
 328     // x0, y0 is the top left corner of the image
 329     // x1, y1 is the width, height of the reference grid
 330     image->x0 = 0;
 331     image->y0 = 0;
 332     image->x1 = (avctx->width - 1) * ctx->enc_params.subsampling_dx + 1;
 333     image->y1 = (avctx->height - 1) * ctx->enc_params.subsampling_dy + 1;
 334
 335     switch (avctx->pix_fmt) {
 336     case PIX_FMT_RGB24:
 337     case PIX_FMT_RGBA:
 338     case PIX_FMT_GRAY8A:
 339         cpyresult = libopenjpeg_copy_packed8(avctx, frame, image);
 340         break;
 341     case PIX_FMT_RGB48:
 342     case PIX_FMT_RGBA64:
 343         cpyresult = libopenjpeg_copy_packed16(avctx, frame, image);
 344         break;
 345     case PIX_FMT_GRAY8:
 346     case PIX_FMT_YUV410P:
 347     case PIX_FMT_YUV411P:
 348     case PIX_FMT_YUV420P:
 349     case PIX_FMT_YUV422P:
 350     case PIX_FMT_YUV440P:
 351     case PIX_FMT_YUV444P:
 352     case PIX_FMT_YUVA420P:
 353     case PIX_FMT_YUVA422P:
 354     case PIX_FMT_YUVA444P:
 355         cpyresult = libopenjpeg_copy_unpacked8(avctx, frame, image);
 356         break;
 357     case PIX_FMT_GRAY16:
 358     case PIX_FMT_YUV420P9:
 359     case PIX_FMT_YUV422P9:
 360     case PIX_FMT_YUV444P9:
 361     case PIX_FMT_YUV444P10:
 362     case PIX_FMT_YUV422P10:
 363     case PIX_FMT_YUV420P10:
 364     case PIX_FMT_YUV420P12:
 365     case PIX_FMT_YUV422P12:
 366     case PIX_FMT_YUV444P12:
 367     case PIX_FMT_YUV420P14:
 368     case PIX_FMT_YUV422P14:
 369     case PIX_FMT_YUV444P14:
 370     case PIX_FMT_YUV444P16:
 371     case PIX_FMT_YUV422P16:
 372     case PIX_FMT_YUV420P16:
 373         cpyresult = libopenjpeg_copy_unpacked16(avctx, frame, image);
 374         break;
 375     default:
 376         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "The frame's pixel format '%s' is not supported\n", av_get_pix_fmt_name(avctx->pix_fmt));
 377         return AVERROR(EINVAL);
 378         break;
 379     }
 380
 381     if (!cpyresult) {
 382         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not copy the frame data to the internal image buffer\n");
 383         return -1;
 384     }
 385
 386     opj_setup_encoder(compress, &ctx->enc_params, image);
 387     stream = opj_cio_open((opj_common_ptr)compress, NULL, 0);
 388     if (!stream) {
 389         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the cio stream\n");
 390         return AVERROR(ENOMEM);
 391     }
 392
 393     if (!opj_encode(compress, stream, image, NULL)) {
 394         opj_cio_close(stream);
 395         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error during the opj encode\n");
 396         return -1;
 397     }
 398
 399     len = cio_tell(stream);
 400     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, len)) < 0) {
 401         opj_cio_close(stream);
 402         return ret;
 403     }
 404
 405     memcpy(pkt->data, stream->buffer, len);
 406     pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 407     *got_packet = 1;
 408     opj_cio_close(stream);
 409     return 0;
 410 }
 411
 412 static av_cold int libopenjpeg_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 413 {
 414     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 415
 416     opj_destroy_compress(ctx->compress);
 417     opj_image_destroy(ctx->image);
 418     av_freep(&avctx->coded_frame);
 419     return 0 ;
 420 }
 421
 422 #define OFFSET(x) offsetof(LibOpenJPEGContext, x)
 423 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 424 static const AVOption options[] = {
 425     { "format",        "Codec Format",      OFFSET(format),        AV_OPT_TYPE_INT,   { CODEC_JP2   }, CODEC_J2K, CODEC_JP2,   VE, "format"      },
 426     { "j2k",           NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CODEC_J2K   }, 0,         0,           VE, "format"      },
 427     { "jp2",           NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CODEC_JP2   }, 0,         0,           VE, "format"      },
 428     { "profile",       NULL,                OFFSET(profile),       AV_OPT_TYPE_INT,   { STD_RSIZ    }, STD_RSIZ,  CINEMA4K,    VE, "profile"     },
 429     { "jpeg2000",      NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { STD_RSIZ    }, 0,         0,           VE, "profile"     },
 430     { "cinema2k",      NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CINEMA2K    }, 0,         0,           VE, "profile"     },
 431     { "cinema4k",      NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CINEMA4K    }, 0,         0,           VE, "profile"     },
 432     { "cinema_mode",   "Digital Cinema",    OFFSET(cinema_mode),   AV_OPT_TYPE_INT,   { OFF         }, OFF,       CINEMA4K_24, VE, "cinema_mode" },
 433     { "off",           NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { OFF         }, 0,         0,           VE, "cinema_mode" },
 434     { "2k_24",         NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CINEMA2K_24 }, 0,         0,           VE, "cinema_mode" },
 435     { "2k_48",         NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CINEMA2K_48 }, 0,         0,           VE, "cinema_mode" },
 436     { "4k_24",         NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CINEMA4K_24 }, 0,         0,           VE, "cinema_mode" },
 437     { "prog_order",    "Progression Order", OFFSET(prog_order),    AV_OPT_TYPE_INT,   { LRCP        }, LRCP,      CPRL,        VE, "prog_order"  },
 438     { "lrcp",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { LRCP        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
 439     { "rlcp",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { RLCP        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
 440     { "rpcl",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { RPCL        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
 441     { "pcrl",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { PCRL        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
 442     { "cprl",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CPRL        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
 443     { "numresolution", NULL,                OFFSET(numresolution), AV_OPT_TYPE_INT,   { 6           }, 1,         10,          VE                },
 444     { "numlayers",     NULL,                OFFSET(numlayers),     AV_OPT_TYPE_INT,   { 1           }, 1,         10,          VE                },
 445     { "disto_alloc",   NULL,                OFFSET(disto_alloc),   AV_OPT_TYPE_INT,   { 1           }, 0,         1,           VE                },
 446     { "fixed_alloc",   NULL,                OFFSET(fixed_alloc),   AV_OPT_TYPE_INT,   { 0           }, 0,         1,           VE                },
 447     { "fixed_quality", NULL,                OFFSET(fixed_quality), AV_OPT_TYPE_INT,   { 0           }, 0,         1,           VE                },
 448     { NULL },
 449 };
 450
 451 static const AVClass class = {
 452     .class_name = "libopenjpeg",
 453     .item_name  = av_default_item_name,
 454     .option     = options,
 455     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 456 };
 457
 458 AVCodec ff_libopenjpeg_encoder = {
 459     .name           = "libopenjpeg",
 460     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 461     .id             = CODEC_ID_JPEG2000,
 462     .priv_data_size = sizeof(LibOpenJPEGContext),
 463     .init           = libopenjpeg_encode_init,
 464     .encode2        = libopenjpeg_encode_frame,
 465     .close          = libopenjpeg_encode_close,
 466     .capabilities   = 0,
 467     .pix_fmts       = (const enum PixelFormat[]){
 468         PIX_FMT_RGB24, PIX_FMT_RGBA, PIX_FMT_RGB48, PIX_FMT_RGBA64,
 469         PIX_FMT_GRAY8, PIX_FMT_GRAY8A, PIX_FMT_GRAY16,
 470         PIX_FMT_YUV420P, PIX_FMT_YUV422P, PIX_FMT_YUVA420P,
 471         PIX_FMT_YUV440P, PIX_FMT_YUV444P, PIX_FMT_YUVA422P,
 472         PIX_FMT_YUV411P, PIX_FMT_YUV410P, PIX_FMT_YUVA444P,
 473         PIX_FMT_YUV420P9, PIX_FMT_YUV422P9, PIX_FMT_YUV444P9,
 474         PIX_FMT_YUV420P10, PIX_FMT_YUV422P10, PIX_FMT_YUV444P10,
 475         PIX_FMT_YUV420P12, PIX_FMT_YUV422P12, PIX_FMT_YUV444P12,
 476         PIX_FMT_YUV420P14, PIX_FMT_YUV422P14, PIX_FMT_YUV444P14,
 477         PIX_FMT_YUV420P16, PIX_FMT_YUV422P16, PIX_FMT_YUV444P16,
 478         PIX_FMT_NONE
 479     },
 480     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("OpenJPEG JPEG 2000"),
 481     .priv_class     = &class,
 482 };