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/imgutils.h"
  32 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  33 #include "libavutil/opt.h"
  34 #include "avcodec.h"
  35 #include "internal.h"
  36
  37 typedef struct {
  38     AVClass *avclass;
  39     opj_image_t *image;
  40     opj_cparameters_t enc_params;
  41     opj_cinfo_t *compress;
  42     opj_event_mgr_t event_mgr;
  43     int format;
  44     int profile;
  45     int prog_order;
  46     int cinema_mode;
  47     int numresolution;
  48     int numlayers;
  49     int disto_alloc;
  50     int fixed_alloc;
  51     int fixed_quality;
  52 } LibOpenJPEGContext;
  53
  54 static void error_callback(const char *msg, void *data)
  55 {
  56     av_log(data, AV_LOG_ERROR, "%s\n", msg);
  57 }
  58
  59 static void warning_callback(const char *msg, void *data)
  60 {
  61     av_log(data, AV_LOG_WARNING, "%s\n", msg);
  62 }
  63
  64 static void info_callback(const char *msg, void *data)
  65 {
  66     av_log(data, AV_LOG_DEBUG, "%s\n", msg);
  67 }
  68
  69 static opj_image_t *mj2_create_image(AVCodecContext *avctx, opj_cparameters_t *parameters)
  70 {
  71     opj_image_cmptparm_t *cmptparm;
  72     opj_image_t *img;
  73     int i;
  74     int sub_dx[4];
  75     int sub_dy[4];
  76     int numcomps;
  77     OPJ_COLOR_SPACE color_space = CLRSPC_UNKNOWN;
  78
  79     sub_dx[0] = sub_dx[3] = 1;
  80     sub_dy[0] = sub_dy[3] = 1;
  81     sub_dx[1] = sub_dx[2] = 1<<av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].log2_chroma_w;
  82     sub_dy[1] = sub_dy[2] = 1<<av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].log2_chroma_h;
  83
  84     numcomps = av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].nb_components;
  85
  86     switch (avctx->pix_fmt) {
  87     case PIX_FMT_GRAY8:
  88     case PIX_FMT_GRAY8A:
  89     case PIX_FMT_GRAY16:
  90         color_space = CLRSPC_GRAY;
  91         break;
  92     case PIX_FMT_RGB24:
  93     case PIX_FMT_RGBA:
  94     case PIX_FMT_RGB48:
  95     case PIX_FMT_RGBA64:
  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_YUVA422P:
 106     case PIX_FMT_YUVA444P:
 107     case PIX_FMT_YUV420P9:
 108     case PIX_FMT_YUV422P9:
 109     case PIX_FMT_YUV444P9:
 110     case PIX_FMT_YUV420P10:
 111     case PIX_FMT_YUV422P10:
 112     case PIX_FMT_YUV444P10:
 113     case PIX_FMT_YUV420P12:
 114     case PIX_FMT_YUV422P12:
 115     case PIX_FMT_YUV444P12:
 116     case PIX_FMT_YUV420P14:
 117     case PIX_FMT_YUV422P14:
 118     case PIX_FMT_YUV444P14:
 119     case PIX_FMT_YUV420P16:
 120     case PIX_FMT_YUV422P16:
 121     case PIX_FMT_YUV444P16:
 122         color_space = CLRSPC_SYCC;
 123         break;
 124     default:
 125         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 126                "The requested pixel format '%s' is not supported\n",
 127                av_get_pix_fmt_name(avctx->pix_fmt));
 128         return NULL;
 129     }
 130
 131     cmptparm = av_mallocz(numcomps * sizeof(*cmptparm));
 132     if (!cmptparm) {
 133         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Not enough memory");
 134         return NULL;
 135     }
 136     for (i = 0; i < numcomps; i++) {
 137         cmptparm[i].prec = av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].comp[i].depth_minus1 + 1;
 138         cmptparm[i].bpp = av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].comp[i].depth_minus1 + 1;
 139         cmptparm[i].sgnd = 0;
 140         cmptparm[i].dx = sub_dx[i];
 141         cmptparm[i].dy = sub_dy[i];
 142         cmptparm[i].w = avctx->width / sub_dx[i];
 143         cmptparm[i].h = avctx->height / sub_dy[i];
 144     }
 145
 146     img = opj_image_create(numcomps, cmptparm, color_space);
 147     av_freep(&cmptparm);
 148     return img;
 149 }
 150
 151 static av_cold int libopenjpeg_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 152 {
 153     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 154     int err = AVERROR(ENOMEM);
 155
 156     opj_set_default_encoder_parameters(&ctx->enc_params);
 157
 158     ctx->enc_params.cp_rsiz = ctx->profile;
 159     ctx->enc_params.mode = !!avctx->global_quality;
 160     ctx->enc_params.cp_cinema = ctx->cinema_mode;
 161     ctx->enc_params.prog_order = ctx->prog_order;
 162     ctx->enc_params.numresolution = ctx->numresolution;
 163     ctx->enc_params.cp_disto_alloc = ctx->disto_alloc;
 164     ctx->enc_params.cp_fixed_alloc = ctx->fixed_alloc;
 165     ctx->enc_params.cp_fixed_quality = ctx->fixed_quality;
 166     ctx->enc_params.tcp_numlayers = ctx->numlayers;
 167     ctx->enc_params.tcp_rates[0] = FFMAX(avctx->compression_level, 0) * 2;
 168
 169     ctx->compress = opj_create_compress(ctx->format);
 170     if (!ctx->compress) {
 171         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the compressor\n");
 172         return AVERROR(ENOMEM);
 173     }
 174
 175     avctx->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
 176     if (!avctx->coded_frame) {
 177         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error allocating coded frame\n");
 178         goto fail;
 179     }
 180
 181     ctx->image = mj2_create_image(avctx, &ctx->enc_params);
 182     if (!ctx->image) {
 183         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the mj2 image\n");
 184         err = AVERROR(EINVAL);
 185         goto fail;
 186     }
 187
 188     memset(&ctx->event_mgr, 0, sizeof(opj_event_mgr_t));
 189     ctx->event_mgr.info_handler    = info_callback;
 190     ctx->event_mgr.error_handler = error_callback;
 191     ctx->event_mgr.warning_handler = warning_callback;
 192     opj_set_event_mgr((opj_common_ptr)ctx->compress, &ctx->event_mgr, avctx);
 193
 194     return 0;
 195
 196 fail:
 197     av_freep(&ctx->compress);
 198     av_freep(&avctx->coded_frame);
 199     return err;
 200 }
 201
 202 static int libopenjpeg_copy_packed8(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 203 {
 204     int compno;
 205     int x;
 206     int y;
 207     int image_index;
 208     int frame_index;
 209     const int numcomps = image->numcomps;
 210
 211     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 212         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[0] / numcomps) {
 213             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error: frame's linesize is too small for the image\n");
 214             return 0;
 215         }
 216     }
 217
 218     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 219         for (y = 0; y < avctx->height; ++y) {
 220             image_index = y * avctx->width;
 221             frame_index = y * frame->linesize[0] + compno;
 222             for (x = 0; x < avctx->width; ++x) {
 223                 image->comps[compno].data[image_index++] = frame->data[0][frame_index];
 224                 frame_index += numcomps;
 225             }
 226         }
 227     }
 228
 229     return 1;
 230 }
 231
 232 static int libopenjpeg_copy_packed16(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 233 {
 234     int compno;
 235     int x;
 236     int y;
 237     int image_index;
 238     int frame_index;
 239     const int numcomps = image->numcomps;
 240     uint16_t *frame_ptr = (uint16_t*)frame->data[0];
 241
 242     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 243         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[0] / numcomps) {
 244             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error: frame's linesize is too small for the image\n");
 245             return 0;
 246         }
 247     }
 248
 249     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 250         for (y = 0; y < avctx->height; ++y) {
 251             image_index = y * avctx->width;
 252             frame_index = y * (frame->linesize[0] / 2) + compno;
 253             for (x = 0; x < avctx->width; ++x) {
 254                 image->comps[compno].data[image_index++] = frame_ptr[frame_index];
 255                 frame_index += numcomps;
 256             }
 257         }
 258     }
 259
 260     return 1;
 261 }
 262
 263 static int libopenjpeg_copy_unpacked8(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 264 {
 265     int compno;
 266     int x;
 267     int y;
 268     int width;
 269     int height;
 270     int image_index;
 271     int frame_index;
 272     const int numcomps = image->numcomps;
 273
 274     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 275         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[compno]) {
 276             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error: frame's linesize is too small for the image\n");
 277             return 0;
 278         }
 279     }
 280
 281     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 282         width = avctx->width / image->comps[compno].dx;
 283         height = avctx->height / image->comps[compno].dy;
 284         for (y = 0; y < height; ++y) {
 285             image_index = y * width;
 286             frame_index = y * frame->linesize[compno];
 287             for (x = 0; x < width; ++x)
 288                 image->comps[compno].data[image_index++] = frame->data[compno][frame_index++];
 289         }
 290     }
 291
 292     return 1;
 293 }
 294
 295 static int libopenjpeg_copy_unpacked16(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 296 {
 297     int compno;
 298     int x;
 299     int y;
 300     int width;
 301     int height;
 302     int image_index;
 303     int frame_index;
 304     const int numcomps = image->numcomps;
 305     uint16_t *frame_ptr;
 306
 307     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 308         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[compno]) {
 309             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error: frame's linesize is too small for the image\n");
 310             return 0;
 311         }
 312     }
 313
 314     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 315         width = avctx->width / image->comps[compno].dx;
 316         height = avctx->height / image->comps[compno].dy;
 317         frame_ptr = (uint16_t*)frame->data[compno];
 318         for (y = 0; y < height; ++y) {
 319             image_index = y * width;
 320             frame_index = y * (frame->linesize[compno] / 2);
 321             for (x = 0; x < width; ++x)
 322                 image->comps[compno].data[image_index++] = frame_ptr[frame_index++];
 323         }
 324     }
 325
 326     return 1;
 327 }
 328
 329 static int libopenjpeg_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
 330                                     const AVFrame *frame, int *got_packet)
 331 {
 332     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 333     opj_cinfo_t *compress = ctx->compress;
 334     opj_image_t *image    = ctx->image;
 335     opj_cio_t *stream;
 336     int cpyresult = 0;
 337     int ret, len;
 338
 339     // x0, y0 is the top left corner of the image
 340     // x1, y1 is the width, height of the reference grid
 341     image->x0 = 0;
 342     image->y0 = 0;
 343     image->x1 = (avctx->width  - 1) * ctx->enc_params.subsampling_dx + 1;
 344     image->y1 = (avctx->height - 1) * ctx->enc_params.subsampling_dy + 1;
 345
 346     switch (avctx->pix_fmt) {
 347     case PIX_FMT_RGB24:
 348     case PIX_FMT_RGBA:
 349     case PIX_FMT_GRAY8A:
 350         cpyresult = libopenjpeg_copy_packed8(avctx, frame, image);
 351         break;
 352     case PIX_FMT_RGB48:
 353     case PIX_FMT_RGBA64:
 354         cpyresult = libopenjpeg_copy_packed16(avctx, frame, image);
 355         break;
 356     case PIX_FMT_GRAY8:
 357     case PIX_FMT_YUV410P:
 358     case PIX_FMT_YUV411P:
 359     case PIX_FMT_YUV420P:
 360     case PIX_FMT_YUV422P:
 361     case PIX_FMT_YUV440P:
 362     case PIX_FMT_YUV444P:
 363     case PIX_FMT_YUVA420P:
 364     case PIX_FMT_YUVA422P:
 365     case PIX_FMT_YUVA444P:
 366         cpyresult = libopenjpeg_copy_unpacked8(avctx, frame, image);
 367         break;
 368     case PIX_FMT_GRAY16:
 369     case PIX_FMT_YUV420P9:
 370     case PIX_FMT_YUV422P9:
 371     case PIX_FMT_YUV444P9:
 372     case PIX_FMT_YUV444P10:
 373     case PIX_FMT_YUV422P10:
 374     case PIX_FMT_YUV420P10:
 375     case PIX_FMT_YUV420P12:
 376     case PIX_FMT_YUV422P12:
 377     case PIX_FMT_YUV444P12:
 378     case PIX_FMT_YUV420P14:
 379     case PIX_FMT_YUV422P14:
 380     case PIX_FMT_YUV444P14:
 381     case PIX_FMT_YUV444P16:
 382     case PIX_FMT_YUV422P16:
 383     case PIX_FMT_YUV420P16:
 384         cpyresult = libopenjpeg_copy_unpacked16(avctx, frame, image);
 385         break;
 386     default:
 387         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 388                "The frame's pixel format '%s' is not supported\n",
 389                av_get_pix_fmt_name(avctx->pix_fmt));
 390         return AVERROR(EINVAL);
 391         break;
 392     }
 393
 394     if (!cpyresult) {
 395         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 396                "Could not copy the frame data to the internal image buffer\n");
 397         return -1;
 398     }
 399
 400     opj_setup_encoder(compress, &ctx->enc_params, image);
 401     stream = opj_cio_open((opj_common_ptr)compress, NULL, 0);
 402     if (!stream) {
 403         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the cio stream\n");
 404         return AVERROR(ENOMEM);
 405     }
 406
 407     if (!opj_encode(compress, stream, image, NULL)) {
 408         opj_cio_close(stream);
 409         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error during the opj encode\n");
 410         return -1;
 411     }
 412
 413     len = cio_tell(stream);
 414     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, len)) < 0) {
 415         opj_cio_close(stream);
 416         return ret;
 417     }
 418
 419     memcpy(pkt->data, stream->buffer, len);
 420     pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 421     *got_packet = 1;
 422     opj_cio_close(stream);
 423     return 0;
 424 }
 425
 426 static av_cold int libopenjpeg_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 427 {
 428     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 429
 430     opj_destroy_compress(ctx->compress);
 431     opj_image_destroy(ctx->image);
 432     av_freep(&avctx->coded_frame);
 433     return 0;
 434 }
 435
 436 #define OFFSET(x) offsetof(LibOpenJPEGContext, x)
 437 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 438 static const AVOption options[] = {
 439     { "format",        "Codec Format",      OFFSET(format),        AV_OPT_TYPE_INT,   { CODEC_JP2   }, CODEC_J2K, CODEC_JP2,   VE, "format"      },
 440     { "j2k",           NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CODEC_J2K   }, 0,         0,           VE, "format"      },
 441     { "jp2",           NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CODEC_JP2   }, 0,         0,           VE, "format"      },
 442     { "profile",       NULL,                OFFSET(profile),       AV_OPT_TYPE_INT,   { STD_RSIZ    }, STD_RSIZ,  CINEMA4K,    VE, "profile"     },
 443     { "jpeg2000",      NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { STD_RSIZ    }, 0,         0,           VE, "profile"     },
 444     { "cinema2k",      NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CINEMA2K    }, 0,         0,           VE, "profile"     },
 445     { "cinema4k",      NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CINEMA4K    }, 0,         0,           VE, "profile"     },
 446     { "cinema_mode",   "Digital Cinema",    OFFSET(cinema_mode),   AV_OPT_TYPE_INT,   { OFF         }, OFF,       CINEMA4K_24, VE, "cinema_mode" },
 447     { "off",           NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { OFF         }, 0,         0,           VE, "cinema_mode" },
 448     { "2k_24",         NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CINEMA2K_24 }, 0,         0,           VE, "cinema_mode" },
 449     { "2k_48",         NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CINEMA2K_48 }, 0,         0,           VE, "cinema_mode" },
 450     { "4k_24",         NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CINEMA4K_24 }, 0,         0,           VE, "cinema_mode" },
 451     { "prog_order",    "Progression Order", OFFSET(prog_order),    AV_OPT_TYPE_INT,   { LRCP        }, LRCP,      CPRL,        VE, "prog_order"  },
 452     { "lrcp",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { LRCP        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
 453     { "rlcp",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { RLCP        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
 454     { "rpcl",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { RPCL        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
 455     { "pcrl",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { PCRL        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
 456     { "cprl",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CPRL        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
 457     { "numresolution", NULL,                OFFSET(numresolution), AV_OPT_TYPE_INT,   { 6           }, 1,         INT_MAX,     VE                },
 458     { "numlayers",     NULL,                OFFSET(numlayers),     AV_OPT_TYPE_INT,   { 1           }, 1,         10,          VE                },
 459     { "disto_alloc",   NULL,                OFFSET(disto_alloc),   AV_OPT_TYPE_INT,   { 1           }, 0,         1,           VE                },
 460     { "fixed_alloc",   NULL,                OFFSET(fixed_alloc),   AV_OPT_TYPE_INT,   { 0           }, 0,         1,           VE                },
 461     { "fixed_quality", NULL,                OFFSET(fixed_quality), AV_OPT_TYPE_INT,   { 0           }, 0,         1,           VE                },
 462     { NULL },
 463 };
 464
 465 static const AVClass class = {
 466     .class_name = "libopenjpeg",
 467     .item_name  = av_default_item_name,
 468     .option     = options,
 469     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 470 };
 471
 472 AVCodec ff_libopenjpeg_encoder = {
 473     .name           = "libopenjpeg",
 474     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 475     .id             = CODEC_ID_JPEG2000,
 476     .priv_data_size = sizeof(LibOpenJPEGContext),
 477     .init           = libopenjpeg_encode_init,
 478     .encode2        = libopenjpeg_encode_frame,
 479     .close          = libopenjpeg_encode_close,
 480     .capabilities   = 0,
 481     .pix_fmts       = (const enum PixelFormat[]) {
 482         PIX_FMT_RGB24, PIX_FMT_RGBA, PIX_FMT_RGB48, PIX_FMT_RGBA64,
 483         PIX_FMT_GRAY8, PIX_FMT_GRAY8A, PIX_FMT_GRAY16,
 484         PIX_FMT_YUV420P, PIX_FMT_YUV422P, PIX_FMT_YUVA420P,
 485         PIX_FMT_YUV440P, PIX_FMT_YUV444P, PIX_FMT_YUVA422P,
 486         PIX_FMT_YUV411P, PIX_FMT_YUV410P, PIX_FMT_YUVA444P,
 487         PIX_FMT_YUV420P9, PIX_FMT_YUV422P9, PIX_FMT_YUV444P9,
 488         PIX_FMT_YUV420P10, PIX_FMT_YUV422P10, PIX_FMT_YUV444P10,
 489         PIX_FMT_YUV420P12, PIX_FMT_YUV422P12, PIX_FMT_YUV444P12,
 490         PIX_FMT_YUV420P14, PIX_FMT_YUV422P14, PIX_FMT_YUV444P14,
 491         PIX_FMT_YUV420P16, PIX_FMT_YUV422P16, PIX_FMT_YUV444P16,
 492         PIX_FMT_NONE
 493     },
 494     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("OpenJPEG JPEG 2000"),
 495     .priv_class     = &class,
 496 };