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_YUV420P9:
 100     case PIX_FMT_YUV422P9:
 101     case PIX_FMT_YUV444P9:
 102     case PIX_FMT_YUV420P10:
 103     case PIX_FMT_YUV422P10:
 104     case PIX_FMT_YUV444P10:
 105     case PIX_FMT_YUV420P16:
 106     case PIX_FMT_YUV422P16:
 107     case PIX_FMT_YUV444P16:
 108         color_space = CLRSPC_SYCC;
 109         break;
 110     default:
 111         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "The requested pixel format '%s' is not supported\n", av_get_pix_fmt_name(avctx->pix_fmt));
 112         return NULL;
 113     }
 114
 115     cmptparm = av_mallocz(numcomps * sizeof(opj_image_cmptparm_t));
 116     if (!cmptparm) {
 117         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Not enough memory");
 118         return NULL;
 119     }
 120     for (i = 0; i < numcomps; i++) {
 121         cmptparm[i].prec = av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].comp[i].depth_minus1 + 1;
 122         cmptparm[i].bpp = av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].comp[i].depth_minus1 + 1;
 123         cmptparm[i].sgnd = 0;
 124         cmptparm[i].dx = sub_dx[i];
 125         cmptparm[i].dy = sub_dy[i];
 126         cmptparm[i].w = avctx->width / sub_dx[i];
 127         cmptparm[i].h = avctx->height / sub_dy[i];
 128     }
 129
 130     img = opj_image_create(numcomps, cmptparm, color_space);
 131     av_freep(&cmptparm);
 132     return img;
 133 }
 134
 135 static av_cold int libopenjpeg_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 136 {
 137     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 138
 139     opj_set_default_encoder_parameters(&ctx->enc_params);
 140     ctx->enc_params.cp_rsiz = ctx->profile;
 141     ctx->enc_params.mode = !!avctx->global_quality;
 142     ctx->enc_params.cp_cinema = ctx->cinema_mode;
 143     ctx->enc_params.prog_order = ctx->prog_order;
 144     ctx->enc_params.numresolution = ctx->numresolution;
 145     ctx->enc_params.cp_disto_alloc = ctx->disto_alloc;
 146     ctx->enc_params.cp_fixed_alloc = ctx->fixed_alloc;
 147     ctx->enc_params.cp_fixed_quality = ctx->fixed_quality;
 148     ctx->enc_params.tcp_numlayers = ctx->numlayers;
 149     ctx->enc_params.tcp_rates[0] = FFMAX(avctx->compression_level, 0) * 2;
 150
 151     ctx->compress = opj_create_compress(ctx->format);
 152     if (!ctx->compress) {
 153         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the compressor\n");
 154         return AVERROR(ENOMEM);
 155     }
 156
 157     avctx->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
 158     if (!avctx->coded_frame) {
 159         av_freep(&ctx->compress);
 160         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error allocating coded frame\n");
 161         return AVERROR(ENOMEM);
 162     }
 163
 164     ctx->image = mj2_create_image(avctx, &ctx->enc_params);
 165     if (!ctx->image) {
 166         av_freep(&ctx->compress);
 167         av_freep(&avctx->coded_frame);
 168         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the mj2 image\n");
 169         return AVERROR(EINVAL);
 170     }
 171
 172     memset(&ctx->event_mgr, 0, sizeof(opj_event_mgr_t));
 173     ctx->event_mgr.error_handler = error_callback;
 174     ctx->event_mgr.warning_handler = warning_callback;
 175     ctx->event_mgr.info_handler = NULL;
 176     opj_set_event_mgr((opj_common_ptr)ctx->compress, &ctx->event_mgr, avctx);
 177
 178     return 0;
 179 }
 180
 181 static int libopenjpeg_copy_packed8(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 182 {
 183     int compno;
 184     int x;
 185     int y;
 186     int image_index;
 187     int frame_index;
 188     const int numcomps = image->numcomps;
 189
 190     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 191         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[0] / numcomps) {
 192             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error: frame's linesize is too small for the image\n");
 193             return 0;
 194         }
 195     }
 196
 197     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 198         for (y = 0; y < avctx->height; ++y) {
 199             image_index = y * avctx->width;
 200             frame_index = y * frame->linesize[0] + compno;
 201             for (x = 0; x < avctx->width; ++x) {
 202                 image->comps[compno].data[image_index++] = frame->data[0][frame_index];
 203                 frame_index += numcomps;
 204             }
 205         }
 206     }
 207
 208     return 1;
 209 }
 210
 211 static int libopenjpeg_copy_packed16(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 212 {
 213     int compno;
 214     int x;
 215     int y;
 216     int image_index;
 217     int frame_index;
 218     const int numcomps = image->numcomps;
 219     uint16_t *frame_ptr = (uint16_t*)frame->data[0];
 220
 221     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 222         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[0] / numcomps) {
 223             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error: frame's linesize is too small for the image\n");
 224             return 0;
 225         }
 226     }
 227
 228     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 229         for (y = 0; y < avctx->height; ++y) {
 230             image_index = y * avctx->width;
 231             frame_index = y * (frame->linesize[0] / 2) + compno;
 232             for (x = 0; x < avctx->width; ++x) {
 233                 image->comps[compno].data[image_index++] = frame_ptr[frame_index];
 234                 frame_index += numcomps;
 235             }
 236         }
 237     }
 238
 239     return 1;
 240 }
 241
 242 static int libopenjpeg_copy_unpacked8(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 243 {
 244     int compno;
 245     int x;
 246     int y;
 247     int width;
 248     int height;
 249     int image_index;
 250     int frame_index;
 251     const int numcomps = image->numcomps;
 252
 253     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 254         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[compno]) {
 255             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error: frame's linesize is too small for the image\n");
 256             return 0;
 257         }
 258     }
 259
 260     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 261         width = avctx->width / image->comps[compno].dx;
 262         height = avctx->height / image->comps[compno].dy;
 263         for (y = 0; y < height; ++y) {
 264             image_index = y * width;
 265             frame_index = y * frame->linesize[compno];
 266             for (x = 0; x < width; ++x) {
 267                 image->comps[compno].data[image_index++] = frame->data[compno][frame_index++];
 268             }
 269         }
 270     }
 271
 272     return 1;
 273 }
 274
 275 static int libopenjpeg_copy_unpacked16(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 276 {
 277     int compno;
 278     int x;
 279     int y;
 280     int width;
 281     int height;
 282     int image_index;
 283     int frame_index;
 284     const int numcomps = image->numcomps;
 285     uint16_t *frame_ptr;
 286
 287     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 288         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[compno]) {
 289             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error: frame's linesize is too small for the image\n");
 290             return 0;
 291         }
 292     }
 293
 294     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 295         width = avctx->width / image->comps[compno].dx;
 296         height = avctx->height / image->comps[compno].dy;
 297         frame_ptr = (uint16_t*)frame->data[compno];
 298         for (y = 0; y < height; ++y) {
 299             image_index = y * width;
 300             frame_index = y * (frame->linesize[compno] / 2);
 301             for (x = 0; x < width; ++x) {
 302                 image->comps[compno].data[image_index++] = frame_ptr[frame_index++];
 303             }
 304         }
 305     }
 306
 307     return 1;
 308 }
 309
 310 static int libopenjpeg_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
 311                                     const AVFrame *frame, int *got_packet)
 312 {
 313     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 314     opj_cinfo_t *compress = ctx->compress;
 315     opj_image_t *image = ctx->image;
 316     opj_cio_t *stream;
 317     int cpyresult = 0;
 318     int ret, len;
 319
 320     // x0, y0 is the top left corner of the image
 321     // x1, y1 is the width, height of the reference grid
 322     image->x0 = 0;
 323     image->y0 = 0;
 324     image->x1 = (avctx->width - 1) * ctx->enc_params.subsampling_dx + 1;
 325     image->y1 = (avctx->height - 1) * ctx->enc_params.subsampling_dy + 1;
 326
 327     switch (avctx->pix_fmt) {
 328     case PIX_FMT_RGB24:
 329     case PIX_FMT_RGBA:
 330     case PIX_FMT_GRAY8A:
 331         cpyresult = libopenjpeg_copy_packed8(avctx, frame, image);
 332         break;
 333     case PIX_FMT_RGB48:
 334     case PIX_FMT_RGBA64:
 335         cpyresult = libopenjpeg_copy_packed16(avctx, frame, image);
 336         break;
 337     case PIX_FMT_GRAY8:
 338     case PIX_FMT_YUV410P:
 339     case PIX_FMT_YUV411P:
 340     case PIX_FMT_YUV420P:
 341     case PIX_FMT_YUV422P:
 342     case PIX_FMT_YUV440P:
 343     case PIX_FMT_YUV444P:
 344     case PIX_FMT_YUVA420P:
 345         cpyresult = libopenjpeg_copy_unpacked8(avctx, frame, image);
 346         break;
 347     case PIX_FMT_GRAY16:
 348     case PIX_FMT_YUV420P9:
 349     case PIX_FMT_YUV420P10:
 350     case PIX_FMT_YUV420P16:
 351     case PIX_FMT_YUV422P9:
 352     case PIX_FMT_YUV422P10:
 353     case PIX_FMT_YUV422P16:
 354     case PIX_FMT_YUV444P9:
 355     case PIX_FMT_YUV444P10:
 356     case PIX_FMT_YUV444P16:
 357         cpyresult = libopenjpeg_copy_unpacked16(avctx, frame, image);
 358         break;
 359     default:
 360         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "The frame's pixel format '%s' is not supported\n", av_get_pix_fmt_name(avctx->pix_fmt));
 361         return AVERROR(EINVAL);
 362         break;
 363     }
 364
 365     if (!cpyresult) {
 366         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not copy the frame data to the internal image buffer\n");
 367         return -1;
 368     }
 369
 370     opj_setup_encoder(compress, &ctx->enc_params, image);
 371     stream = opj_cio_open((opj_common_ptr)compress, NULL, 0);
 372     if (!stream) {
 373         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the cio stream\n");
 374         return AVERROR(ENOMEM);
 375     }
 376
 377     if (!opj_encode(compress, stream, image, NULL)) {
 378         opj_cio_close(stream);
 379         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error during the opj encode\n");
 380         return -1;
 381     }
 382
 383     len = cio_tell(stream);
 384     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, len)) < 0) {
 385         opj_cio_close(stream);
 386         return ret;
 387     }
 388
 389     memcpy(pkt->data, stream->buffer, len);
 390     pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 391     *got_packet = 1;
 392     opj_cio_close(stream);
 393     return 0;
 394 }
 395
 396 static av_cold int libopenjpeg_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 397 {
 398     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 399
 400     opj_destroy_compress(ctx->compress);
 401     opj_image_destroy(ctx->image);
 402     av_freep(&avctx->coded_frame);
 403     return 0 ;
 404 }
 405
 406 #define OFFSET(x) offsetof(LibOpenJPEGContext, x)
 407 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 408 static const AVOption options[] = {
 409     { "format",        "Codec Format",      OFFSET(format),        AV_OPT_TYPE_INT,   { CODEC_JP2   }, CODEC_J2K, CODEC_JP2,   VE, "format"      },
 410     { "j2k",           NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CODEC_J2K   }, 0,         0,           VE, "format"      },
 411     { "jp2",           NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CODEC_JP2   }, 0,         0,           VE, "format"      },
 412     { "profile",       NULL,                OFFSET(profile),       AV_OPT_TYPE_INT,   { STD_RSIZ    }, STD_RSIZ,  CINEMA4K,    VE, "profile"     },
 413     { "jpeg2000",      NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { STD_RSIZ    }, 0,         0,           VE, "profile"     },
 414     { "cinema2k",      NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CINEMA2K    }, 0,         0,           VE, "profile"     },
 415     { "cinema4k",      NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CINEMA4K    }, 0,         0,           VE, "profile"     },
 416     { "cinema_mode",   "Digital Cinema",    OFFSET(cinema_mode),   AV_OPT_TYPE_INT,   { OFF         }, OFF,       CINEMA4K_24, VE, "cinema_mode" },
 417     { "off",           NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { OFF         }, 0,         0,           VE, "cinema_mode" },
 418     { "2k_24",         NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CINEMA2K_24 }, 0,         0,           VE, "cinema_mode" },
 419     { "2k_48",         NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CINEMA2K_48 }, 0,         0,           VE, "cinema_mode" },
 420     { "4k_24",         NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CINEMA4K_24 }, 0,         0,           VE, "cinema_mode" },
 421     { "prog_order",    "Progression Order", OFFSET(prog_order),    AV_OPT_TYPE_INT,   { LRCP        }, LRCP,      CPRL,        VE, "prog_order"  },
 422     { "lrcp",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { LRCP        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
 423     { "rlcp",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { RLCP        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
 424     { "rpcl",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { RPCL        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
 425     { "pcrl",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { PCRL        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
 426     { "cprl",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CPRL        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
 427     { "numresolution", NULL,                OFFSET(numresolution), AV_OPT_TYPE_INT,   { 6           }, 1,         10,          VE                },
 428     { "numlayers",     NULL,                OFFSET(numlayers),     AV_OPT_TYPE_INT,   { 1           }, 1,         10,          VE                },
 429     { "disto_alloc",   NULL,                OFFSET(disto_alloc),   AV_OPT_TYPE_INT,   { 1           }, 0,         1,           VE                },
 430     { "fixed_alloc",   NULL,                OFFSET(fixed_alloc),   AV_OPT_TYPE_INT,   { 0           }, 0,         1,           VE                },
 431     { "fixed_quality", NULL,                OFFSET(fixed_quality), AV_OPT_TYPE_INT,   { 0           }, 0,         1,           VE                },
 432     { NULL },
 433 };
 434
 435 static const AVClass class = {
 436     .class_name = "libopenjpeg",
 437     .item_name  = av_default_item_name,
 438     .option     = options,
 439     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 440 };
 441
 442 AVCodec ff_libopenjpeg_encoder = {
 443     .name           = "libopenjpeg",
 444     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 445     .id             = CODEC_ID_JPEG2000,
 446     .priv_data_size = sizeof(LibOpenJPEGContext),
 447     .init           = libopenjpeg_encode_init,
 448     .encode2        = libopenjpeg_encode_frame,
 449     .close          = libopenjpeg_encode_close,
 450     .capabilities   = 0,
 451     .pix_fmts = (const enum PixelFormat[]){PIX_FMT_RGB24,PIX_FMT_RGBA,PIX_FMT_RGB48,PIX_FMT_RGBA64,
 452                                            PIX_FMT_GRAY8,PIX_FMT_GRAY8A,PIX_FMT_GRAY16,
 453                                            PIX_FMT_YUV420P,PIX_FMT_YUV422P,PIX_FMT_YUVA420P,
 454                                            PIX_FMT_YUV440P,PIX_FMT_YUV444P,
 455                                            PIX_FMT_YUV411P,PIX_FMT_YUV410P,
 456                                            PIX_FMT_YUV420P9,PIX_FMT_YUV422P9,PIX_FMT_YUV444P9,
 457                                            PIX_FMT_YUV420P10,PIX_FMT_YUV422P10,PIX_FMT_YUV444P10,
 458                                            PIX_FMT_YUV420P16,PIX_FMT_YUV422P16,PIX_FMT_YUV444P16,
 459                                            PIX_FMT_NONE},
 460     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("OpenJPEG JPEG 2000"),
 461     .priv_class     = &class,
 462 };