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_YUV420P16:
 108     case PIX_FMT_YUV422P16:
 109     case PIX_FMT_YUV444P16:
 110         color_space = CLRSPC_SYCC;
 111         break;
 112     default:
 113         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "The requested pixel format '%s' is not supported\n", av_get_pix_fmt_name(avctx->pix_fmt));
 114         return NULL;
 115     }
 116
 117     cmptparm = av_mallocz(numcomps * sizeof(opj_image_cmptparm_t));
 118     if (!cmptparm) {
 119         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Not enough memory");
 120         return NULL;
 121     }
 122     for (i = 0; i < numcomps; i++) {
 123         cmptparm[i].prec = av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].comp[i].depth_minus1 + 1;
 124         cmptparm[i].bpp = av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].comp[i].depth_minus1 + 1;
 125         cmptparm[i].sgnd = 0;
 126         cmptparm[i].dx = sub_dx[i];
 127         cmptparm[i].dy = sub_dy[i];
 128         cmptparm[i].w = avctx->width / sub_dx[i];
 129         cmptparm[i].h = avctx->height / sub_dy[i];
 130     }
 131
 132     img = opj_image_create(numcomps, cmptparm, color_space);
 133     av_freep(&cmptparm);
 134     return img;
 135 }
 136
 137 static av_cold int libopenjpeg_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 138 {
 139     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 140
 141     opj_set_default_encoder_parameters(&ctx->enc_params);
 142     ctx->enc_params.cp_rsiz = ctx->profile;
 143     ctx->enc_params.mode = !!avctx->global_quality;
 144     ctx->enc_params.cp_cinema = ctx->cinema_mode;
 145     ctx->enc_params.prog_order = ctx->prog_order;
 146     ctx->enc_params.numresolution = ctx->numresolution;
 147     ctx->enc_params.cp_disto_alloc = ctx->disto_alloc;
 148     ctx->enc_params.cp_fixed_alloc = ctx->fixed_alloc;
 149     ctx->enc_params.cp_fixed_quality = ctx->fixed_quality;
 150     ctx->enc_params.tcp_numlayers = ctx->numlayers;
 151     ctx->enc_params.tcp_rates[0] = FFMAX(avctx->compression_level, 0) * 2;
 152
 153     ctx->compress = opj_create_compress(ctx->format);
 154     if (!ctx->compress) {
 155         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the compressor\n");
 156         return AVERROR(ENOMEM);
 157     }
 158
 159     avctx->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
 160     if (!avctx->coded_frame) {
 161         av_freep(&ctx->compress);
 162         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error allocating coded frame\n");
 163         return AVERROR(ENOMEM);
 164     }
 165
 166     ctx->image = mj2_create_image(avctx, &ctx->enc_params);
 167     if (!ctx->image) {
 168         av_freep(&ctx->compress);
 169         av_freep(&avctx->coded_frame);
 170         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the mj2 image\n");
 171         return AVERROR(EINVAL);
 172     }
 173
 174     memset(&ctx->event_mgr, 0, sizeof(opj_event_mgr_t));
 175     ctx->event_mgr.error_handler = error_callback;
 176     ctx->event_mgr.warning_handler = warning_callback;
 177     ctx->event_mgr.info_handler = NULL;
 178     opj_set_event_mgr((opj_common_ptr)ctx->compress, &ctx->event_mgr, avctx);
 179
 180     return 0;
 181 }
 182
 183 static int libopenjpeg_copy_packed8(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 184 {
 185     int compno;
 186     int x;
 187     int y;
 188     int image_index;
 189     int frame_index;
 190     const int numcomps = image->numcomps;
 191
 192     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 193         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[0] / numcomps) {
 194             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error: frame's linesize is too small for the image\n");
 195             return 0;
 196         }
 197     }
 198
 199     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 200         for (y = 0; y < avctx->height; ++y) {
 201             image_index = y * avctx->width;
 202             frame_index = y * frame->linesize[0] + compno;
 203             for (x = 0; x < avctx->width; ++x) {
 204                 image->comps[compno].data[image_index++] = frame->data[0][frame_index];
 205                 frame_index += numcomps;
 206             }
 207         }
 208     }
 209
 210     return 1;
 211 }
 212
 213 static int libopenjpeg_copy_packed16(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 214 {
 215     int compno;
 216     int x;
 217     int y;
 218     int image_index;
 219     int frame_index;
 220     const int numcomps = image->numcomps;
 221     uint16_t *frame_ptr = (uint16_t*)frame->data[0];
 222
 223     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 224         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[0] / numcomps) {
 225             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error: frame's linesize is too small for the image\n");
 226             return 0;
 227         }
 228     }
 229
 230     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 231         for (y = 0; y < avctx->height; ++y) {
 232             image_index = y * avctx->width;
 233             frame_index = y * (frame->linesize[0] / 2) + compno;
 234             for (x = 0; x < avctx->width; ++x) {
 235                 image->comps[compno].data[image_index++] = frame_ptr[frame_index];
 236                 frame_index += numcomps;
 237             }
 238         }
 239     }
 240
 241     return 1;
 242 }
 243
 244 static int libopenjpeg_copy_unpacked8(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 245 {
 246     int compno;
 247     int x;
 248     int y;
 249     int width;
 250     int height;
 251     int image_index;
 252     int frame_index;
 253     const int numcomps = image->numcomps;
 254
 255     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 256         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[compno]) {
 257             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error: frame's linesize is too small for the image\n");
 258             return 0;
 259         }
 260     }
 261
 262     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 263         width = avctx->width / image->comps[compno].dx;
 264         height = avctx->height / image->comps[compno].dy;
 265         for (y = 0; y < height; ++y) {
 266             image_index = y * width;
 267             frame_index = y * frame->linesize[compno];
 268             for (x = 0; x < width; ++x) {
 269                 image->comps[compno].data[image_index++] = frame->data[compno][frame_index++];
 270             }
 271         }
 272     }
 273
 274     return 1;
 275 }
 276
 277 static int libopenjpeg_copy_unpacked16(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 278 {
 279     int compno;
 280     int x;
 281     int y;
 282     int width;
 283     int height;
 284     int image_index;
 285     int frame_index;
 286     const int numcomps = image->numcomps;
 287     uint16_t *frame_ptr;
 288
 289     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 290         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[compno]) {
 291             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error: frame's linesize is too small for the image\n");
 292             return 0;
 293         }
 294     }
 295
 296     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 297         width = avctx->width / image->comps[compno].dx;
 298         height = avctx->height / image->comps[compno].dy;
 299         frame_ptr = (uint16_t*)frame->data[compno];
 300         for (y = 0; y < height; ++y) {
 301             image_index = y * width;
 302             frame_index = y * (frame->linesize[compno] / 2);
 303             for (x = 0; x < width; ++x) {
 304                 image->comps[compno].data[image_index++] = frame_ptr[frame_index++];
 305             }
 306         }
 307     }
 308
 309     return 1;
 310 }
 311
 312 static int libopenjpeg_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
 313                                     const AVFrame *frame, int *got_packet)
 314 {
 315     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 316     opj_cinfo_t *compress = ctx->compress;
 317     opj_image_t *image = ctx->image;
 318     opj_cio_t *stream;
 319     int cpyresult = 0;
 320     int ret, len;
 321
 322     // x0, y0 is the top left corner of the image
 323     // x1, y1 is the width, height of the reference grid
 324     image->x0 = 0;
 325     image->y0 = 0;
 326     image->x1 = (avctx->width - 1) * ctx->enc_params.subsampling_dx + 1;
 327     image->y1 = (avctx->height - 1) * ctx->enc_params.subsampling_dy + 1;
 328
 329     switch (avctx->pix_fmt) {
 330     case PIX_FMT_RGB24:
 331     case PIX_FMT_RGBA:
 332     case PIX_FMT_GRAY8A:
 333         cpyresult = libopenjpeg_copy_packed8(avctx, frame, image);
 334         break;
 335     case PIX_FMT_RGB48:
 336     case PIX_FMT_RGBA64:
 337         cpyresult = libopenjpeg_copy_packed16(avctx, frame, image);
 338         break;
 339     case PIX_FMT_GRAY8:
 340     case PIX_FMT_YUV410P:
 341     case PIX_FMT_YUV411P:
 342     case PIX_FMT_YUV420P:
 343     case PIX_FMT_YUV422P:
 344     case PIX_FMT_YUV440P:
 345     case PIX_FMT_YUV444P:
 346     case PIX_FMT_YUVA420P:
 347     case PIX_FMT_YUVA422P:
 348     case PIX_FMT_YUVA444P:
 349         cpyresult = libopenjpeg_copy_unpacked8(avctx, frame, image);
 350         break;
 351     case PIX_FMT_GRAY16:
 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_unpacked16(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 ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, len)) < 0) {
 389         opj_cio_close(stream);
 390         return ret;
 391     }
 392
 393     memcpy(pkt->data, stream->buffer, len);
 394     pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 395     *got_packet = 1;
 396     opj_cio_close(stream);
 397     return 0;
 398 }
 399
 400 static av_cold int libopenjpeg_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 401 {
 402     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 403
 404     opj_destroy_compress(ctx->compress);
 405     opj_image_destroy(ctx->image);
 406     av_freep(&avctx->coded_frame);
 407     return 0 ;
 408 }
 409
 410 #define OFFSET(x) offsetof(LibOpenJPEGContext, x)
 411 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 412 static const AVOption options[] = {
 413     { "format",        "Codec Format",      OFFSET(format),        AV_OPT_TYPE_INT,   { CODEC_JP2   }, CODEC_J2K, CODEC_JP2,   VE, "format"      },
 414     { "j2k",           NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CODEC_J2K   }, 0,         0,           VE, "format"      },
 415     { "jp2",           NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CODEC_JP2   }, 0,         0,           VE, "format"      },
 416     { "profile",       NULL,                OFFSET(profile),       AV_OPT_TYPE_INT,   { STD_RSIZ    }, STD_RSIZ,  CINEMA4K,    VE, "profile"     },
 417     { "jpeg2000",      NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { STD_RSIZ    }, 0,         0,           VE, "profile"     },
 418     { "cinema2k",      NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CINEMA2K    }, 0,         0,           VE, "profile"     },
 419     { "cinema4k",      NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CINEMA4K    }, 0,         0,           VE, "profile"     },
 420     { "cinema_mode",   "Digital Cinema",    OFFSET(cinema_mode),   AV_OPT_TYPE_INT,   { OFF         }, OFF,       CINEMA4K_24, VE, "cinema_mode" },
 421     { "off",           NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { OFF         }, 0,         0,           VE, "cinema_mode" },
 422     { "2k_24",         NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CINEMA2K_24 }, 0,         0,           VE, "cinema_mode" },
 423     { "2k_48",         NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CINEMA2K_48 }, 0,         0,           VE, "cinema_mode" },
 424     { "4k_24",         NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CINEMA4K_24 }, 0,         0,           VE, "cinema_mode" },
 425     { "prog_order",    "Progression Order", OFFSET(prog_order),    AV_OPT_TYPE_INT,   { LRCP        }, LRCP,      CPRL,        VE, "prog_order"  },
 426     { "lrcp",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { LRCP        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
 427     { "rlcp",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { RLCP        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
 428     { "rpcl",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { RPCL        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
 429     { "pcrl",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { PCRL        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
 430     { "cprl",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { CPRL        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
 431     { "numresolution", NULL,                OFFSET(numresolution), AV_OPT_TYPE_INT,   { 6           }, 1,         10,          VE                },
 432     { "numlayers",     NULL,                OFFSET(numlayers),     AV_OPT_TYPE_INT,   { 1           }, 1,         10,          VE                },
 433     { "disto_alloc",   NULL,                OFFSET(disto_alloc),   AV_OPT_TYPE_INT,   { 1           }, 0,         1,           VE                },
 434     { "fixed_alloc",   NULL,                OFFSET(fixed_alloc),   AV_OPT_TYPE_INT,   { 0           }, 0,         1,           VE                },
 435     { "fixed_quality", NULL,                OFFSET(fixed_quality), AV_OPT_TYPE_INT,   { 0           }, 0,         1,           VE                },
 436     { NULL },
 437 };
 438
 439 static const AVClass class = {
 440     .class_name = "libopenjpeg",
 441     .item_name  = av_default_item_name,
 442     .option     = options,
 443     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 444 };
 445
 446 AVCodec ff_libopenjpeg_encoder = {
 447     .name           = "libopenjpeg",
 448     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 449     .id             = CODEC_ID_JPEG2000,
 450     .priv_data_size = sizeof(LibOpenJPEGContext),
 451     .init           = libopenjpeg_encode_init,
 452     .encode2        = libopenjpeg_encode_frame,
 453     .close          = libopenjpeg_encode_close,
 454     .capabilities   = 0,
 455     .pix_fmts = (const enum PixelFormat[]){PIX_FMT_RGB24,PIX_FMT_RGBA,PIX_FMT_RGB48,PIX_FMT_RGBA64,
 456                                            PIX_FMT_GRAY8,PIX_FMT_GRAY8A,PIX_FMT_GRAY16,
 457                                            PIX_FMT_YUV420P,PIX_FMT_YUV422P,PIX_FMT_YUVA420P,
 458                                            PIX_FMT_YUV440P,PIX_FMT_YUV444P,PIX_FMT_YUVA422P,
 459                                            PIX_FMT_YUV411P,PIX_FMT_YUV410P,PIX_FMT_YUVA444P,
 460                                            PIX_FMT_YUV420P9,PIX_FMT_YUV422P9,PIX_FMT_YUV444P9,
 461                                            PIX_FMT_YUV420P10,PIX_FMT_YUV422P10,PIX_FMT_YUV444P10,
 462                                            PIX_FMT_YUV420P16,PIX_FMT_YUV422P16,PIX_FMT_YUV444P16,
 463                                            PIX_FMT_NONE},
 464     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("OpenJPEG JPEG 2000"),
 465     .priv_class     = &class,
 466 };