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_YUV420P:
  91         color_space = CLRSPC_SYCC;
  92         numcomps = 3;
  93         break;
  94     case PIX_FMT_YUV422P:
  95         color_space = CLRSPC_SYCC;
  96         numcomps = 3;
  97         break;
  98     case PIX_FMT_YUV440P:
  99         color_space = CLRSPC_SYCC;
 100         numcomps = 3;
 101         break;
 102     case PIX_FMT_YUV444P:
 103         color_space = CLRSPC_SYCC;
 104         numcomps = 3;
 105         break;
 106     case PIX_FMT_YUVA420P:
 107         color_space = CLRSPC_SYCC;
 108         numcomps = 4;
 109         break;
 110     case PIX_FMT_YUV420P9:
 111     case PIX_FMT_YUV422P9:
 112     case PIX_FMT_YUV444P9:
 113         color_space = CLRSPC_SYCC;
 114         numcomps = 3;
 115         bpp = 9;
 116         break;
 117     case PIX_FMT_YUV420P10:
 118     case PIX_FMT_YUV422P10:
 119     case PIX_FMT_YUV444P10:
 120         color_space = CLRSPC_SYCC;
 121         numcomps = 3;
 122         bpp = 10;
 123         break;
 124     case PIX_FMT_YUV420P16:
 125     case PIX_FMT_YUV422P16:
 126     case PIX_FMT_YUV444P16:
 127         color_space = CLRSPC_SYCC;
 128         numcomps = 3;
 129         bpp = 16;
 130         break;
 131     default:
 132         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "The requested pixel format '%s' is not supported\n", av_get_pix_fmt_name(avctx->pix_fmt));
 133         return NULL;
 134     }
 135
 136     cmptparm = av_mallocz(numcomps * sizeof(opj_image_cmptparm_t));
 137     if (!cmptparm) {
 138         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Not enough memory");
 139         return NULL;
 140     }
 141     for (i = 0; i < numcomps; i++) {
 142         cmptparm[i].prec = bpp;
 143         cmptparm[i].bpp = bpp;
 144         cmptparm[i].sgnd = 0;
 145         cmptparm[i].dx = sub_dx[i];
 146         cmptparm[i].dy = sub_dy[i];
 147         cmptparm[i].w = avctx->width / sub_dx[i];
 148         cmptparm[i].h = avctx->height / sub_dy[i];
 149     }
 150
 151     img = opj_image_create(numcomps, cmptparm, color_space);
 152     av_freep(&cmptparm);
 153     return img;
 154 }
 155
 156 static av_cold int libopenjpeg_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 157 {
 158     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 159
 160     opj_set_default_encoder_parameters(&ctx->enc_params);
 161     ctx->enc_params.tcp_numlayers = 1;
 162     ctx->enc_params.tcp_rates[0] = FFMAX(avctx->compression_level, 0) * 2;
 163     ctx->enc_params.cp_disto_alloc = 1;
 164
 165     ctx->compress = opj_create_compress(CODEC_J2K);
 166     if (!ctx->compress) {
 167         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the compressor\n");
 168         return AVERROR(ENOMEM);
 169     }
 170
 171     avctx->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
 172     if (!avctx->coded_frame) {
 173         av_freep(&ctx->compress);
 174         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error allocating coded frame\n");
 175         return AVERROR(ENOMEM);
 176     }
 177
 178     ctx->image = mj2_create_image(avctx, &ctx->enc_params);
 179     if (!ctx->image) {
 180         av_freep(&ctx->compress);
 181         av_freep(&avctx->coded_frame);
 182         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the mj2 image\n");
 183         return AVERROR(EINVAL);
 184     }
 185
 186     memset(&ctx->event_mgr, 0, sizeof(opj_event_mgr_t));
 187     ctx->event_mgr.error_handler = error_callback;
 188     ctx->event_mgr.warning_handler = warning_callback;
 189     ctx->event_mgr.info_handler = NULL;
 190     opj_set_event_mgr((opj_common_ptr)ctx->compress, &ctx->event_mgr, avctx);
 191
 192     return 0;
 193 }
 194
 195 static int libopenjpeg_copy_rgba(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame, opj_image_t *image, int numcomps)
 196 {
 197     int compno;
 198     int x;
 199     int y;
 200
 201     av_assert0(numcomps == 1 || numcomps == 3 || numcomps == 4);
 202
 203     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 204         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[0] / numcomps) {
 205             return 0;
 206         }
 207     }
 208
 209     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 210         for (y = 0; y < avctx->height; ++y) {
 211             for (x = 0; x < avctx->width; ++x) {
 212                 image->comps[compno].data[y * avctx->width + x] = frame->data[0][y * frame->linesize[0] + x * numcomps + compno];
 213             }
 214         }
 215     }
 216
 217     return 1;
 218 }
 219
 220 static int libopenjpeg_copy_rgb16(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame, opj_image_t *image, int numcomps)
 221 {
 222     int compno;
 223     int x;
 224     int y;
 225     uint16_t *frame_ptr = (uint16_t*)frame->data[0];
 226
 227     av_assert0(numcomps == 1 || numcomps == 3);
 228
 229     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 230         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[0] / numcomps) {
 231             return 0;
 232         }
 233     }
 234
 235     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 236         for (y = 0; y < avctx->height; ++y) {
 237             for (x = 0; x < avctx->width; ++x) {
 238                 image->comps[compno].data[y * avctx->width + x] = frame_ptr[y * frame->linesize[0] / 2 + x * numcomps + compno];
 239             }
 240         }
 241     }
 242
 243     return 1;
 244 }
 245
 246 static int libopenjpeg_copy_yuv8(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 247 {
 248     int compno;
 249     int x;
 250     int y;
 251     int width;
 252     int height;
 253     const int numcomps = avctx->pix_fmt == PIX_FMT_YUVA420P ? 4 : 3;
 254
 255     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 256         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[compno]) {
 257             return 0;
 258         }
 259     }
 260
 261     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 262         width = avctx->width / image->comps[compno].dx;
 263         height = avctx->height / image->comps[compno].dy;
 264         for (y = 0; y < height; ++y) {
 265             for (x = 0; x < width; ++x) {
 266                 image->comps[compno].data[y * width + x] = frame->data[compno][y * frame->linesize[compno] + x];
 267             }
 268         }
 269     }
 270
 271     return 1;
 272 }
 273
 274 static int libopenjpeg_copy_yuv16(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame, opj_image_t *image)
 275 {
 276     int compno;
 277     int x;
 278     int y;
 279     int width;
 280     int height;
 281     const int numcomps = 3;
 282     uint16_t *frame_ptr;
 283
 284     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 285         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[compno]) {
 286             return 0;
 287         }
 288     }
 289
 290     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
 291         width = avctx->width / image->comps[compno].dx;
 292         height = avctx->height / image->comps[compno].dy;
 293         frame_ptr = (uint16_t*)frame->data[compno];
 294         for (y = 0; y < height; ++y) {
 295             for (x = 0; x < width; ++x) {
 296                 image->comps[compno].data[y * width + x] = frame_ptr[y * (frame->linesize[compno] / 2) + x];
 297             }
 298         }
 299     }
 300
 301     return 1;
 302 }
 303
 304 static int libopenjpeg_encode_frame(AVCodecContext *avctx, uint8_t *buf, int buf_size, void *data)
 305 {
 306     AVFrame *frame = data;
 307     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 308     opj_cinfo_t *compress = ctx->compress;
 309     opj_image_t *image = ctx->image;
 310     opj_cio_t *stream;
 311     int cpyresult = 0;
 312     int len = 0;
 313
 314     // x0, y0 is the top left corner of the image
 315     // x1, y1 is the width, height of the reference grid
 316     image->x0 = 0;
 317     image->y0 = 0;
 318     image->x1 = (avctx->width - 1) * ctx->enc_params.subsampling_dx + 1;
 319     image->y1 = (avctx->height - 1) * ctx->enc_params.subsampling_dy + 1;
 320
 321     switch (avctx->pix_fmt) {
 322     case PIX_FMT_GRAY8:
 323         cpyresult = libopenjpeg_copy_rgba(avctx, frame, image, 1);
 324         break;
 325     case PIX_FMT_GRAY16:
 326         cpyresult = libopenjpeg_copy_rgb16(avctx, frame, image, 1);
 327         break;
 328     case PIX_FMT_RGB24:
 329         cpyresult = libopenjpeg_copy_rgba(avctx, frame, image, 3);
 330         break;
 331     case PIX_FMT_RGBA:
 332         cpyresult = libopenjpeg_copy_rgba(avctx, frame, image, 4);
 333         break;
 334     case PIX_FMT_RGB48:
 335         cpyresult = libopenjpeg_copy_rgb16(avctx, frame, image, 3);
 336         break;
 337     case PIX_FMT_YUV420P:
 338     case PIX_FMT_YUV422P:
 339     case PIX_FMT_YUV440P:
 340     case PIX_FMT_YUV444P:
 341     case PIX_FMT_YUVA420P:
 342         cpyresult = libopenjpeg_copy_yuv8(avctx, frame, image);
 343         break;
 344     case PIX_FMT_YUV420P9:
 345     case PIX_FMT_YUV420P10:
 346     case PIX_FMT_YUV420P16:
 347     case PIX_FMT_YUV422P9:
 348     case PIX_FMT_YUV422P10:
 349     case PIX_FMT_YUV422P16:
 350     case PIX_FMT_YUV444P9:
 351     case PIX_FMT_YUV444P10:
 352     case PIX_FMT_YUV444P16:
 353         cpyresult = libopenjpeg_copy_yuv16(avctx, frame, image);
 354         break;
 355     default:
 356         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "The frame's pixel format '%s' is not supported\n", av_get_pix_fmt_name(avctx->pix_fmt));
 357         return AVERROR(EINVAL);
 358         break;
 359     }
 360
 361     if (!cpyresult) {
 362         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not copy the frame data to the internal image buffer\n");
 363         return -1;
 364     }
 365
 366     opj_setup_encoder(compress, &ctx->enc_params, image);
 367     stream = opj_cio_open((opj_common_ptr)compress, NULL, 0);
 368     if (!stream) {
 369         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the cio stream\n");
 370         return AVERROR(ENOMEM);
 371     }
 372
 373     if (!opj_encode(compress, stream, image, NULL)) {
 374         opj_cio_close(stream);
 375         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error during the opj encode\n");
 376         return -1;
 377     }
 378
 379     len = cio_tell(stream);
 380     if (len > buf_size) {
 381         opj_cio_close(stream);
 382         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error with buf_size, not large enough to hold the frame\n");
 383         return -1;
 384     }
 385
 386     memcpy(buf, stream->buffer, len);
 387     opj_cio_close(stream);
 388     return len;
 389 }
 390
 391 static av_cold int libopenjpeg_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 392 {
 393     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
 394
 395     opj_destroy_compress(ctx->compress);
 396     opj_image_destroy(ctx->image);
 397     av_freep(&avctx->coded_frame);
 398     return 0 ;
 399 }
 400
 401
 402 AVCodec ff_libopenjpeg_encoder = {
 403     .name           = "libopenjpeg",
 404     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 405     .id             = CODEC_ID_JPEG2000,
 406     .priv_data_size = sizeof(LibOpenJPEGContext),
 407     .init           = libopenjpeg_encode_init,
 408     .encode         = libopenjpeg_encode_frame,
 409     .close          = libopenjpeg_encode_close,
 410     .capabilities   = 0,
 411     .pix_fmts = (const enum PixelFormat[]){PIX_FMT_RGB24,PIX_FMT_RGBA,PIX_FMT_RGB48,
 412                                            PIX_FMT_GRAY8,PIX_FMT_GRAY16,
 413                                            PIX_FMT_YUV420P,PIX_FMT_YUV422P,PIX_FMT_YUVA420P,
 414                                            PIX_FMT_YUV440P,PIX_FMT_YUV444P,
 415                                            PIX_FMT_YUV420P9,PIX_FMT_YUV422P9,PIX_FMT_YUV444P9,
 416                                            PIX_FMT_YUV420P10,PIX_FMT_YUV422P10,PIX_FMT_YUV444P10,
 417                                            PIX_FMT_YUV420P16,PIX_FMT_YUV422P16,PIX_FMT_YUV444P16,
 418                                            PIX_FMT_NONE},
 419     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("OpenJPEG based JPEG 2000 encoder"),
 420 } ;