git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/ljpegenc.c

   1 /*
   2  * lossless JPEG encoder
   3  * Copyright (c) 2000, 2001 Fabrice Bellard
   4  * Copyright (c) 2003 Alex Beregszaszi
   5  * Copyright (c) 2003-2004 Michael Niedermayer
   6  *
   7  * Support for external huffman table, various fixes (AVID workaround),
   8  * aspecting, new decode_frame mechanism and apple mjpeg-b support
   9  *                                  by Alex Beregszaszi
  10  *
  11  * This file is part of FFmpeg.
  12  *
  13  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
  14  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  15  * License as published by the Free Software Foundation; either
  16  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  17  *
  18  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  19  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  20  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  21  * Lesser General Public License for more details.
  22  *
  23  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  24  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  25  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  26  */
  27
  28 /**
  29  * @file
  30  * lossless JPEG encoder.
  31  */
  32
  33 #include "libavutil/frame.h"
  34 #include "libavutil/mem.h"
  35 #include "libavutil/pixdesc.h"
  36
  37 #include "avcodec.h"
  38 #include "dsputil.h"
  39 #include "internal.h"
  40 #include "mpegvideo.h"
  41 #include "mjpeg.h"
  42 #include "mjpegenc.h"
  43
  44 typedef struct LJpegEncContext {
  45     DSPContext dsp;
  46     ScanTable scantable;
  47     uint16_t matrix[64];
  48
  49     int vsample[3];
  50     int hsample[3];
  51
  52     uint16_t huff_code_dc_luminance[12];
  53     uint16_t huff_code_dc_chrominance[12];
  54     uint8_t  huff_size_dc_luminance[12];
  55     uint8_t  huff_size_dc_chrominance[12];
  56
  57     uint16_t (*scratch)[4];
  58 } LJpegEncContext;
  59
  60 static int ljpeg_encode_bgr(AVCodecContext *avctx, PutBitContext *pb,
  61                             const AVFrame *frame)
  62 {
  63     LJpegEncContext *s    = avctx->priv_data;
  64     const int width       = frame->width;
  65     const int height      = frame->height;
  66     const int linesize    = frame->linesize[0];
  67     uint16_t (*buffer)[4] = s->scratch;
  68     const int predictor   = avctx->prediction_method+1;
  69     int left[3], top[3], topleft[3];
  70     int x, y, i;
  71
  72     for (i = 0; i < 3; i++)
  73         buffer[0][i] = 1 << (9 - 1);
  74
  75     for (y = 0; y < height; y++) {
  76         const int modified_predictor = y ? predictor : 1;
  77         uint8_t *ptr = frame->data[0] + (linesize * y);
  78
  79         if (pb->buf_end - pb->buf - (put_bits_count(pb) >> 3) < width * 3 * 4) {
  80             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "encoded frame too large\n");
  81             return -1;
  82         }
  83
  84         for (i = 0; i < 3; i++)
  85             top[i]= left[i]= topleft[i]= buffer[0][i];
  86
  87         for (x = 0; x < width; x++) {
  88             if(avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR24){
  89                 buffer[x][1] =  ptr[3 * x + 0] -     ptr[3 * x + 1] + 0x100;
  90                 buffer[x][2] =  ptr[3 * x + 2] -     ptr[3 * x + 1] + 0x100;
  91                 buffer[x][0] = (ptr[3 * x + 0] + 2 * ptr[3 * x + 1] + ptr[3 * x + 2]) >> 2;
  92             }else{
  93                 buffer[x][1] =  ptr[4 * x + 0] -     ptr[4 * x + 1] + 0x100;
  94                 buffer[x][2] =  ptr[4 * x + 2] -     ptr[4 * x + 1] + 0x100;
  95                 buffer[x][0] = (ptr[4 * x + 0] + 2 * ptr[4 * x + 1] + ptr[4 * x + 2]) >> 2;
  96             }
  97
  98             for (i = 0; i < 3; i++) {
  99                 int pred, diff;
 100
 101                 PREDICT(pred, topleft[i], top[i], left[i], modified_predictor);
 102
 103                 topleft[i] = top[i];
 104                 top[i]     = buffer[x+1][i];
 105
 106                 left[i]    = buffer[x][i];
 107
 108                 diff       = ((left[i] - pred + 0x100) & 0x1FF) - 0x100;
 109
 110                 if (i == 0)
 111                     ff_mjpeg_encode_dc(pb, diff, s->huff_size_dc_luminance, s->huff_code_dc_luminance); //FIXME ugly
 112                 else
 113                     ff_mjpeg_encode_dc(pb, diff, s->huff_size_dc_chrominance, s->huff_code_dc_chrominance);
 114             }
 115         }
 116     }
 117
 118     return 0;
 119 }
 120
 121 static inline void ljpeg_encode_yuv_mb(LJpegEncContext *s, PutBitContext *pb,
 122                                        const AVFrame *frame, int predictor,
 123                                        int mb_x, int mb_y)
 124 {
 125     int i;
 126
 127     if (mb_x == 0 || mb_y == 0) {
 128         for (i = 0; i < 3; i++) {
 129             uint8_t *ptr;
 130             int x, y, h, v, linesize;
 131             h = s->hsample[i];
 132             v = s->vsample[i];
 133             linesize = frame->linesize[i];
 134
 135             for (y = 0; y < v; y++) {
 136                 for (x = 0; x < h; x++) {
 137                     int pred;
 138
 139                     ptr = frame->data[i] + (linesize * (v * mb_y + y)) + (h * mb_x + x); //FIXME optimize this crap
 140                     if (y == 0 && mb_y == 0) {
 141                         if (x == 0 && mb_x == 0)
 142                             pred = 128;
 143                         else
 144                             pred = ptr[-1];
 145                     } else {
 146                         if (x == 0 && mb_x == 0) {
 147                             pred = ptr[-linesize];
 148                         } else {
 149                             PREDICT(pred, ptr[-linesize - 1], ptr[-linesize],
 150                                     ptr[-1], predictor);
 151                         }
 152                     }
 153
 154                     if (i == 0)
 155                         ff_mjpeg_encode_dc(pb, *ptr - pred, s->huff_size_dc_luminance, s->huff_code_dc_luminance); //FIXME ugly
 156                     else
 157                         ff_mjpeg_encode_dc(pb, *ptr - pred, s->huff_size_dc_chrominance, s->huff_code_dc_chrominance);
 158                 }
 159             }
 160         }
 161     } else {
 162         for (i = 0; i < 3; i++) {
 163             uint8_t *ptr;
 164             int x, y, h, v, linesize;
 165             h = s->hsample[i];
 166             v = s->vsample[i];
 167             linesize = frame->linesize[i];
 168
 169             for (y = 0; y < v; y++) {
 170                 for (x = 0; x < h; x++) {
 171                     int pred;
 172
 173                     ptr = frame->data[i] + (linesize * (v * mb_y + y)) + (h * mb_x + x); //FIXME optimize this crap
 174                     PREDICT(pred, ptr[-linesize - 1], ptr[-linesize], ptr[-1], predictor);
 175
 176                     if (i == 0)
 177                         ff_mjpeg_encode_dc(pb, *ptr - pred, s->huff_size_dc_luminance, s->huff_code_dc_luminance); //FIXME ugly
 178                     else
 179                         ff_mjpeg_encode_dc(pb, *ptr - pred, s->huff_size_dc_chrominance, s->huff_code_dc_chrominance);
 180                 }
 181             }
 182         }
 183     }
 184 }
 185
 186 static int ljpeg_encode_yuv(AVCodecContext *avctx, PutBitContext *pb,
 187                             const AVFrame *frame)
 188 {
 189     const int predictor = avctx->prediction_method + 1;
 190     LJpegEncContext *s  = avctx->priv_data;
 191     const int mb_width  = (avctx->width  + s->hsample[0] - 1) / s->hsample[0];
 192     const int mb_height = (avctx->height + s->vsample[0] - 1) / s->vsample[0];
 193     int mb_x, mb_y;
 194
 195     for (mb_y = 0; mb_y < mb_height; mb_y++) {
 196         if (pb->buf_end - pb->buf - (put_bits_count(pb) >> 3) <
 197             mb_width * 4 * 3 * s->hsample[0] * s->vsample[0]) {
 198             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "encoded frame too large\n");
 199             return -1;
 200         }
 201
 202         for (mb_x = 0; mb_x < mb_width; mb_x++)
 203             ljpeg_encode_yuv_mb(s, pb, frame, predictor, mb_x, mb_y);
 204     }
 205
 206     return 0;
 207 }
 208
 209 static int ljpeg_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
 210                               const AVFrame *pict, int *got_packet)
 211 {
 212     LJpegEncContext *s = avctx->priv_data;
 213     PutBitContext pb;
 214     const int width  = avctx->width;
 215     const int height = avctx->height;
 216     const int mb_width  = (width  + s->hsample[0] - 1) / s->hsample[0];
 217     const int mb_height = (height + s->vsample[0] - 1) / s->vsample[0];
 218     int max_pkt_size = FF_MIN_BUFFER_SIZE;
 219     int ret, header_bits;
 220
 221     if(    avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR0
 222         || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGRA
 223         || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR24)
 224         max_pkt_size += width * height * 3 * 4;
 225     else {
 226         max_pkt_size += mb_width * mb_height * 3 * 4
 227                         * s->hsample[0] * s->vsample[0];
 228     }
 229
 230     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, max_pkt_size)) < 0)
 231         return ret;
 232
 233     init_put_bits(&pb, pkt->data, pkt->size);
 234
 235     ff_mjpeg_encode_picture_header(avctx, &pb, &s->scantable,
 236                                    s->matrix, s->matrix);
 237
 238     header_bits = put_bits_count(&pb);
 239
 240     if(    avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR0
 241         || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGRA
 242         || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR24)
 243         ret = ljpeg_encode_bgr(avctx, &pb, pict);
 244     else
 245         ret = ljpeg_encode_yuv(avctx, &pb, pict);
 246     if (ret < 0)
 247         return ret;
 248
 249     emms_c();
 250
 251     ff_mjpeg_escape_FF(&pb, header_bits >> 3);
 252     ff_mjpeg_encode_picture_trailer(&pb, header_bits);
 253
 254     flush_put_bits(&pb);
 255     pkt->size   = put_bits_ptr(&pb) - pb.buf;
 256     pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 257     *got_packet = 1;
 258
 259     return 0;
 260 }
 261
 262 static av_cold int ljpeg_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 263 {
 264     LJpegEncContext *s = avctx->priv_data;
 265
 266     av_frame_free(&avctx->coded_frame);
 267     av_freep(&s->scratch);
 268
 269     return 0;
 270 }
 271
 272 static av_cold int ljpeg_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 273 {
 274     LJpegEncContext *s = avctx->priv_data;
 275
 276     if ((avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV420P ||
 277          avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV422P ||
 278          avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P ||
 279          avctx->color_range == AVCOL_RANGE_MPEG) &&
 280         avctx->strict_std_compliance > FF_COMPLIANCE_UNOFFICIAL) {
 281         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 282                "Limited range YUV is non-standard, set strict_std_compliance to "
 283                "at least unofficial to use it.\n");
 284         return AVERROR(EINVAL);
 285     }
 286
 287     avctx->coded_frame = av_frame_alloc();
 288     if (!avctx->coded_frame)
 289         return AVERROR(ENOMEM);
 290
 291     avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
 292     avctx->coded_frame->key_frame = 1;
 293
 294     s->scratch = av_malloc_array(avctx->width + 1, sizeof(*s->scratch));
 295
 296     ff_dsputil_init(&s->dsp, avctx);
 297     ff_init_scantable(s->dsp.idct_permutation, &s->scantable, ff_zigzag_direct);
 298
 299     ff_mjpeg_init_hvsample(avctx, s->hsample, s->vsample);
 300
 301     ff_mjpeg_build_huffman_codes(s->huff_size_dc_luminance,
 302                                  s->huff_code_dc_luminance,
 303                                  avpriv_mjpeg_bits_dc_luminance,
 304                                  avpriv_mjpeg_val_dc);
 305     ff_mjpeg_build_huffman_codes(s->huff_size_dc_chrominance,
 306                                  s->huff_code_dc_chrominance,
 307                                  avpriv_mjpeg_bits_dc_chrominance,
 308                                  avpriv_mjpeg_val_dc);
 309
 310     return 0;
 311 }
 312
 313 AVCodec ff_ljpeg_encoder = {
 314     .name           = "ljpeg",
 315     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Lossless JPEG"),
 316     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 317     .id             = AV_CODEC_ID_LJPEG,
 318     .priv_data_size = sizeof(LJpegEncContext),
 319     .init           = ljpeg_encode_init,
 320     .encode2        = ljpeg_encode_frame,
 321     .close          = ljpeg_encode_close,
 322     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]){
 323         AV_PIX_FMT_BGR24   , AV_PIX_FMT_BGRA    , AV_PIX_FMT_BGR0,
 324         AV_PIX_FMT_YUVJ420P, AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
 325         AV_PIX_FMT_YUV420P , AV_PIX_FMT_YUV444P , AV_PIX_FMT_YUV422P,
 326         AV_PIX_FMT_NONE},
 327 };