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 "idctdsp.h"
  39 #include "internal.h"
  40 #include "jpegtables.h"
  41 #include "mjpegenc_common.h"
  42 #include "mjpeg.h"
  43 #include "mjpegenc.h"
  44
  45 typedef struct LJpegEncContext {
  46     IDCTDSPContext idsp;
  47     ScanTable scantable;
  48     uint16_t matrix[64];
  49
  50     int vsample[4];
  51     int hsample[4];
  52
  53     uint16_t huff_code_dc_luminance[12];
  54     uint16_t huff_code_dc_chrominance[12];
  55     uint8_t  huff_size_dc_luminance[12];
  56     uint8_t  huff_size_dc_chrominance[12];
  57
  58     uint16_t (*scratch)[4];
  59 } LJpegEncContext;
  60
  61 static int ljpeg_encode_bgr(AVCodecContext *avctx, PutBitContext *pb,
  62                             const AVFrame *frame)
  63 {
  64     LJpegEncContext *s    = avctx->priv_data;
  65     const int width       = frame->width;
  66     const int height      = frame->height;
  67     const int linesize    = frame->linesize[0];
  68     uint16_t (*buffer)[4] = s->scratch;
  69     const int predictor   = avctx->prediction_method+1;
  70     int left[4], top[4], topleft[4];
  71     int x, y, i;
  72
  73     for (i = 0; i < 4; i++)
  74         buffer[0][i] = 1 << (9 - 1);
  75
  76     for (y = 0; y < height; y++) {
  77         const int modified_predictor = y ? predictor : 1;
  78         uint8_t *ptr = frame->data[0] + (linesize * y);
  79
  80         if (pb->buf_end - pb->buf - (put_bits_count(pb) >> 3) < width * 4 * 4) {
  81             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "encoded frame too large\n");
  82             return -1;
  83         }
  84
  85         for (i = 0; i < 4; i++)
  86             top[i]= left[i]= topleft[i]= buffer[0][i];
  87
  88         for (x = 0; x < width; x++) {
  89             if(avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR24){
  90                 buffer[x][1] =  ptr[3 * x + 0] -     ptr[3 * x + 1] + 0x100;
  91                 buffer[x][2] =  ptr[3 * x + 2] -     ptr[3 * x + 1] + 0x100;
  92                 buffer[x][0] = (ptr[3 * x + 0] + 2 * ptr[3 * x + 1] + ptr[3 * x + 2]) >> 2;
  93             }else{
  94                 buffer[x][1] =  ptr[4 * x + 0] -     ptr[4 * x + 1] + 0x100;
  95                 buffer[x][2] =  ptr[4 * x + 2] -     ptr[4 * x + 1] + 0x100;
  96                 buffer[x][0] = (ptr[4 * x + 0] + 2 * ptr[4 * x + 1] + ptr[4 * x + 2]) >> 2;
  97                 if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGRA)
  98                     buffer[x][3] =  ptr[4 * x + 3];
  99             }
 100
 101             for (i = 0; i < 3 + (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGRA); i++) {
 102                 int pred, diff;
 103
 104                 PREDICT(pred, topleft[i], top[i], left[i], modified_predictor);
 105
 106                 topleft[i] = top[i];
 107                 top[i]     = buffer[x+1][i];
 108
 109                 left[i]    = buffer[x][i];
 110
 111                 diff       = ((left[i] - pred + 0x100) & 0x1FF) - 0x100;
 112
 113                 if (i == 0 || i == 3)
 114                     ff_mjpeg_encode_dc(pb, diff, s->huff_size_dc_luminance, s->huff_code_dc_luminance); //FIXME ugly
 115                 else
 116                     ff_mjpeg_encode_dc(pb, diff, s->huff_size_dc_chrominance, s->huff_code_dc_chrominance);
 117             }
 118         }
 119     }
 120
 121     return 0;
 122 }
 123
 124 static inline void ljpeg_encode_yuv_mb(LJpegEncContext *s, PutBitContext *pb,
 125                                        const AVFrame *frame, int predictor,
 126                                        int mb_x, int mb_y)
 127 {
 128     int i;
 129
 130     if (mb_x == 0 || mb_y == 0) {
 131         for (i = 0; i < 3; i++) {
 132             uint8_t *ptr;
 133             int x, y, h, v, linesize;
 134             h = s->hsample[i];
 135             v = s->vsample[i];
 136             linesize = frame->linesize[i];
 137
 138             for (y = 0; y < v; y++) {
 139                 for (x = 0; x < h; x++) {
 140                     int pred;
 141
 142                     ptr = frame->data[i] + (linesize * (v * mb_y + y)) + (h * mb_x + x); //FIXME optimize this crap
 143                     if (y == 0 && mb_y == 0) {
 144                         if (x == 0 && mb_x == 0)
 145                             pred = 128;
 146                         else
 147                             pred = ptr[-1];
 148                     } else {
 149                         if (x == 0 && mb_x == 0) {
 150                             pred = ptr[-linesize];
 151                         } else {
 152                             PREDICT(pred, ptr[-linesize - 1], ptr[-linesize],
 153                                     ptr[-1], predictor);
 154                         }
 155                     }
 156
 157                     if (i == 0)
 158                         ff_mjpeg_encode_dc(pb, *ptr - pred, s->huff_size_dc_luminance, s->huff_code_dc_luminance); //FIXME ugly
 159                     else
 160                         ff_mjpeg_encode_dc(pb, *ptr - pred, s->huff_size_dc_chrominance, s->huff_code_dc_chrominance);
 161                 }
 162             }
 163         }
 164     } else {
 165         for (i = 0; i < 3; i++) {
 166             uint8_t *ptr;
 167             int x, y, h, v, linesize;
 168             h = s->hsample[i];
 169             v = s->vsample[i];
 170             linesize = frame->linesize[i];
 171
 172             for (y = 0; y < v; y++) {
 173                 for (x = 0; x < h; x++) {
 174                     int pred;
 175
 176                     ptr = frame->data[i] + (linesize * (v * mb_y + y)) + (h * mb_x + x); //FIXME optimize this crap
 177                     PREDICT(pred, ptr[-linesize - 1], ptr[-linesize], ptr[-1], predictor);
 178
 179                     if (i == 0)
 180                         ff_mjpeg_encode_dc(pb, *ptr - pred, s->huff_size_dc_luminance, s->huff_code_dc_luminance); //FIXME ugly
 181                     else
 182                         ff_mjpeg_encode_dc(pb, *ptr - pred, s->huff_size_dc_chrominance, s->huff_code_dc_chrominance);
 183                 }
 184             }
 185         }
 186     }
 187 }
 188
 189 static int ljpeg_encode_yuv(AVCodecContext *avctx, PutBitContext *pb,
 190                             const AVFrame *frame)
 191 {
 192     const int predictor = avctx->prediction_method + 1;
 193     LJpegEncContext *s  = avctx->priv_data;
 194     const int mb_width  = (avctx->width  + s->hsample[0] - 1) / s->hsample[0];
 195     const int mb_height = (avctx->height + s->vsample[0] - 1) / s->vsample[0];
 196     int mb_x, mb_y;
 197
 198     for (mb_y = 0; mb_y < mb_height; mb_y++) {
 199         if (pb->buf_end - pb->buf - (put_bits_count(pb) >> 3) <
 200             mb_width * 4 * 3 * s->hsample[0] * s->vsample[0]) {
 201             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "encoded frame too large\n");
 202             return -1;
 203         }
 204
 205         for (mb_x = 0; mb_x < mb_width; mb_x++)
 206             ljpeg_encode_yuv_mb(s, pb, frame, predictor, mb_x, mb_y);
 207     }
 208
 209     return 0;
 210 }
 211
 212 static int ljpeg_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
 213                               const AVFrame *pict, int *got_packet)
 214 {
 215     LJpegEncContext *s = avctx->priv_data;
 216     PutBitContext pb;
 217     const int width  = avctx->width;
 218     const int height = avctx->height;
 219     const int mb_width  = (width  + s->hsample[0] - 1) / s->hsample[0];
 220     const int mb_height = (height + s->vsample[0] - 1) / s->vsample[0];
 221     int max_pkt_size = AV_INPUT_BUFFER_MIN_SIZE;
 222     int ret, header_bits;
 223
 224     if(    avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR0
 225         || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR24)
 226         max_pkt_size += width * height * 3 * 4;
 227     else if(avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGRA)
 228         max_pkt_size += width * height * 4 * 4;
 229     else {
 230         max_pkt_size += mb_width * mb_height * 3 * 4
 231                         * s->hsample[0] * s->vsample[0];
 232     }
 233
 234     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, max_pkt_size, 0)) < 0)
 235         return ret;
 236
 237     init_put_bits(&pb, pkt->data, pkt->size);
 238
 239     ff_mjpeg_encode_picture_header(avctx, &pb, &s->scantable,
 240                                    s->matrix, s->matrix);
 241
 242     header_bits = put_bits_count(&pb);
 243
 244     if(    avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR0
 245         || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGRA
 246         || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR24)
 247         ret = ljpeg_encode_bgr(avctx, &pb, pict);
 248     else
 249         ret = ljpeg_encode_yuv(avctx, &pb, pict);
 250     if (ret < 0)
 251         return ret;
 252
 253     emms_c();
 254
 255     ff_mjpeg_escape_FF(&pb, header_bits >> 3);
 256     ff_mjpeg_encode_picture_trailer(&pb, header_bits);
 257
 258     flush_put_bits(&pb);
 259     pkt->size   = put_bits_ptr(&pb) - pb.buf;
 260     pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 261     *got_packet = 1;
 262
 263     return 0;
 264 }
 265
 266 static av_cold int ljpeg_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 267 {
 268     LJpegEncContext *s = avctx->priv_data;
 269
 270     av_freep(&s->scratch);
 271
 272     return 0;
 273 }
 274
 275 static av_cold int ljpeg_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 276 {
 277     LJpegEncContext *s = avctx->priv_data;
 278
 279     if ((avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV420P ||
 280          avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV422P ||
 281          avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P ||
 282          avctx->color_range == AVCOL_RANGE_MPEG) &&
 283         avctx->strict_std_compliance > FF_COMPLIANCE_UNOFFICIAL) {
 284         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 285                "Limited range YUV is non-standard, set strict_std_compliance to "
 286                "at least unofficial to use it.\n");
 287         return AVERROR(EINVAL);
 288     }
 289
 290 #if FF_API_CODED_FRAME
 291 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 292     avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
 293     avctx->coded_frame->key_frame = 1;
 294 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 295 #endif
 296
 297     s->scratch = av_malloc_array(avctx->width + 1, sizeof(*s->scratch));
 298     if (!s->scratch)
 299         goto fail;
 300
 301     ff_idctdsp_init(&s->idsp, avctx);
 302     ff_init_scantable(s->idsp.idct_permutation, &s->scantable,
 303                       ff_zigzag_direct);
 304
 305     ff_mjpeg_init_hvsample(avctx, s->hsample, s->vsample);
 306
 307     ff_mjpeg_build_huffman_codes(s->huff_size_dc_luminance,
 308                                  s->huff_code_dc_luminance,
 309                                  avpriv_mjpeg_bits_dc_luminance,
 310                                  avpriv_mjpeg_val_dc);
 311     ff_mjpeg_build_huffman_codes(s->huff_size_dc_chrominance,
 312                                  s->huff_code_dc_chrominance,
 313                                  avpriv_mjpeg_bits_dc_chrominance,
 314                                  avpriv_mjpeg_val_dc);
 315
 316     return 0;
 317 fail:
 318     ljpeg_encode_close(avctx);
 319     return AVERROR(ENOMEM);
 320 }
 321
 322 AVCodec ff_ljpeg_encoder = {
 323     .name           = "ljpeg",
 324     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Lossless JPEG"),
 325     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 326     .id             = AV_CODEC_ID_LJPEG,
 327     .priv_data_size = sizeof(LJpegEncContext),
 328     .init           = ljpeg_encode_init,
 329     .encode2        = ljpeg_encode_frame,
 330     .close          = ljpeg_encode_close,
 331     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_FRAME_THREADS | AV_CODEC_CAP_INTRA_ONLY,
 332     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]){
 333         AV_PIX_FMT_BGR24   , AV_PIX_FMT_BGRA    , AV_PIX_FMT_BGR0,
 334         AV_PIX_FMT_YUVJ420P, AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
 335         AV_PIX_FMT_YUV420P , AV_PIX_FMT_YUV444P , AV_PIX_FMT_YUV422P,
 336         AV_PIX_FMT_NONE},
 337 };