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 Libav.
  12  *
  13  * Libav 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  * Libav 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 Libav; 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     AVClass *class;
  47     IDCTDSPContext idsp;
  48     ScanTable scantable;
  49     uint16_t matrix[64];
  50
  51     int vsample[3];
  52     int hsample[3];
  53
  54     uint16_t huff_code_dc_luminance[12];
  55     uint16_t huff_code_dc_chrominance[12];
  56     uint8_t  huff_size_dc_luminance[12];
  57     uint8_t  huff_size_dc_chrominance[12];
  58
  59     uint16_t (*scratch)[4];
  60     int pred;
  61 } LJpegEncContext;
  62
  63 static int ljpeg_encode_bgr(AVCodecContext *avctx, PutBitContext *pb,
  64                             const AVFrame *frame)
  65 {
  66     LJpegEncContext *s    = avctx->priv_data;
  67     const int width       = frame->width;
  68     const int height      = frame->height;
  69     const int linesize    = frame->linesize[0];
  70     uint16_t (*buffer)[4] = s->scratch;
  71     int left[3], top[3], topleft[3];
  72     int x, y, i;
  73
  74 #if FF_API_PRIVATE_OPT
  75 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
  76     if (avctx->prediction_method)
  77         s->pred = avctx->prediction_method + 1;
  78 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
  79 #endif
  80
  81     for (i = 0; i < 3; i++)
  82         buffer[0][i] = 1 << (9 - 1);
  83
  84     for (y = 0; y < height; y++) {
  85         const int modified_predictor = y ? s->pred : 1;
  86         uint8_t *ptr = frame->data[0] + (linesize * y);
  87
  88         if (pb->buf_end - pb->buf - (put_bits_count(pb) >> 3) < width * 3 * 3) {
  89             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "encoded frame too large\n");
  90             return -1;
  91         }
  92
  93         for (i = 0; i < 3; i++)
  94             top[i]= left[i]= topleft[i]= buffer[0][i];
  95
  96         for (x = 0; x < width; x++) {
  97             buffer[x][1] =  ptr[3 * x + 0] -     ptr[3 * x + 1] + 0x100;
  98             buffer[x][2] =  ptr[3 * x + 2] -     ptr[3 * x + 1] + 0x100;
  99             buffer[x][0] = (ptr[3 * x + 0] + 2 * ptr[3 * x + 1] + ptr[3 * x + 2]) >> 2;
 100
 101             for (i = 0; i < 3; 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)
 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     LJpegEncContext *s  = avctx->priv_data;
 193     const int mb_width  = (avctx->width  + s->hsample[0] - 1) / s->hsample[0];
 194     const int mb_height = (avctx->height + s->vsample[0] - 1) / s->vsample[0];
 195     int mb_x, mb_y;
 196
 197 #if FF_API_PRIVATE_OPT
 198 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 199     if (avctx->prediction_method)
 200         s->pred = avctx->prediction_method + 1;
 201 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 202 #endif
 203
 204     for (mb_y = 0; mb_y < mb_height; mb_y++) {
 205         if (pb->buf_end - pb->buf - (put_bits_count(pb) >> 3) <
 206             mb_width * 4 * 3 * s->hsample[0] * s->vsample[0]) {
 207             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "encoded frame too large\n");
 208             return -1;
 209         }
 210
 211         for (mb_x = 0; mb_x < mb_width; mb_x++)
 212             ljpeg_encode_yuv_mb(s, pb, frame, s->pred, mb_x, mb_y);
 213     }
 214
 215     return 0;
 216 }
 217
 218 static int ljpeg_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
 219                               const AVFrame *pict, int *got_packet)
 220 {
 221     LJpegEncContext *s = avctx->priv_data;
 222     PutBitContext pb;
 223     const int width  = avctx->width;
 224     const int height = avctx->height;
 225     const int mb_width  = (width  + s->hsample[0] - 1) / s->hsample[0];
 226     const int mb_height = (height + s->vsample[0] - 1) / s->vsample[0];
 227     int max_pkt_size = AV_INPUT_BUFFER_MIN_SIZE;
 228     int ret, header_bits;
 229
 230     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR24)
 231         max_pkt_size += width * height * 3 * 3;
 232     else {
 233         max_pkt_size += mb_width * mb_height * 3 * 4
 234                         * s->hsample[0] * s->vsample[0];
 235     }
 236     if ((ret = ff_alloc_packet(pkt, max_pkt_size)) < 0) {
 237         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error getting output packet of size %d.\n", max_pkt_size);
 238         return ret;
 239     }
 240
 241     init_put_bits(&pb, pkt->data, pkt->size);
 242
 243     ff_mjpeg_encode_picture_header(avctx, &pb, &s->scantable,
 244                                    s->pred, s->matrix);
 245
 246     header_bits = put_bits_count(&pb);
 247
 248     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR24)
 249         ret = ljpeg_encode_bgr(avctx, &pb, pict);
 250     else
 251         ret = ljpeg_encode_yuv(avctx, &pb, pict);
 252     if (ret < 0)
 253         return ret;
 254
 255     emms_c();
 256
 257     ff_mjpeg_encode_picture_trailer(&pb, header_bits);
 258
 259     flush_put_bits(&pb);
 260     pkt->size   = put_bits_ptr(&pb) - pb.buf;
 261     pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 262     *got_packet = 1;
 263
 264     return 0;
 265 }
 266
 267 static av_cold int ljpeg_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 268 {
 269     LJpegEncContext *s = avctx->priv_data;
 270
 271     av_freep(&s->scratch);
 272
 273     return 0;
 274 }
 275
 276 static av_cold int ljpeg_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 277 {
 278     LJpegEncContext *s = avctx->priv_data;
 279     int chroma_v_shift, chroma_h_shift;
 280
 281     if ((avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV420P ||
 282          avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV422P ||
 283          avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P ||
 284          avctx->color_range == AVCOL_RANGE_MPEG) &&
 285         avctx->strict_std_compliance > FF_COMPLIANCE_UNOFFICIAL) {
 286         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 287                "Limited range YUV is non-standard, set strict_std_compliance to "
 288                "at least unofficial to use it.\n");
 289         return AVERROR(EINVAL);
 290     }
 291
 292 #if FF_API_CODED_FRAME
 293 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 294     avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
 295     avctx->coded_frame->key_frame = 1;
 296 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 297 #endif
 298
 299     s->scratch = av_malloc_array(avctx->width + 1, sizeof(*s->scratch));
 300
 301     ff_idctdsp_init(&s->idsp, avctx);
 302     ff_init_scantable(s->idsp.idct_permutation, &s->scantable,
 303                       ff_zigzag_direct);
 304
 305     av_pix_fmt_get_chroma_sub_sample(avctx->pix_fmt, &chroma_h_shift,
 306                                      &chroma_v_shift);
 307
 308     if (avctx->pix_fmt   == AV_PIX_FMT_BGR24) {
 309         s->vsample[0] = s->hsample[0] =
 310         s->vsample[1] = s->hsample[1] =
 311         s->vsample[2] = s->hsample[2] = 1;
 312     } else {
 313         s->vsample[0] = 2;
 314         s->vsample[1] = 2 >> chroma_v_shift;
 315         s->vsample[2] = 2 >> chroma_v_shift;
 316         s->hsample[0] = 2;
 317         s->hsample[1] = 2 >> chroma_h_shift;
 318         s->hsample[2] = 2 >> chroma_h_shift;
 319     }
 320
 321     ff_mjpeg_build_huffman_codes(s->huff_size_dc_luminance,
 322                                  s->huff_code_dc_luminance,
 323                                  avpriv_mjpeg_bits_dc_luminance,
 324                                  avpriv_mjpeg_val_dc);
 325     ff_mjpeg_build_huffman_codes(s->huff_size_dc_chrominance,
 326                                  s->huff_code_dc_chrominance,
 327                                  avpriv_mjpeg_bits_dc_chrominance,
 328                                  avpriv_mjpeg_val_dc);
 329
 330     return 0;
 331 }
 332
 333 #define OFFSET(x) offsetof(LJpegEncContext, x)
 334 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 335 static const AVOption options[] = {
 336 { "pred", "Prediction method", OFFSET(pred), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 1 }, 1, 3, VE, "pred" },
 337     { "left",   NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = 1 }, INT_MIN, INT_MAX, VE, "pred" },
 338     { "plane",  NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = 2 }, INT_MIN, INT_MAX, VE, "pred" },
 339     { "median", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = 3 }, INT_MIN, INT_MAX, VE, "pred" },
 340
 341     { NULL},
 342 };
 343
 344 static const AVClass ljpeg_class = {
 345     .class_name = "ljpeg",
 346     .item_name  = av_default_item_name,
 347     .option     = options,
 348     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 349 };
 350
 351 AVCodec ff_ljpeg_encoder = {
 352     .name           = "ljpeg",
 353     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Lossless JPEG"),
 354     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 355     .id             = AV_CODEC_ID_LJPEG,
 356     .priv_data_size = sizeof(LJpegEncContext),
 357     .priv_class     = &ljpeg_class,
 358     .init           = ljpeg_encode_init,
 359     .encode2        = ljpeg_encode_frame,
 360     .close          = ljpeg_encode_close,
 361     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]){ AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
 362                                                     AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
 363                                                     AV_PIX_FMT_YUVJ444P,
 364                                                     AV_PIX_FMT_BGR24,
 365                                                     AV_PIX_FMT_YUV420P,
 366                                                     AV_PIX_FMT_YUV422P,
 367                                                     AV_PIX_FMT_YUV444P,
 368                                                     AV_PIX_FMT_NONE },
 369 };