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