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 "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 * 4) {
  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             if(avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR24){
  91                 buffer[x][1] =  ptr[3 * x + 0] -     ptr[3 * x + 1] + 0x100;
  92                 buffer[x][2] =  ptr[3 * x + 2] -     ptr[3 * x + 1] + 0x100;
  93                 buffer[x][0] = (ptr[3 * x + 0] + 2 * ptr[3 * x + 1] + ptr[3 * x + 2]) >> 2;
  94             }else{
  95                 buffer[x][1] =  ptr[4 * x + 0] -     ptr[4 * x + 1] + 0x100;
  96                 buffer[x][2] =  ptr[4 * x + 2] -     ptr[4 * x + 1] + 0x100;
  97                 buffer[x][0] = (ptr[4 * x + 0] + 2 * ptr[4 * x + 1] + ptr[4 * x + 2]) >> 2;
  98             }
  99
 100             for (i = 0; i < 3; i++) {
 101                 int pred, diff;
 102
 103                 PREDICT(pred, topleft[i], top[i], left[i], modified_predictor);
 104
 105                 topleft[i] = top[i];
 106                 top[i]     = buffer[x+1][i];
 107
 108                 left[i]    = buffer[x][i];
 109
 110                 diff       = ((left[i] - pred + 0x100) & 0x1FF) - 0x100;
 111
 112                 if (i == 0)
 113                     ff_mjpeg_encode_dc(pb, diff, s->huff_size_dc_luminance, s->huff_code_dc_luminance); //FIXME ugly
 114                 else
 115                     ff_mjpeg_encode_dc(pb, diff, s->huff_size_dc_chrominance, s->huff_code_dc_chrominance);
 116             }
 117         }
 118     }
 119
 120     return 0;
 121 }
 122
 123 static inline void ljpeg_encode_yuv_mb(LJpegEncContext *s, PutBitContext *pb,
 124                                        const AVFrame *frame, int predictor,
 125                                        int mb_x, int mb_y)
 126 {
 127     int i;
 128
 129     if (mb_x == 0 || mb_y == 0) {
 130         for (i = 0; i < 3; i++) {
 131             uint8_t *ptr;
 132             int x, y, h, v, linesize;
 133             h = s->hsample[i];
 134             v = s->vsample[i];
 135             linesize = frame->linesize[i];
 136
 137             for (y = 0; y < v; y++) {
 138                 for (x = 0; x < h; x++) {
 139                     int pred;
 140
 141                     ptr = frame->data[i] + (linesize * (v * mb_y + y)) + (h * mb_x + x); //FIXME optimize this crap
 142                     if (y == 0 && mb_y == 0) {
 143                         if (x == 0 && mb_x == 0)
 144                             pred = 128;
 145                         else
 146                             pred = ptr[-1];
 147                     } else {
 148                         if (x == 0 && mb_x == 0) {
 149                             pred = ptr[-linesize];
 150                         } else {
 151                             PREDICT(pred, ptr[-linesize - 1], ptr[-linesize],
 152                                     ptr[-1], predictor);
 153                         }
 154                     }
 155
 156                     if (i == 0)
 157                         ff_mjpeg_encode_dc(pb, *ptr - pred, s->huff_size_dc_luminance, s->huff_code_dc_luminance); //FIXME ugly
 158                     else
 159                         ff_mjpeg_encode_dc(pb, *ptr - pred, s->huff_size_dc_chrominance, s->huff_code_dc_chrominance);
 160                 }
 161             }
 162         }
 163     } else {
 164         for (i = 0; i < 3; i++) {
 165             uint8_t *ptr;
 166             int x, y, h, v, linesize;
 167             h = s->hsample[i];
 168             v = s->vsample[i];
 169             linesize = frame->linesize[i];
 170
 171             for (y = 0; y < v; y++) {
 172                 for (x = 0; x < h; x++) {
 173                     int pred;
 174
 175                     ptr = frame->data[i] + (linesize * (v * mb_y + y)) + (h * mb_x + x); //FIXME optimize this crap
 176                     PREDICT(pred, ptr[-linesize - 1], ptr[-linesize], ptr[-1], predictor);
 177
 178                     if (i == 0)
 179                         ff_mjpeg_encode_dc(pb, *ptr - pred, s->huff_size_dc_luminance, s->huff_code_dc_luminance); //FIXME ugly
 180                     else
 181                         ff_mjpeg_encode_dc(pb, *ptr - pred, s->huff_size_dc_chrominance, s->huff_code_dc_chrominance);
 182                 }
 183             }
 184         }
 185     }
 186 }
 187
 188 static int ljpeg_encode_yuv(AVCodecContext *avctx, PutBitContext *pb,
 189                             const AVFrame *frame)
 190 {
 191     const int predictor = avctx->prediction_method + 1;
 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     for (mb_y = 0; mb_y < mb_height; mb_y++) {
 198         if (pb->buf_end - pb->buf - (put_bits_count(pb) >> 3) <
 199             mb_width * 4 * 3 * s->hsample[0] * s->vsample[0]) {
 200             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "encoded frame too large\n");
 201             return -1;
 202         }
 203
 204         for (mb_x = 0; mb_x < mb_width; mb_x++)
 205             ljpeg_encode_yuv_mb(s, pb, frame, predictor, mb_x, mb_y);
 206     }
 207
 208     return 0;
 209 }
 210
 211 static int ljpeg_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
 212                               const AVFrame *pict, int *got_packet)
 213 {
 214     LJpegEncContext *s = avctx->priv_data;
 215     PutBitContext pb;
 216     const int width  = avctx->width;
 217     const int height = avctx->height;
 218     const int mb_width  = (width  + s->hsample[0] - 1) / s->hsample[0];
 219     const int mb_height = (height + s->vsample[0] - 1) / s->vsample[0];
 220     int max_pkt_size = FF_MIN_BUFFER_SIZE;
 221     int ret, header_bits;
 222
 223     if(    avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR0
 224         || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGRA
 225         || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR24)
 226         max_pkt_size += width * height * 3 * 4;
 227     else {
 228         max_pkt_size += mb_width * mb_height * 3 * 4
 229                         * s->hsample[0] * s->vsample[0];
 230     }
 231
 232     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, max_pkt_size, 0)) < 0)
 233         return ret;
 234
 235     init_put_bits(&pb, pkt->data, pkt->size);
 236
 237     ff_mjpeg_encode_picture_header(avctx, &pb, &s->scantable,
 238                                    s->matrix, s->matrix);
 239
 240     header_bits = put_bits_count(&pb);
 241
 242     if(    avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR0
 243         || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGRA
 244         || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR24)
 245         ret = ljpeg_encode_bgr(avctx, &pb, pict);
 246     else
 247         ret = ljpeg_encode_yuv(avctx, &pb, pict);
 248     if (ret < 0)
 249         return ret;
 250
 251     emms_c();
 252
 253     ff_mjpeg_escape_FF(&pb, header_bits >> 3);
 254     ff_mjpeg_encode_picture_trailer(&pb, header_bits);
 255
 256     flush_put_bits(&pb);
 257     pkt->size   = put_bits_ptr(&pb) - pb.buf;
 258     pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 259     *got_packet = 1;
 260
 261     return 0;
 262 }
 263
 264 static av_cold int ljpeg_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 265 {
 266     LJpegEncContext *s = avctx->priv_data;
 267
 268     av_freep(&s->scratch);
 269
 270     return 0;
 271 }
 272
 273 static av_cold int ljpeg_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 274 {
 275     LJpegEncContext *s = avctx->priv_data;
 276
 277     if ((avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV420P ||
 278          avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV422P ||
 279          avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P ||
 280          avctx->color_range == AVCOL_RANGE_MPEG) &&
 281         avctx->strict_std_compliance > FF_COMPLIANCE_UNOFFICIAL) {
 282         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 283                "Limited range YUV is non-standard, set strict_std_compliance to "
 284                "at least unofficial to use it.\n");
 285         return AVERROR(EINVAL);
 286     }
 287
 288 #if FF_API_CODED_FRAME
 289 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 290     avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
 291     avctx->coded_frame->key_frame = 1;
 292 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 293 #endif
 294
 295     s->scratch = av_malloc_array(avctx->width + 1, sizeof(*s->scratch));
 296     if (!s->scratch)
 297         goto fail;
 298
 299     ff_idctdsp_init(&s->idsp, avctx);
 300     ff_init_scantable(s->idsp.idct_permutation, &s->scantable,
 301                       ff_zigzag_direct);
 302
 303     ff_mjpeg_init_hvsample(avctx, s->hsample, s->vsample);
 304
 305     ff_mjpeg_build_huffman_codes(s->huff_size_dc_luminance,
 306                                  s->huff_code_dc_luminance,
 307                                  avpriv_mjpeg_bits_dc_luminance,
 308                                  avpriv_mjpeg_val_dc);
 309     ff_mjpeg_build_huffman_codes(s->huff_size_dc_chrominance,
 310                                  s->huff_code_dc_chrominance,
 311                                  avpriv_mjpeg_bits_dc_chrominance,
 312                                  avpriv_mjpeg_val_dc);
 313
 314     return 0;
 315 fail:
 316     ljpeg_encode_close(avctx);
 317     return AVERROR(ENOMEM);
 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     .capabilities   = CODEC_CAP_FRAME_THREADS | CODEC_CAP_INTRA_ONLY,
 330     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]){
 331         AV_PIX_FMT_BGR24   , AV_PIX_FMT_BGRA    , AV_PIX_FMT_BGR0,
 332         AV_PIX_FMT_YUVJ420P, AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
 333         AV_PIX_FMT_YUV420P , AV_PIX_FMT_YUV444P , AV_PIX_FMT_YUV422P,
 334         AV_PIX_FMT_NONE},
 335 };