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 "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 * 3) {
  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             buffer[x][1] =  ptr[3 * x + 0] -     ptr[3 * x + 1] + 0x100;
  89             buffer[x][2] =  ptr[3 * x + 2] -     ptr[3 * x + 1] + 0x100;
  90             buffer[x][0] = (ptr[3 * x + 0] + 2 * ptr[3 * x + 1] + ptr[3 * x + 2]) >> 2;
  91
  92             for (i = 0; i < 3; i++) {
  93                 int pred, diff;
  94
  95                 PREDICT(pred, topleft[i], top[i], left[i], modified_predictor);
  96
  97                 topleft[i] = top[i];
  98                 top[i]     = buffer[x+1][i];
  99
 100                 left[i]    = buffer[x][i];
 101
 102                 diff       = ((left[i] - pred + 0x100) & 0x1FF) - 0x100;
 103
 104                 if (i == 0)
 105                     ff_mjpeg_encode_dc(pb, diff, s->huff_size_dc_luminance, s->huff_code_dc_luminance); //FIXME ugly
 106                 else
 107                     ff_mjpeg_encode_dc(pb, diff, s->huff_size_dc_chrominance, s->huff_code_dc_chrominance);
 108             }
 109         }
 110     }
 111
 112     return 0;
 113 }
 114
 115 static inline void ljpeg_encode_yuv_mb(LJpegEncContext *s, PutBitContext *pb,
 116                                        const AVFrame *frame, int predictor,
 117                                        int mb_x, int mb_y)
 118 {
 119     int i;
 120
 121     if (mb_x == 0 || mb_y == 0) {
 122         for (i = 0; i < 3; i++) {
 123             uint8_t *ptr;
 124             int x, y, h, v, linesize;
 125             h = s->hsample[i];
 126             v = s->vsample[i];
 127             linesize = frame->linesize[i];
 128
 129             for (y = 0; y < v; y++) {
 130                 for (x = 0; x < h; x++) {
 131                     int pred;
 132
 133                     ptr = frame->data[i] + (linesize * (v * mb_y + y)) + (h * mb_x + x); //FIXME optimize this crap
 134                     if (y == 0 && mb_y == 0) {
 135                         if (x == 0 && mb_x == 0)
 136                             pred = 128;
 137                         else
 138                             pred = ptr[-1];
 139                     } else {
 140                         if (x == 0 && mb_x == 0) {
 141                             pred = ptr[-linesize];
 142                         } else {
 143                             PREDICT(pred, ptr[-linesize - 1], ptr[-linesize],
 144                                     ptr[-1], predictor);
 145                         }
 146                     }
 147
 148                     if (i == 0)
 149                         ff_mjpeg_encode_dc(pb, *ptr - pred, s->huff_size_dc_luminance, s->huff_code_dc_luminance); //FIXME ugly
 150                     else
 151                         ff_mjpeg_encode_dc(pb, *ptr - pred, s->huff_size_dc_chrominance, s->huff_code_dc_chrominance);
 152                 }
 153             }
 154         }
 155     } else {
 156         for (i = 0; i < 3; i++) {
 157             uint8_t *ptr;
 158             int x, y, h, v, linesize;
 159             h = s->hsample[i];
 160             v = s->vsample[i];
 161             linesize = frame->linesize[i];
 162
 163             for (y = 0; y < v; y++) {
 164                 for (x = 0; x < h; x++) {
 165                     int pred;
 166
 167                     ptr = frame->data[i] + (linesize * (v * mb_y + y)) + (h * mb_x + x); //FIXME optimize this crap
 168                     PREDICT(pred, ptr[-linesize - 1], ptr[-linesize], ptr[-1], predictor);
 169
 170                     if (i == 0)
 171                         ff_mjpeg_encode_dc(pb, *ptr - pred, s->huff_size_dc_luminance, s->huff_code_dc_luminance); //FIXME ugly
 172                     else
 173                         ff_mjpeg_encode_dc(pb, *ptr - pred, s->huff_size_dc_chrominance, s->huff_code_dc_chrominance);
 174                 }
 175             }
 176         }
 177     }
 178 }
 179
 180 static int ljpeg_encode_yuv(AVCodecContext *avctx, PutBitContext *pb,
 181                             const AVFrame *frame)
 182 {
 183     const int predictor = avctx->prediction_method + 1;
 184     LJpegEncContext *s  = avctx->priv_data;
 185     const int mb_width  = (avctx->width  + s->hsample[0] - 1) / s->hsample[0];
 186     const int mb_height = (avctx->height + s->vsample[0] - 1) / s->vsample[0];
 187     int mb_x, mb_y;
 188
 189     for (mb_y = 0; mb_y < mb_height; mb_y++) {
 190         if (pb->buf_end - pb->buf - (put_bits_count(pb) >> 3) <
 191             mb_width * 4 * 3 * s->hsample[0] * s->vsample[0]) {
 192             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "encoded frame too large\n");
 193             return -1;
 194         }
 195
 196         for (mb_x = 0; mb_x < mb_width; mb_x++)
 197             ljpeg_encode_yuv_mb(s, pb, frame, predictor, mb_x, mb_y);
 198     }
 199
 200     return 0;
 201 }
 202
 203 static int ljpeg_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
 204                               const AVFrame *pict, int *got_packet)
 205 {
 206     LJpegEncContext *s = avctx->priv_data;
 207     PutBitContext pb;
 208     const int width  = avctx->width;
 209     const int height = avctx->height;
 210     const int mb_width  = (width  + s->hsample[0] - 1) / s->hsample[0];
 211     const int mb_height = (height + s->vsample[0] - 1) / s->vsample[0];
 212     int max_pkt_size = FF_MIN_BUFFER_SIZE;
 213     int ret, header_bits;
 214
 215     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR24)
 216         max_pkt_size += width * height * 3 * 3;
 217     else {
 218         max_pkt_size += mb_width * mb_height * 3 * 4
 219                         * s->hsample[0] * s->vsample[0];
 220     }
 221     if ((ret = ff_alloc_packet(pkt, max_pkt_size)) < 0) {
 222         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error getting output packet of size %d.\n", max_pkt_size);
 223         return ret;
 224     }
 225
 226     init_put_bits(&pb, pkt->data, pkt->size);
 227
 228     ff_mjpeg_encode_picture_header(avctx, &pb, &s->scantable,
 229                                    s->matrix);
 230
 231     header_bits = put_bits_count(&pb);
 232
 233     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR24)
 234         ret = ljpeg_encode_bgr(avctx, &pb, pict);
 235     else
 236         ret = ljpeg_encode_yuv(avctx, &pb, pict);
 237     if (ret < 0)
 238         return ret;
 239
 240     emms_c();
 241
 242     ff_mjpeg_encode_picture_trailer(&pb, header_bits);
 243
 244     flush_put_bits(&pb);
 245     pkt->size   = put_bits_ptr(&pb) - pb.buf;
 246     pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 247     *got_packet = 1;
 248
 249     return 0;
 250 }
 251
 252 static av_cold int ljpeg_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 253 {
 254     LJpegEncContext *s = avctx->priv_data;
 255
 256     av_frame_free(&avctx->coded_frame);
 257     av_freep(&s->scratch);
 258
 259     return 0;
 260 }
 261
 262 static av_cold int ljpeg_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 263 {
 264     LJpegEncContext *s = avctx->priv_data;
 265     int chroma_v_shift, chroma_h_shift;
 266
 267     if ((avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV420P ||
 268          avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV422P ||
 269          avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P) &&
 270         avctx->strict_std_compliance > FF_COMPLIANCE_UNOFFICIAL) {
 271         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 272                "Limited range YUV is non-standard, set strict_std_compliance to "
 273                "at least unofficial to use it.\n");
 274         return AVERROR(EINVAL);
 275     }
 276
 277     avctx->coded_frame = av_frame_alloc();
 278     if (!avctx->coded_frame)
 279         return AVERROR(ENOMEM);
 280
 281     avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
 282     avctx->coded_frame->key_frame = 1;
 283
 284     s->scratch = av_malloc_array(avctx->width + 1, sizeof(*s->scratch));
 285
 286     ff_dsputil_init(&s->dsp, avctx);
 287     ff_init_scantable(s->dsp.idct_permutation, &s->scantable, ff_zigzag_direct);
 288
 289     av_pix_fmt_get_chroma_sub_sample(avctx->pix_fmt, &chroma_h_shift,
 290                                      &chroma_v_shift);
 291
 292     if (avctx->pix_fmt   == AV_PIX_FMT_BGR24) {
 293         s->vsample[0] = s->hsample[0] =
 294         s->vsample[1] = s->hsample[1] =
 295         s->vsample[2] = s->hsample[2] = 1;
 296     } else {
 297         s->vsample[0] = 2;
 298         s->vsample[1] = 2 >> chroma_v_shift;
 299         s->vsample[2] = 2 >> chroma_v_shift;
 300         s->hsample[0] = 2;
 301         s->hsample[1] = 2 >> chroma_h_shift;
 302         s->hsample[2] = 2 >> chroma_h_shift;
 303     }
 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 }
 316
 317 AVCodec ff_ljpeg_encoder = {
 318     .name           = "ljpeg",
 319     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Lossless JPEG"),
 320     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 321     .id             = AV_CODEC_ID_LJPEG,
 322     .priv_data_size = sizeof(LJpegEncContext),
 323     .init           = ljpeg_encode_init,
 324     .encode2        = ljpeg_encode_frame,
 325     .close          = ljpeg_encode_close,
 326     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]){ AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
 327                                                     AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
 328                                                     AV_PIX_FMT_YUVJ444P,
 329                                                     AV_PIX_FMT_BGR24,
 330                                                     AV_PIX_FMT_YUV420P,
 331                                                     AV_PIX_FMT_YUV422P,
 332                                                     AV_PIX_FMT_YUV444P,
 333                                                     AV_PIX_FMT_NONE },
 334 };