]> git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/mjpegenc.c
Merge remote-tracking branch 'qatar/master'
[ffmpeg] / libavcodec / mjpegenc.c
1 /*
2  * MJPEG 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  * MJPEG encoder.
31  */
32
33 //#define DEBUG
34 #include <assert.h>
35
36 #include "avcodec.h"
37 #include "dsputil.h"
38 #include "mpegvideo.h"
39 #include "mjpeg.h"
40 #include "mjpegenc.h"
41
42 /* use two quantizer tables (one for luminance and one for chrominance) */
43 /* not yet working */
44 #undef TWOMATRIXES
45
46
47 av_cold int ff_mjpeg_encode_init(MpegEncContext *s)
48 {
49     MJpegContext *m;
50
51     m = av_malloc(sizeof(MJpegContext));
52     if (!m)
53         return -1;
54
55     s->min_qcoeff=-1023;
56     s->max_qcoeff= 1023;
57
58     /* build all the huffman tables */
59     ff_mjpeg_build_huffman_codes(m->huff_size_dc_luminance,
60                                  m->huff_code_dc_luminance,
61                                  ff_mjpeg_bits_dc_luminance,
62                                  ff_mjpeg_val_dc);
63     ff_mjpeg_build_huffman_codes(m->huff_size_dc_chrominance,
64                                  m->huff_code_dc_chrominance,
65                                  ff_mjpeg_bits_dc_chrominance,
66                                  ff_mjpeg_val_dc);
67     ff_mjpeg_build_huffman_codes(m->huff_size_ac_luminance,
68                                  m->huff_code_ac_luminance,
69                                  ff_mjpeg_bits_ac_luminance,
70                                  ff_mjpeg_val_ac_luminance);
71     ff_mjpeg_build_huffman_codes(m->huff_size_ac_chrominance,
72                                  m->huff_code_ac_chrominance,
73                                  ff_mjpeg_bits_ac_chrominance,
74                                  ff_mjpeg_val_ac_chrominance);
75
76     s->mjpeg_ctx = m;
77     return 0;
78 }
79
80 void ff_mjpeg_encode_close(MpegEncContext *s)
81 {
82     av_free(s->mjpeg_ctx);
83 }
84
85 /* table_class: 0 = DC coef, 1 = AC coefs */
86 static int put_huffman_table(MpegEncContext *s, int table_class, int table_id,
87                              const uint8_t *bits_table, const uint8_t *value_table)
88 {
89     PutBitContext *p = &s->pb;
90     int n, i;
91
92     put_bits(p, 4, table_class);
93     put_bits(p, 4, table_id);
94
95     n = 0;
96     for(i=1;i<=16;i++) {
97         n += bits_table[i];
98         put_bits(p, 8, bits_table[i]);
99     }
100
101     for(i=0;i<n;i++)
102         put_bits(p, 8, value_table[i]);
103
104     return n + 17;
105 }
106
107 static void jpeg_table_header(MpegEncContext *s)
108 {
109     PutBitContext *p = &s->pb;
110     int i, j, size;
111     uint8_t *ptr;
112
113     /* quant matrixes */
114     put_marker(p, DQT);
115 #ifdef TWOMATRIXES
116     put_bits(p, 16, 2 + 2 * (1 + 64));
117 #else
118     put_bits(p, 16, 2 + 1 * (1 + 64));
119 #endif
120     put_bits(p, 4, 0); /* 8 bit precision */
121     put_bits(p, 4, 0); /* table 0 */
122     for(i=0;i<64;i++) {
123         j = s->intra_scantable.permutated[i];
124         put_bits(p, 8, s->intra_matrix[j]);
125     }
126 #ifdef TWOMATRIXES
127     put_bits(p, 4, 0); /* 8 bit precision */
128     put_bits(p, 4, 1); /* table 1 */
129     for(i=0;i<64;i++) {
130         j = s->intra_scantable.permutated[i];
131         put_bits(p, 8, s->chroma_intra_matrix[j]);
132     }
133 #endif
134
135     /* huffman table */
136     put_marker(p, DHT);
137     flush_put_bits(p);
138     ptr = put_bits_ptr(p);
139     put_bits(p, 16, 0); /* patched later */
140     size = 2;
141     size += put_huffman_table(s, 0, 0, ff_mjpeg_bits_dc_luminance,
142                               ff_mjpeg_val_dc);
143     size += put_huffman_table(s, 0, 1, ff_mjpeg_bits_dc_chrominance,
144                               ff_mjpeg_val_dc);
145
146     size += put_huffman_table(s, 1, 0, ff_mjpeg_bits_ac_luminance,
147                               ff_mjpeg_val_ac_luminance);
148     size += put_huffman_table(s, 1, 1, ff_mjpeg_bits_ac_chrominance,
149                               ff_mjpeg_val_ac_chrominance);
150     AV_WB16(ptr, size);
151 }
152
153 static void jpeg_put_comments(MpegEncContext *s)
154 {
155     PutBitContext *p = &s->pb;
156     int size;
157     uint8_t *ptr;
158
159     if (s->avctx->sample_aspect_ratio.num /* && !lossless */)
160     {
161     /* JFIF header */
162     put_marker(p, APP0);
163     put_bits(p, 16, 16);
164     ff_put_string(p, "JFIF", 1); /* this puts the trailing zero-byte too */
165     put_bits(p, 16, 0x0102); /* v 1.02 */
166     put_bits(p, 8, 0); /* units type: 0 - aspect ratio */
167     put_bits(p, 16, s->avctx->sample_aspect_ratio.num);
168     put_bits(p, 16, s->avctx->sample_aspect_ratio.den);
169     put_bits(p, 8, 0); /* thumbnail width */
170     put_bits(p, 8, 0); /* thumbnail height */
171     }
172
173     /* comment */
174     if(!(s->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT)){
175         put_marker(p, COM);
176         flush_put_bits(p);
177         ptr = put_bits_ptr(p);
178         put_bits(p, 16, 0); /* patched later */
179         ff_put_string(p, LIBAVCODEC_IDENT, 1);
180         size = strlen(LIBAVCODEC_IDENT)+3;
181         AV_WB16(ptr, size);
182     }
183
184     if(  s->avctx->pix_fmt == PIX_FMT_YUV420P
185        ||s->avctx->pix_fmt == PIX_FMT_YUV422P
186        ||s->avctx->pix_fmt == PIX_FMT_YUV444P){
187         put_marker(p, COM);
188         flush_put_bits(p);
189         ptr = put_bits_ptr(p);
190         put_bits(p, 16, 0); /* patched later */
191         ff_put_string(p, "CS=ITU601", 1);
192         size = strlen("CS=ITU601")+3;
193         AV_WB16(ptr, size);
194     }
195 }
196
197 void ff_mjpeg_encode_picture_header(MpegEncContext *s)
198 {
199     const int lossless= s->avctx->codec_id != CODEC_ID_MJPEG;
200
201     put_marker(&s->pb, SOI);
202
203     // hack for AMV mjpeg format
204     if(s->avctx->codec_id == CODEC_ID_AMV) return;
205
206     jpeg_put_comments(s);
207
208     jpeg_table_header(s);
209
210     switch(s->avctx->codec_id){
211     case CODEC_ID_MJPEG:  put_marker(&s->pb, SOF0 ); break;
212     case CODEC_ID_LJPEG:  put_marker(&s->pb, SOF3 ); break;
213     default: assert(0);
214     }
215
216     put_bits(&s->pb, 16, 17);
217     if(lossless && s->avctx->pix_fmt == PIX_FMT_BGRA)
218         put_bits(&s->pb, 8, 9); /* 9 bits/component RCT */
219     else
220         put_bits(&s->pb, 8, 8); /* 8 bits/component */
221     put_bits(&s->pb, 16, s->height);
222     put_bits(&s->pb, 16, s->width);
223     put_bits(&s->pb, 8, 3); /* 3 components */
224
225     /* Y component */
226     put_bits(&s->pb, 8, 1); /* component number */
227     put_bits(&s->pb, 4, s->mjpeg_hsample[0]); /* H factor */
228     put_bits(&s->pb, 4, s->mjpeg_vsample[0]); /* V factor */
229     put_bits(&s->pb, 8, 0); /* select matrix */
230
231     /* Cb component */
232     put_bits(&s->pb, 8, 2); /* component number */
233     put_bits(&s->pb, 4, s->mjpeg_hsample[1]); /* H factor */
234     put_bits(&s->pb, 4, s->mjpeg_vsample[1]); /* V factor */
235 #ifdef TWOMATRIXES
236     put_bits(&s->pb, 8, lossless ? 0 : 1); /* select matrix */
237 #else
238     put_bits(&s->pb, 8, 0); /* select matrix */
239 #endif
240
241     /* Cr component */
242     put_bits(&s->pb, 8, 3); /* component number */
243     put_bits(&s->pb, 4, s->mjpeg_hsample[2]); /* H factor */
244     put_bits(&s->pb, 4, s->mjpeg_vsample[2]); /* V factor */
245 #ifdef TWOMATRIXES
246     put_bits(&s->pb, 8, lossless ? 0 : 1); /* select matrix */
247 #else
248     put_bits(&s->pb, 8, 0); /* select matrix */
249 #endif
250
251     /* scan header */
252     put_marker(&s->pb, SOS);
253     put_bits(&s->pb, 16, 12); /* length */
254     put_bits(&s->pb, 8, 3); /* 3 components */
255
256     /* Y component */
257     put_bits(&s->pb, 8, 1); /* index */
258     put_bits(&s->pb, 4, 0); /* DC huffman table index */
259     put_bits(&s->pb, 4, 0); /* AC huffman table index */
260
261     /* Cb component */
262     put_bits(&s->pb, 8, 2); /* index */
263     put_bits(&s->pb, 4, 1); /* DC huffman table index */
264     put_bits(&s->pb, 4, lossless ? 0 : 1); /* AC huffman table index */
265
266     /* Cr component */
267     put_bits(&s->pb, 8, 3); /* index */
268     put_bits(&s->pb, 4, 1); /* DC huffman table index */
269     put_bits(&s->pb, 4, lossless ? 0 : 1); /* AC huffman table index */
270
271     put_bits(&s->pb, 8, lossless ? s->avctx->prediction_method+1 : 0); /* Ss (not used) */
272
273     switch(s->avctx->codec_id){
274     case CODEC_ID_MJPEG:  put_bits(&s->pb, 8, 63); break; /* Se (not used) */
275     case CODEC_ID_LJPEG:  put_bits(&s->pb, 8,  0); break; /* not used */
276     default: assert(0);
277     }
278
279     put_bits(&s->pb, 8, 0); /* Ah/Al (not used) */
280 }
281
282 static void escape_FF(MpegEncContext *s, int start)
283 {
284     int size= put_bits_count(&s->pb) - start*8;
285     int i, ff_count;
286     uint8_t *buf= s->pb.buf + start;
287     int align= (-(size_t)(buf))&3;
288
289     assert((size&7) == 0);
290     size >>= 3;
291
292     ff_count=0;
293     for(i=0; i<size && i<align; i++){
294         if(buf[i]==0xFF) ff_count++;
295     }
296     for(; i<size-15; i+=16){
297         int acc, v;
298
299         v= *(uint32_t*)(&buf[i]);
300         acc= (((v & (v>>4))&0x0F0F0F0F)+0x01010101)&0x10101010;
301         v= *(uint32_t*)(&buf[i+4]);
302         acc+=(((v & (v>>4))&0x0F0F0F0F)+0x01010101)&0x10101010;
303         v= *(uint32_t*)(&buf[i+8]);
304         acc+=(((v & (v>>4))&0x0F0F0F0F)+0x01010101)&0x10101010;
305         v= *(uint32_t*)(&buf[i+12]);
306         acc+=(((v & (v>>4))&0x0F0F0F0F)+0x01010101)&0x10101010;
307
308         acc>>=4;
309         acc+= (acc>>16);
310         acc+= (acc>>8);
311         ff_count+= acc&0xFF;
312     }
313     for(; i<size; i++){
314         if(buf[i]==0xFF) ff_count++;
315     }
316
317     if(ff_count==0) return;
318
319     flush_put_bits(&s->pb);
320     skip_put_bytes(&s->pb, ff_count);
321
322     for(i=size-1; ff_count; i--){
323         int v= buf[i];
324
325         if(v==0xFF){
326 //printf("%d %d\n", i, ff_count);
327             buf[i+ff_count]= 0;
328             ff_count--;
329         }
330
331         buf[i+ff_count]= v;
332     }
333 }
334
335 void ff_mjpeg_encode_stuffing(PutBitContext * pbc)
336 {
337     int length;
338     length= (-put_bits_count(pbc))&7;
339     if(length) put_bits(pbc, length, (1<<length)-1);
340 }
341
342 void ff_mjpeg_encode_picture_trailer(MpegEncContext *s)
343 {
344     ff_mjpeg_encode_stuffing(&s->pb);
345     flush_put_bits(&s->pb);
346
347     assert((s->header_bits&7)==0);
348
349     escape_FF(s, s->header_bits>>3);
350
351     put_marker(&s->pb, EOI);
352 }
353
354 void ff_mjpeg_encode_dc(MpegEncContext *s, int val,
355                         uint8_t *huff_size, uint16_t *huff_code)
356 {
357     int mant, nbits;
358
359     if (val == 0) {
360         put_bits(&s->pb, huff_size[0], huff_code[0]);
361     } else {
362         mant = val;
363         if (val < 0) {
364             val = -val;
365             mant--;
366         }
367
368         nbits= av_log2_16bit(val) + 1;
369
370         put_bits(&s->pb, huff_size[nbits], huff_code[nbits]);
371
372         put_sbits(&s->pb, nbits, mant);
373     }
374 }
375
376 static void encode_block(MpegEncContext *s, DCTELEM *block, int n)
377 {
378     int mant, nbits, code, i, j;
379     int component, dc, run, last_index, val;
380     MJpegContext *m = s->mjpeg_ctx;
381     uint8_t *huff_size_ac;
382     uint16_t *huff_code_ac;
383
384     /* DC coef */
385     component = (n <= 3 ? 0 : (n&1) + 1);
386     dc = block[0]; /* overflow is impossible */
387     val = dc - s->last_dc[component];
388     if (n < 4) {
389         ff_mjpeg_encode_dc(s, val, m->huff_size_dc_luminance, m->huff_code_dc_luminance);
390         huff_size_ac = m->huff_size_ac_luminance;
391         huff_code_ac = m->huff_code_ac_luminance;
392     } else {
393         ff_mjpeg_encode_dc(s, val, m->huff_size_dc_chrominance, m->huff_code_dc_chrominance);
394         huff_size_ac = m->huff_size_ac_chrominance;
395         huff_code_ac = m->huff_code_ac_chrominance;
396     }
397     s->last_dc[component] = dc;
398
399     /* AC coefs */
400
401     run = 0;
402     last_index = s->block_last_index[n];
403     for(i=1;i<=last_index;i++) {
404         j = s->intra_scantable.permutated[i];
405         val = block[j];
406         if (val == 0) {
407             run++;
408         } else {
409             while (run >= 16) {
410                 put_bits(&s->pb, huff_size_ac[0xf0], huff_code_ac[0xf0]);
411                 run -= 16;
412             }
413             mant = val;
414             if (val < 0) {
415                 val = -val;
416                 mant--;
417             }
418
419             nbits= av_log2(val) + 1;
420             code = (run << 4) | nbits;
421
422             put_bits(&s->pb, huff_size_ac[code], huff_code_ac[code]);
423
424             put_sbits(&s->pb, nbits, mant);
425             run = 0;
426         }
427     }
428
429     /* output EOB only if not already 64 values */
430     if (last_index < 63 || run != 0)
431         put_bits(&s->pb, huff_size_ac[0], huff_code_ac[0]);
432 }
433
434 void ff_mjpeg_encode_mb(MpegEncContext *s, DCTELEM block[6][64])
435 {
436     int i;
437     for(i=0;i<5;i++) {
438         encode_block(s, block[i], i);
439     }
440     if (s->chroma_format == CHROMA_420) {
441         encode_block(s, block[5], 5);
442     } else {
443         encode_block(s, block[6], 6);
444         encode_block(s, block[5], 5);
445         encode_block(s, block[7], 7);
446     }
447
448     s->i_tex_bits += get_bits_diff(s);
449 }
450
451 // maximum over s->mjpeg_vsample[i]
452 #define V_MAX 2
453 static int amv_encode_picture(AVCodecContext *avctx,
454                        unsigned char *buf, int buf_size, void *data)
455 {
456
457     AVFrame* pic=data;
458     MpegEncContext *s = avctx->priv_data;
459     int i;
460
461     //CODEC_FLAG_EMU_EDGE have to be cleared
462     if(s->avctx->flags & CODEC_FLAG_EMU_EDGE)
463         return -1;
464
465     //picture should be flipped upside-down
466     for(i=0; i < 3; i++) {
467         pic->data[i] += (pic->linesize[i] * (s->mjpeg_vsample[i] * (8 * s->mb_height -((s->height/V_MAX)&7)) - 1 ));
468         pic->linesize[i] *= -1;
469     }
470     return MPV_encode_picture(avctx,buf, buf_size, pic);
471 }
472
473 AVCodec ff_mjpeg_encoder = {
474     .name           = "mjpeg",
475     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
476     .id             = CODEC_ID_MJPEG,
477     .priv_data_size = sizeof(MpegEncContext),
478     .init           = MPV_encode_init,
479     .encode         = MPV_encode_picture,
480     .close          = MPV_encode_end,
481     .pix_fmts= (const enum PixelFormat[]){PIX_FMT_YUVJ420P, PIX_FMT_YUVJ422P, PIX_FMT_NONE},
482     .long_name= NULL_IF_CONFIG_SMALL("MJPEG (Motion JPEG)"),
483 };
484
485 AVCodec ff_amv_encoder = {
486     .name           = "amv",
487     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
488     .id             = CODEC_ID_AMV,
489     .priv_data_size = sizeof(MpegEncContext),
490     .init           = MPV_encode_init,
491     .encode         = amv_encode_picture,
492     .close          = MPV_encode_end,
493     .pix_fmts= (enum PixelFormat[]){PIX_FMT_YUVJ420P, PIX_FMT_YUVJ422P, PIX_FMT_NONE},
494     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("AMV Video"),
495 };