git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/mjpegenc_common.c

   1 /*
   2  * lossless JPEG shared bits
   3  * Copyright (c) 2000, 2001 Fabrice Bellard
   4  * Copyright (c) 2003 Alex Beregszaszi
   5  *
   6  * This file is part of FFmpeg.
   7  *
   8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 #include <stdint.h>
  24 #include <string.h>
  25
  26 #include "libavutil/common.h"
  27 #include "libavutil/pixdesc.h"
  28 #include "libavutil/pixfmt.h"
  29
  30 #include "avcodec.h"
  31 #include "idctdsp.h"
  32 #include "jpegtables.h"
  33 #include "put_bits.h"
  34 #include "mjpegenc.h"
  35 #include "mjpegenc_common.h"
  36 #include "mjpeg.h"
  37
  38 /* table_class: 0 = DC coef, 1 = AC coefs */
  39 static int put_huffman_table(PutBitContext *p, int table_class, int table_id,
  40                              const uint8_t *bits_table, const uint8_t *value_table)
  41 {
  42     int n, i;
  43
  44     put_bits(p, 4, table_class);
  45     put_bits(p, 4, table_id);
  46
  47     n = 0;
  48     for(i=1;i<=16;i++) {
  49         n += bits_table[i];
  50         put_bits(p, 8, bits_table[i]);
  51     }
  52
  53     for(i=0;i<n;i++)
  54         put_bits(p, 8, value_table[i]);
  55
  56     return n + 17;
  57 }
  58
  59 static void jpeg_table_header(AVCodecContext *avctx, PutBitContext *p,
  60                               ScanTable *intra_scantable,
  61                               uint16_t luma_intra_matrix[64],
  62                               uint16_t chroma_intra_matrix[64],
  63                               int hsample[3])
  64 {
  65     int i, j, size;
  66     uint8_t *ptr;
  67     MpegEncContext *s = avctx->priv_data;
  68
  69     if (avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_LJPEG) {
  70         int matrix_count = 1 + !!memcmp(luma_intra_matrix,
  71                                         chroma_intra_matrix,
  72                                         sizeof(luma_intra_matrix[0]) * 64);
  73     if (s->force_duplicated_matrix)
  74         matrix_count = 2;
  75     /* quant matrixes */
  76     put_marker(p, DQT);
  77     put_bits(p, 16, 2 + matrix_count * (1 + 64));
  78     put_bits(p, 4, 0); /* 8 bit precision */
  79     put_bits(p, 4, 0); /* table 0 */
  80     for(i=0;i<64;i++) {
  81         j = intra_scantable->permutated[i];
  82         put_bits(p, 8, luma_intra_matrix[j]);
  83     }
  84
  85         if (matrix_count > 1) {
  86             put_bits(p, 4, 0); /* 8 bit precision */
  87             put_bits(p, 4, 1); /* table 1 */
  88             for(i=0;i<64;i++) {
  89                 j = intra_scantable->permutated[i];
  90                 put_bits(p, 8, chroma_intra_matrix[j]);
  91             }
  92         }
  93     }
  94
  95     if(avctx->active_thread_type & FF_THREAD_SLICE){
  96         put_marker(p, DRI);
  97         put_bits(p, 16, 4);
  98         put_bits(p, 16, (avctx->width-1)/(8*hsample[0]) + 1);
  99     }
 100
 101     /* huffman table */
 102     put_marker(p, DHT);
 103     flush_put_bits(p);
 104     ptr = put_bits_ptr(p);
 105     put_bits(p, 16, 0); /* patched later */
 106     size = 2;
 107     size += put_huffman_table(p, 0, 0, avpriv_mjpeg_bits_dc_luminance,
 108                               avpriv_mjpeg_val_dc);
 109     size += put_huffman_table(p, 0, 1, avpriv_mjpeg_bits_dc_chrominance,
 110                               avpriv_mjpeg_val_dc);
 111
 112     size += put_huffman_table(p, 1, 0, avpriv_mjpeg_bits_ac_luminance,
 113                               avpriv_mjpeg_val_ac_luminance);
 114     size += put_huffman_table(p, 1, 1, avpriv_mjpeg_bits_ac_chrominance,
 115                               avpriv_mjpeg_val_ac_chrominance);
 116     AV_WB16(ptr, size);
 117 }
 118
 119 static void jpeg_put_comments(AVCodecContext *avctx, PutBitContext *p)
 120 {
 121     int size;
 122     uint8_t *ptr;
 123
 124     if (avctx->sample_aspect_ratio.num > 0 && avctx->sample_aspect_ratio.den > 0) {
 125         AVRational sar = avctx->sample_aspect_ratio;
 126
 127         if (sar.num > 65535 || sar.den > 65535) {
 128             if (!av_reduce(&sar.num, &sar.den, avctx->sample_aspect_ratio.num, avctx->sample_aspect_ratio.den, 65535))
 129                 av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 130                     "Cannot store exact aspect ratio %d:%d\n",
 131                     avctx->sample_aspect_ratio.num,
 132                     avctx->sample_aspect_ratio.den);
 133         }
 134
 135         /* JFIF header */
 136         put_marker(p, APP0);
 137         put_bits(p, 16, 16);
 138         avpriv_put_string(p, "JFIF", 1); /* this puts the trailing zero-byte too */
 139         /* The most significant byte is used for major revisions, the least
 140          * significant byte for minor revisions. Version 1.02 is the current
 141          * released revision. */
 142         put_bits(p, 16, 0x0102);
 143         put_bits(p,  8, 0);              /* units type: 0 - aspect ratio */
 144         put_bits(p, 16, sar.num);
 145         put_bits(p, 16, sar.den);
 146         put_bits(p, 8, 0); /* thumbnail width */
 147         put_bits(p, 8, 0); /* thumbnail height */
 148     }
 149
 150     /* comment */
 151     if (!(avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_BITEXACT)) {
 152         put_marker(p, COM);
 153         flush_put_bits(p);
 154         ptr = put_bits_ptr(p);
 155         put_bits(p, 16, 0); /* patched later */
 156         avpriv_put_string(p, LIBAVCODEC_IDENT, 1);
 157         size = strlen(LIBAVCODEC_IDENT)+3;
 158         AV_WB16(ptr, size);
 159     }
 160
 161     if (((avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV420P ||
 162           avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV422P ||
 163           avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P) && avctx->color_range != AVCOL_RANGE_JPEG)
 164         || avctx->color_range == AVCOL_RANGE_MPEG) {
 165         put_marker(p, COM);
 166         flush_put_bits(p);
 167         ptr = put_bits_ptr(p);
 168         put_bits(p, 16, 0); /* patched later */
 169         avpriv_put_string(p, "CS=ITU601", 1);
 170         size = strlen("CS=ITU601")+3;
 171         AV_WB16(ptr, size);
 172     }
 173 }
 174
 175 void ff_mjpeg_init_hvsample(AVCodecContext *avctx, int hsample[4], int vsample[4])
 176 {
 177     int chroma_h_shift, chroma_v_shift;
 178
 179     av_pix_fmt_get_chroma_sub_sample(avctx->pix_fmt, &chroma_h_shift,
 180                                      &chroma_v_shift);
 181     if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_LJPEG &&
 182         (   avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR0
 183          || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGRA
 184          || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR24)) {
 185         vsample[0] = hsample[0] =
 186         vsample[1] = hsample[1] =
 187         vsample[2] = hsample[2] =
 188         vsample[3] = hsample[3] = 1;
 189     } else if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ444P) {
 190         vsample[0] = vsample[1] = vsample[2] = 2;
 191         hsample[0] = hsample[1] = hsample[2] = 1;
 192     } else {
 193         vsample[0] = 2;
 194         vsample[1] = 2 >> chroma_v_shift;
 195         vsample[2] = 2 >> chroma_v_shift;
 196         hsample[0] = 2;
 197         hsample[1] = 2 >> chroma_h_shift;
 198         hsample[2] = 2 >> chroma_h_shift;
 199     }
 200 }
 201
 202 void ff_mjpeg_encode_picture_header(AVCodecContext *avctx, PutBitContext *pb,
 203                                     ScanTable *intra_scantable, int pred,
 204                                     uint16_t luma_intra_matrix[64],
 205                                     uint16_t chroma_intra_matrix[64])
 206 {
 207     const int lossless = avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_MJPEG && avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_AMV;
 208     int hsample[4], vsample[4];
 209     int i;
 210     int components = 3 + (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGRA);
 211     int chroma_matrix = !!memcmp(luma_intra_matrix,
 212                                  chroma_intra_matrix,
 213                                  sizeof(luma_intra_matrix[0])*64);
 214
 215     ff_mjpeg_init_hvsample(avctx, hsample, vsample);
 216
 217     put_marker(pb, SOI);
 218
 219     // hack for AMV mjpeg format
 220     if(avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_AMV) goto end;
 221
 222     jpeg_put_comments(avctx, pb);
 223
 224     jpeg_table_header(avctx, pb, intra_scantable, luma_intra_matrix, chroma_intra_matrix, hsample);
 225
 226     switch (avctx->codec_id) {
 227     case AV_CODEC_ID_MJPEG:  put_marker(pb, SOF0 ); break;
 228     case AV_CODEC_ID_LJPEG:  put_marker(pb, SOF3 ); break;
 229     default: av_assert0(0);
 230     }
 231
 232     put_bits(pb, 16, 17);
 233     if (lossless && (  avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR0
 234                     || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGRA
 235                     || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR24))
 236         put_bits(pb, 8, 9); /* 9 bits/component RCT */
 237     else
 238         put_bits(pb, 8, 8); /* 8 bits/component */
 239     put_bits(pb, 16, avctx->height);
 240     put_bits(pb, 16, avctx->width);
 241     put_bits(pb, 8, components); /* 3 or 4 components */
 242
 243     /* Y component */
 244     put_bits(pb, 8, 1); /* component number */
 245     put_bits(pb, 4, hsample[0]); /* H factor */
 246     put_bits(pb, 4, vsample[0]); /* V factor */
 247     put_bits(pb, 8, 0); /* select matrix */
 248
 249     /* Cb component */
 250     put_bits(pb, 8, 2); /* component number */
 251     put_bits(pb, 4, hsample[1]); /* H factor */
 252     put_bits(pb, 4, vsample[1]); /* V factor */
 253     put_bits(pb, 8, lossless ? 0 : chroma_matrix); /* select matrix */
 254
 255     /* Cr component */
 256     put_bits(pb, 8, 3); /* component number */
 257     put_bits(pb, 4, hsample[2]); /* H factor */
 258     put_bits(pb, 4, vsample[2]); /* V factor */
 259     put_bits(pb, 8, lossless ? 0 : chroma_matrix); /* select matrix */
 260
 261     if (components == 4) {
 262         put_bits(pb, 8, 4); /* component number */
 263         put_bits(pb, 4, hsample[3]); /* H factor */
 264         put_bits(pb, 4, vsample[3]); /* V factor */
 265         put_bits(pb, 8, 0); /* select matrix */
 266     }
 267
 268     /* scan header */
 269     put_marker(pb, SOS);
 270     put_bits(pb, 16, 6 + 2*components); /* length */
 271     put_bits(pb, 8, components); /* 3 components */
 272
 273     /* Y component */
 274     put_bits(pb, 8, 1); /* index */
 275     put_bits(pb, 4, 0); /* DC huffman table index */
 276     put_bits(pb, 4, 0); /* AC huffman table index */
 277
 278     /* Cb component */
 279     put_bits(pb, 8, 2); /* index */
 280     put_bits(pb, 4, 1); /* DC huffman table index */
 281     put_bits(pb, 4, lossless ? 0 : 1); /* AC huffman table index */
 282
 283     /* Cr component */
 284     put_bits(pb, 8, 3); /* index */
 285     put_bits(pb, 4, 1); /* DC huffman table index */
 286     put_bits(pb, 4, lossless ? 0 : 1); /* AC huffman table index */
 287
 288     if (components == 4) {
 289         /* Alpha component */
 290         put_bits(pb, 8, 4); /* index */
 291         put_bits(pb, 4, 0); /* DC huffman table index */
 292         put_bits(pb, 4, 0); /* AC huffman table index */
 293     }
 294
 295     put_bits(pb, 8, lossless ? pred : 0); /* Ss (not used) */
 296
 297     switch (avctx->codec_id) {
 298     case AV_CODEC_ID_MJPEG:  put_bits(pb, 8, 63); break; /* Se (not used) */
 299     case AV_CODEC_ID_LJPEG:  put_bits(pb, 8,  0); break; /* not used */
 300     default: av_assert0(0);
 301     }
 302
 303     put_bits(pb, 8, 0); /* Ah/Al (not used) */
 304
 305 end:
 306     if (!lossless) {
 307         MpegEncContext *s = avctx->priv_data;
 308         av_assert0(avctx->codec->priv_data_size == sizeof(MpegEncContext));
 309
 310         s->esc_pos = put_bits_count(pb) >> 3;
 311         for(i=1; i<s->slice_context_count; i++)
 312             s->thread_context[i]->esc_pos = 0;
 313     }
 314 }
 315
 316 void ff_mjpeg_escape_FF(PutBitContext *pb, int start)
 317 {
 318     int size;
 319     int i, ff_count;
 320     uint8_t *buf = pb->buf + start;
 321     int align= (-(size_t)(buf))&3;
 322     int pad = (-put_bits_count(pb))&7;
 323
 324     if (pad)
 325         put_bits(pb, pad, (1<<pad)-1);
 326
 327     flush_put_bits(pb);
 328     size = put_bits_count(pb) - start * 8;
 329
 330     av_assert1((size&7) == 0);
 331     size >>= 3;
 332
 333     ff_count=0;
 334     for(i=0; i<size && i<align; i++){
 335         if(buf[i]==0xFF) ff_count++;
 336     }
 337     for(; i<size-15; i+=16){
 338         int acc, v;
 339
 340         v= *(uint32_t*)(&buf[i]);
 341         acc= (((v & (v>>4))&0x0F0F0F0F)+0x01010101)&0x10101010;
 342         v= *(uint32_t*)(&buf[i+4]);
 343         acc+=(((v & (v>>4))&0x0F0F0F0F)+0x01010101)&0x10101010;
 344         v= *(uint32_t*)(&buf[i+8]);
 345         acc+=(((v & (v>>4))&0x0F0F0F0F)+0x01010101)&0x10101010;
 346         v= *(uint32_t*)(&buf[i+12]);
 347         acc+=(((v & (v>>4))&0x0F0F0F0F)+0x01010101)&0x10101010;
 348
 349         acc>>=4;
 350         acc+= (acc>>16);
 351         acc+= (acc>>8);
 352         ff_count+= acc&0xFF;
 353     }
 354     for(; i<size; i++){
 355         if(buf[i]==0xFF) ff_count++;
 356     }
 357
 358     if(ff_count==0) return;
 359
 360     flush_put_bits(pb);
 361     skip_put_bytes(pb, ff_count);
 362
 363     for(i=size-1; ff_count; i--){
 364         int v= buf[i];
 365
 366         if(v==0xFF){
 367             buf[i+ff_count]= 0;
 368             ff_count--;
 369         }
 370
 371         buf[i+ff_count]= v;
 372     }
 373 }
 374
 375 int ff_mjpeg_encode_stuffing(MpegEncContext *s)
 376 {
 377     int i;
 378     PutBitContext *pbc = &s->pb;
 379     int mb_y = s->mb_y - !s->mb_x;
 380
 381     int ret = ff_mpv_reallocate_putbitbuffer(s, put_bits_count(&s->pb) / 8 + 100,
 382                                                 put_bits_count(&s->pb) / 4 + 1000);
 383     if (ret < 0) {
 384         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Buffer reallocation failed\n");
 385         goto fail;
 386     }
 387
 388     ff_mjpeg_escape_FF(pbc, s->esc_pos);
 389
 390     if((s->avctx->active_thread_type & FF_THREAD_SLICE) && mb_y < s->mb_height)
 391         put_marker(pbc, RST0 + (mb_y&7));
 392     s->esc_pos = put_bits_count(pbc) >> 3;
 393 fail:
 394
 395     for(i=0; i<3; i++)
 396         s->last_dc[i] = 128 << s->intra_dc_precision;
 397
 398     return ret;
 399 }
 400
 401 void ff_mjpeg_encode_picture_trailer(PutBitContext *pb, int header_bits)
 402 {
 403     av_assert1((header_bits & 7) == 0);
 404
 405     put_marker(pb, EOI);
 406 }
 407
 408 void ff_mjpeg_encode_dc(PutBitContext *pb, int val,
 409                         uint8_t *huff_size, uint16_t *huff_code)
 410 {
 411     int mant, nbits;
 412
 413     if (val == 0) {
 414         put_bits(pb, huff_size[0], huff_code[0]);
 415     } else {
 416         mant = val;
 417         if (val < 0) {
 418             val = -val;
 419             mant--;
 420         }
 421
 422         nbits= av_log2_16bit(val) + 1;
 423
 424         put_bits(pb, huff_size[nbits], huff_code[nbits]);
 425
 426         put_sbits(pb, nbits, mant);
 427     }
 428 }