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/pixdesc.h"
  27 #include "libavutil/pixfmt.h"
  28
  29 #include "avcodec.h"
  30 #include "idctdsp.h"
  31 #include "jpegtables.h"
  32 #include "put_bits.h"
  33 #include "mjpegenc.h"
  34 #include "mjpegenc_common.h"
  35 #include "mjpeg.h"
  36
  37 /* table_class: 0 = DC coef, 1 = AC coefs */
  38 static int put_huffman_table(PutBitContext *p, int table_class, int table_id,
  39                              const uint8_t *bits_table, const uint8_t *value_table)
  40 {
  41     int n, i;
  42
  43     put_bits(p, 4, table_class);
  44     put_bits(p, 4, table_id);
  45
  46     n = 0;
  47     for(i=1;i<=16;i++) {
  48         n += bits_table[i];
  49         put_bits(p, 8, bits_table[i]);
  50     }
  51
  52     for(i=0;i<n;i++)
  53         put_bits(p, 8, value_table[i]);
  54
  55     return n + 17;
  56 }
  57
  58 static void jpeg_table_header(AVCodecContext *avctx, PutBitContext *p,
  59                               ScanTable *intra_scantable,
  60                               uint16_t luma_intra_matrix[64],
  61                               uint16_t chroma_intra_matrix[64],
  62                               int hsample[3])
  63 {
  64     int i, j, size;
  65     uint8_t *ptr;
  66     MpegEncContext *s = NULL;
  67
  68     /* Since avctx->priv_data will point to LJpegEncContext in this case */
  69     if (avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_LJPEG)
  70         s = avctx->priv_data;
  71
  72     if (avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_LJPEG) {
  73         int matrix_count = 1 + !!memcmp(luma_intra_matrix,
  74                                         chroma_intra_matrix,
  75                                         sizeof(luma_intra_matrix[0]) * 64);
  76     if (s && s->force_duplicated_matrix)
  77         matrix_count = 2;
  78     /* quant matrixes */
  79     put_marker(p, DQT);
  80     put_bits(p, 16, 2 + matrix_count * (1 + 64));
  81     put_bits(p, 4, 0); /* 8 bit precision */
  82     put_bits(p, 4, 0); /* table 0 */
  83     for(i=0;i<64;i++) {
  84         j = intra_scantable->permutated[i];
  85         put_bits(p, 8, luma_intra_matrix[j]);
  86     }
  87
  88         if (matrix_count > 1) {
  89             put_bits(p, 4, 0); /* 8 bit precision */
  90             put_bits(p, 4, 1); /* table 1 */
  91             for(i=0;i<64;i++) {
  92                 j = intra_scantable->permutated[i];
  93                 put_bits(p, 8, chroma_intra_matrix[j]);
  94             }
  95         }
  96     }
  97
  98     if(avctx->active_thread_type & FF_THREAD_SLICE){
  99         put_marker(p, DRI);
 100         put_bits(p, 16, 4);
 101         put_bits(p, 16, (avctx->width-1)/(8*hsample[0]) + 1);
 102     }
 103
 104     /* huffman table */
 105     put_marker(p, DHT);
 106     flush_put_bits(p);
 107     ptr = put_bits_ptr(p);
 108     put_bits(p, 16, 0); /* patched later */
 109     size = 2;
 110
 111     // Only MJPEG can have a variable Huffman variable. All other
 112     // formats use the default Huffman table.
 113     if (s && s->huffman == HUFFMAN_TABLE_OPTIMAL) {
 114         size += put_huffman_table(p, 0, 0, s->mjpeg_ctx->bits_dc_luminance,
 115                                   s->mjpeg_ctx->val_dc_luminance);
 116         size += put_huffman_table(p, 0, 1, s->mjpeg_ctx->bits_dc_chrominance,
 117                                   s->mjpeg_ctx->val_dc_chrominance);
 118
 119         size += put_huffman_table(p, 1, 0, s->mjpeg_ctx->bits_ac_luminance,
 120                                   s->mjpeg_ctx->val_ac_luminance);
 121         size += put_huffman_table(p, 1, 1, s->mjpeg_ctx->bits_ac_chrominance,
 122                                   s->mjpeg_ctx->val_ac_chrominance);
 123     } else {
 124         size += put_huffman_table(p, 0, 0, avpriv_mjpeg_bits_dc_luminance,
 125                                   avpriv_mjpeg_val_dc);
 126         size += put_huffman_table(p, 0, 1, avpriv_mjpeg_bits_dc_chrominance,
 127                                   avpriv_mjpeg_val_dc);
 128
 129         size += put_huffman_table(p, 1, 0, avpriv_mjpeg_bits_ac_luminance,
 130                                   avpriv_mjpeg_val_ac_luminance);
 131         size += put_huffman_table(p, 1, 1, avpriv_mjpeg_bits_ac_chrominance,
 132                                   avpriv_mjpeg_val_ac_chrominance);
 133     }
 134     AV_WB16(ptr, size);
 135 }
 136
 137 static void jpeg_put_comments(AVCodecContext *avctx, PutBitContext *p)
 138 {
 139     int size;
 140     uint8_t *ptr;
 141
 142     if (avctx->sample_aspect_ratio.num > 0 && avctx->sample_aspect_ratio.den > 0) {
 143         AVRational sar = avctx->sample_aspect_ratio;
 144
 145         if (sar.num > 65535 || sar.den > 65535) {
 146             if (!av_reduce(&sar.num, &sar.den, avctx->sample_aspect_ratio.num, avctx->sample_aspect_ratio.den, 65535))
 147                 av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 148                     "Cannot store exact aspect ratio %d:%d\n",
 149                     avctx->sample_aspect_ratio.num,
 150                     avctx->sample_aspect_ratio.den);
 151         }
 152
 153         /* JFIF header */
 154         put_marker(p, APP0);
 155         put_bits(p, 16, 16);
 156         ff_put_string(p, "JFIF", 1); /* this puts the trailing zero-byte too */
 157         /* The most significant byte is used for major revisions, the least
 158          * significant byte for minor revisions. Version 1.02 is the current
 159          * released revision. */
 160         put_bits(p, 16, 0x0102);
 161         put_bits(p,  8, 0);              /* units type: 0 - aspect ratio */
 162         put_bits(p, 16, sar.num);
 163         put_bits(p, 16, sar.den);
 164         put_bits(p, 8, 0); /* thumbnail width */
 165         put_bits(p, 8, 0); /* thumbnail height */
 166     }
 167
 168     /* comment */
 169     if (!(avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_BITEXACT)) {
 170         put_marker(p, COM);
 171         flush_put_bits(p);
 172         ptr = put_bits_ptr(p);
 173         put_bits(p, 16, 0); /* patched later */
 174         ff_put_string(p, LIBAVCODEC_IDENT, 1);
 175         size = strlen(LIBAVCODEC_IDENT)+3;
 176         AV_WB16(ptr, size);
 177     }
 178
 179     if (((avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV420P ||
 180           avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV422P ||
 181           avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P) && avctx->color_range != AVCOL_RANGE_JPEG)
 182         || avctx->color_range == AVCOL_RANGE_MPEG) {
 183         put_marker(p, COM);
 184         flush_put_bits(p);
 185         ptr = put_bits_ptr(p);
 186         put_bits(p, 16, 0); /* patched later */
 187         ff_put_string(p, "CS=ITU601", 1);
 188         size = strlen("CS=ITU601")+3;
 189         AV_WB16(ptr, size);
 190     }
 191 }
 192
 193 void ff_mjpeg_init_hvsample(AVCodecContext *avctx, int hsample[4], int vsample[4])
 194 {
 195     int chroma_h_shift, chroma_v_shift;
 196
 197     av_pix_fmt_get_chroma_sub_sample(avctx->pix_fmt, &chroma_h_shift,
 198                                      &chroma_v_shift);
 199     if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_LJPEG &&
 200         (   avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR0
 201          || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGRA
 202          || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR24)) {
 203         vsample[0] = hsample[0] =
 204         vsample[1] = hsample[1] =
 205         vsample[2] = hsample[2] =
 206         vsample[3] = hsample[3] = 1;
 207     } else if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ444P) {
 208         vsample[0] = vsample[1] = vsample[2] = 2;
 209         hsample[0] = hsample[1] = hsample[2] = 1;
 210     } else {
 211         vsample[0] = 2;
 212         vsample[1] = 2 >> chroma_v_shift;
 213         vsample[2] = 2 >> chroma_v_shift;
 214         hsample[0] = 2;
 215         hsample[1] = 2 >> chroma_h_shift;
 216         hsample[2] = 2 >> chroma_h_shift;
 217     }
 218 }
 219
 220 void ff_mjpeg_encode_picture_header(AVCodecContext *avctx, PutBitContext *pb,
 221                                     ScanTable *intra_scantable, int pred,
 222                                     uint16_t luma_intra_matrix[64],
 223                                     uint16_t chroma_intra_matrix[64])
 224 {
 225     const int lossless = avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_MJPEG && avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_AMV;
 226     int hsample[4], vsample[4];
 227     int i;
 228     int components = 3 + (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGRA);
 229     int chroma_matrix = !!memcmp(luma_intra_matrix,
 230                                  chroma_intra_matrix,
 231                                  sizeof(luma_intra_matrix[0])*64);
 232
 233     ff_mjpeg_init_hvsample(avctx, hsample, vsample);
 234
 235     put_marker(pb, SOI);
 236
 237     // hack for AMV mjpeg format
 238     if(avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_AMV) goto end;
 239
 240     jpeg_put_comments(avctx, pb);
 241
 242     jpeg_table_header(avctx, pb, intra_scantable, luma_intra_matrix, chroma_intra_matrix, hsample);
 243
 244     switch (avctx->codec_id) {
 245     case AV_CODEC_ID_MJPEG:  put_marker(pb, SOF0 ); break;
 246     case AV_CODEC_ID_LJPEG:  put_marker(pb, SOF3 ); break;
 247     default: av_assert0(0);
 248     }
 249
 250     put_bits(pb, 16, 17);
 251     if (lossless && (  avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR0
 252                     || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGRA
 253                     || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR24))
 254         put_bits(pb, 8, 9); /* 9 bits/component RCT */
 255     else
 256         put_bits(pb, 8, 8); /* 8 bits/component */
 257     put_bits(pb, 16, avctx->height);
 258     put_bits(pb, 16, avctx->width);
 259     put_bits(pb, 8, components); /* 3 or 4 components */
 260
 261     /* Y component */
 262     put_bits(pb, 8, 1); /* component number */
 263     put_bits(pb, 4, hsample[0]); /* H factor */
 264     put_bits(pb, 4, vsample[0]); /* V factor */
 265     put_bits(pb, 8, 0); /* select matrix */
 266
 267     /* Cb component */
 268     put_bits(pb, 8, 2); /* component number */
 269     put_bits(pb, 4, hsample[1]); /* H factor */
 270     put_bits(pb, 4, vsample[1]); /* V factor */
 271     put_bits(pb, 8, lossless ? 0 : chroma_matrix); /* select matrix */
 272
 273     /* Cr component */
 274     put_bits(pb, 8, 3); /* component number */
 275     put_bits(pb, 4, hsample[2]); /* H factor */
 276     put_bits(pb, 4, vsample[2]); /* V factor */
 277     put_bits(pb, 8, lossless ? 0 : chroma_matrix); /* select matrix */
 278
 279     if (components == 4) {
 280         put_bits(pb, 8, 4); /* component number */
 281         put_bits(pb, 4, hsample[3]); /* H factor */
 282         put_bits(pb, 4, vsample[3]); /* V factor */
 283         put_bits(pb, 8, 0); /* select matrix */
 284     }
 285
 286     /* scan header */
 287     put_marker(pb, SOS);
 288     put_bits(pb, 16, 6 + 2*components); /* length */
 289     put_bits(pb, 8, components); /* 3 components */
 290
 291     /* Y component */
 292     put_bits(pb, 8, 1); /* index */
 293     put_bits(pb, 4, 0); /* DC huffman table index */
 294     put_bits(pb, 4, 0); /* AC huffman table index */
 295
 296     /* Cb component */
 297     put_bits(pb, 8, 2); /* index */
 298     put_bits(pb, 4, 1); /* DC huffman table index */
 299     put_bits(pb, 4, lossless ? 0 : 1); /* AC huffman table index */
 300
 301     /* Cr component */
 302     put_bits(pb, 8, 3); /* index */
 303     put_bits(pb, 4, 1); /* DC huffman table index */
 304     put_bits(pb, 4, lossless ? 0 : 1); /* AC huffman table index */
 305
 306     if (components == 4) {
 307         /* Alpha component */
 308         put_bits(pb, 8, 4); /* index */
 309         put_bits(pb, 4, 0); /* DC huffman table index */
 310         put_bits(pb, 4, 0); /* AC huffman table index */
 311     }
 312
 313     put_bits(pb, 8, lossless ? pred : 0); /* Ss (not used) */
 314
 315     switch (avctx->codec_id) {
 316     case AV_CODEC_ID_MJPEG:  put_bits(pb, 8, 63); break; /* Se (not used) */
 317     case AV_CODEC_ID_LJPEG:  put_bits(pb, 8,  0); break; /* not used */
 318     default: av_assert0(0);
 319     }
 320
 321     put_bits(pb, 8, 0); /* Ah/Al (not used) */
 322
 323 end:
 324     if (!lossless) {
 325         MpegEncContext *s = avctx->priv_data;
 326         av_assert0(avctx->codec->priv_data_size == sizeof(MpegEncContext));
 327
 328         s->esc_pos = put_bytes_count(pb, 0);
 329         for(i=1; i<s->slice_context_count; i++)
 330             s->thread_context[i]->esc_pos = 0;
 331     }
 332 }
 333
 334 void ff_mjpeg_escape_FF(PutBitContext *pb, int start)
 335 {
 336     int size;
 337     int i, ff_count;
 338     uint8_t *buf = pb->buf + start;
 339     int align= (-(size_t)(buf))&3;
 340     int pad = (-put_bits_count(pb))&7;
 341
 342     if (pad)
 343         put_bits(pb, pad, (1<<pad)-1);
 344
 345     flush_put_bits(pb);
 346     size = put_bytes_output(pb) - start;
 347
 348     ff_count=0;
 349     for(i=0; i<size && i<align; i++){
 350         if(buf[i]==0xFF) ff_count++;
 351     }
 352     for(; i<size-15; i+=16){
 353         int acc, v;
 354
 355         v= *(uint32_t*)(&buf[i]);
 356         acc= (((v & (v>>4))&0x0F0F0F0F)+0x01010101)&0x10101010;
 357         v= *(uint32_t*)(&buf[i+4]);
 358         acc+=(((v & (v>>4))&0x0F0F0F0F)+0x01010101)&0x10101010;
 359         v= *(uint32_t*)(&buf[i+8]);
 360         acc+=(((v & (v>>4))&0x0F0F0F0F)+0x01010101)&0x10101010;
 361         v= *(uint32_t*)(&buf[i+12]);
 362         acc+=(((v & (v>>4))&0x0F0F0F0F)+0x01010101)&0x10101010;
 363
 364         acc>>=4;
 365         acc+= (acc>>16);
 366         acc+= (acc>>8);
 367         ff_count+= acc&0xFF;
 368     }
 369     for(; i<size; i++){
 370         if(buf[i]==0xFF) ff_count++;
 371     }
 372
 373     if(ff_count==0) return;
 374
 375     flush_put_bits(pb);
 376     skip_put_bytes(pb, ff_count);
 377
 378     for(i=size-1; ff_count; i--){
 379         int v= buf[i];
 380
 381         if(v==0xFF){
 382             buf[i+ff_count]= 0;
 383             ff_count--;
 384         }
 385
 386         buf[i+ff_count]= v;
 387     }
 388 }
 389
 390 /* isn't this function nicer than the one in the libjpeg ? */
 391 void ff_mjpeg_build_huffman_codes(uint8_t *huff_size, uint16_t *huff_code,
 392                                   const uint8_t *bits_table,
 393                                   const uint8_t *val_table)
 394 {
 395     int k, code;
 396
 397     k = 0;
 398     code = 0;
 399     for (int i = 1; i <= 16; i++) {
 400         int nb = bits_table[i];
 401         for (int j = 0; j < nb; j++) {
 402             int sym = val_table[k++];
 403             huff_size[sym] = i;
 404             huff_code[sym] = code;
 405             code++;
 406         }
 407         code <<= 1;
 408     }
 409 }
 410
 411 void ff_mjpeg_encode_picture_trailer(PutBitContext *pb, int header_bits)
 412 {
 413     av_assert1((header_bits & 7) == 0);
 414
 415     put_marker(pb, EOI);
 416 }
 417
 418 void ff_mjpeg_encode_dc(PutBitContext *pb, int val,
 419                         uint8_t *huff_size, uint16_t *huff_code)
 420 {
 421     int mant, nbits;
 422
 423     if (val == 0) {
 424         put_bits(pb, huff_size[0], huff_code[0]);
 425     } else {
 426         mant = val;
 427         if (val < 0) {
 428             val = -val;
 429             mant--;
 430         }
 431
 432         nbits= av_log2_16bit(val) + 1;
 433
 434         put_bits(pb, huff_size[nbits], huff_code[nbits]);
 435
 436         put_sbits(pb, nbits, mant);
 437     }
 438 }
 439
 440 int ff_mjpeg_encode_check_pix_fmt(AVCodecContext *avctx)
 441 {
 442     if (avctx->strict_std_compliance > FF_COMPLIANCE_UNOFFICIAL &&
 443         avctx->color_range != AVCOL_RANGE_JPEG &&
 444         (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV420P ||
 445          avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV422P ||
 446          avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P ||
 447          avctx->color_range == AVCOL_RANGE_MPEG)) {
 448         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 449                "Non full-range YUV is non-standard, set strict_std_compliance "
 450                "to at most unofficial to use it.\n");
 451         return AVERROR(EINVAL);
 452     }
 453     return 0;
 454 }