git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/msvideo1enc.c

   1 /*
   2  * Microsoft Video-1 Encoder
   3  * Copyright (c) 2009 Konstantin Shishkov
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 /**
  23  * @file
  24  * Microsoft Video-1 encoder
  25  */
  26
  27 #include "avcodec.h"
  28 #include "internal.h"
  29 #include "bytestream.h"
  30 #include "libavutil/lfg.h"
  31 #include "elbg.h"
  32 #include "libavutil/imgutils.h"
  33 /**
  34  * Encoder context
  35  */
  36 typedef struct Msvideo1EncContext {
  37     AVCodecContext *avctx;
  38     AVLFG rnd;
  39     uint8_t *prev;
  40
  41     int block[16*3];
  42     int block2[16*3];
  43     int codebook[8*3];
  44     int codebook2[8*3];
  45     int output[16*3];
  46     int output2[16*3];
  47     int avg[3];
  48     int bestpos;
  49     int keyint;
  50 } Msvideo1EncContext;
  51
  52 enum MSV1Mode{
  53     MODE_SKIP = 0,
  54     MODE_FILL,
  55     MODE_2COL,
  56     MODE_8COL,
  57 };
  58
  59 #define SKIP_PREFIX 0x8400
  60 #define SKIPS_MAX 0x03FF
  61 #define MKRGB555(in, off) (((in)[off] << 10) | ((in)[(off) + 1] << 5) | ((in)[(off) + 2]))
  62
  63 static const int remap[16] = { 0, 1, 4, 5, 2, 3, 6, 7, 8, 9, 12, 13, 10, 11, 14, 15 };
  64
  65 static int encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
  66                                const AVFrame *pict, int *got_packet)
  67 {
  68     Msvideo1EncContext * const c = avctx->priv_data;
  69     const AVFrame *p = pict;
  70     uint16_t *src;
  71     uint8_t *prevptr;
  72     uint8_t *dst, *buf;
  73     int keyframe = 0;
  74     int no_skips = 1;
  75     int i, j, k, x, y, ret;
  76     int skips = 0;
  77     int quality = 24;
  78
  79     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, avctx->width*avctx->height*9 + FF_MIN_BUFFER_SIZE)) < 0)
  80         return ret;
  81     dst= buf= pkt->data;
  82
  83     if(!c->prev)
  84         c->prev = av_malloc(avctx->width * 3 * (avctx->height + 3));
  85     prevptr = c->prev + avctx->width * 3 * (FFALIGN(avctx->height, 4) - 1);
  86     src = (uint16_t*)(p->data[0] + p->linesize[0]*(FFALIGN(avctx->height, 4) - 1));
  87     if(c->keyint >= avctx->keyint_min)
  88         keyframe = 1;
  89
  90
  91     for(y = 0; y < avctx->height; y += 4){
  92         for(x = 0; x < avctx->width; x += 4){
  93             int bestmode = MODE_SKIP;
  94             int bestscore = INT_MAX;
  95             int flags = 0;
  96             int score;
  97
  98             for(j = 0; j < 4; j++){
  99                 for(i = 0; i < 4; i++){
 100                     uint16_t val = src[x + i - j*p->linesize[0]/2];
 101                     for(k = 0; k < 3; k++){
 102                         c->block[(i + j*4)*3 + k] =
 103                         c->block2[remap[i + j*4]*3 + k] = (val >> (10-k*5)) & 0x1F;
 104                     }
 105                 }
 106             }
 107             if(!keyframe){
 108                 bestscore = 0;
 109                 for(j = 0; j < 4; j++){
 110                     for(i = 0; i < 4*3; i++){
 111                         int t = prevptr[x*3 + i - j*3*avctx->width] - c->block[i + j*4*3];
 112                         bestscore += t*t;
 113                     }
 114                 }
 115                 bestscore /= quality;
 116             }
 117             // try to find optimal value to fill whole 4x4 block
 118             score = 0;
 119             avpriv_init_elbg(c->block, 3, 16, c->avg, 1, 1, c->output, &c->rnd);
 120             avpriv_do_elbg  (c->block, 3, 16, c->avg, 1, 1, c->output, &c->rnd);
 121             if(c->avg[0] == 1) // red component = 1 will be written as skip code
 122                 c->avg[0] = 0;
 123             for(j = 0; j < 4; j++){
 124                 for(i = 0; i < 4; i++){
 125                     for(k = 0; k < 3; k++){
 126                         int t = c->avg[k] - c->block[(i+j*4)*3+k];
 127                         score += t*t;
 128                     }
 129                 }
 130             }
 131             score /= quality;
 132             score += 2;
 133             if(score < bestscore){
 134                 bestscore = score;
 135                 bestmode = MODE_FILL;
 136             }
 137             // search for optimal filling of 2-color block
 138             score = 0;
 139             avpriv_init_elbg(c->block, 3, 16, c->codebook, 2, 1, c->output, &c->rnd);
 140             avpriv_do_elbg  (c->block, 3, 16, c->codebook, 2, 1, c->output, &c->rnd);
 141             // last output value should be always 1, swap codebooks if needed
 142             if(!c->output[15]){
 143                 for(i = 0; i < 3; i++)
 144                     FFSWAP(uint8_t, c->codebook[i], c->codebook[i+3]);
 145                 for(i = 0; i < 16; i++)
 146                     c->output[i] ^= 1;
 147             }
 148             for(j = 0; j < 4; j++){
 149                 for(i = 0; i < 4; i++){
 150                     for(k = 0; k < 3; k++){
 151                         int t = c->codebook[c->output[i+j*4]*3 + k] - c->block[i*3+k+j*4*3];
 152                         score += t*t;
 153                     }
 154                 }
 155             }
 156             score /= quality;
 157             score += 6;
 158             if(score < bestscore){
 159                 bestscore = score;
 160                 bestmode = MODE_2COL;
 161             }
 162             // search for optimal filling of 2-color 2x2 subblocks
 163             score = 0;
 164             for(i = 0; i < 4; i++){
 165                 avpriv_init_elbg(c->block2 + i*4*3, 3, 4, c->codebook2 + i*2*3, 2, 1, c->output2 + i*4, &c->rnd);
 166                 avpriv_do_elbg  (c->block2 + i*4*3, 3, 4, c->codebook2 + i*2*3, 2, 1, c->output2 + i*4, &c->rnd);
 167             }
 168             // last value should be always 1, swap codebooks if needed
 169             if(!c->output2[15]){
 170                 for(i = 0; i < 3; i++)
 171                     FFSWAP(uint8_t, c->codebook2[i+18], c->codebook2[i+21]);
 172                 for(i = 12; i < 16; i++)
 173                     c->output2[i] ^= 1;
 174             }
 175             for(j = 0; j < 4; j++){
 176                 for(i = 0; i < 4; i++){
 177                     for(k = 0; k < 3; k++){
 178                         int t = c->codebook2[(c->output2[remap[i+j*4]] + (i&2) + (j&2)*2)*3+k] - c->block[i*3+k + j*4*3];
 179                         score += t*t;
 180                     }
 181                 }
 182             }
 183             score /= quality;
 184             score += 18;
 185             if(score < bestscore){
 186                 bestscore = score;
 187                 bestmode = MODE_8COL;
 188             }
 189
 190             if(bestmode == MODE_SKIP){
 191                 skips++;
 192                 no_skips = 0;
 193             }
 194             if((bestmode != MODE_SKIP && skips) || skips == SKIPS_MAX){
 195                 bytestream_put_le16(&dst, skips | SKIP_PREFIX);
 196                 skips = 0;
 197             }
 198
 199             switch(bestmode){
 200             case MODE_FILL:
 201                 bytestream_put_le16(&dst, MKRGB555(c->avg,0) | 0x8000);
 202                 for(j = 0; j < 4; j++)
 203                     for(i = 0; i < 4; i++)
 204                         for(k = 0; k < 3; k++)
 205                             prevptr[x*3 + i*3 + k - j*3*avctx->width] = c->avg[k];
 206                 break;
 207             case MODE_2COL:
 208                 for(j = 0; j < 4; j++){
 209                     for(i = 0; i < 4; i++){
 210                         flags |= (c->output[i + j*4]^1) << (i + j*4);
 211                         for(k = 0; k < 3; k++)
 212                             prevptr[x*3 + i*3 + k - j*3*avctx->width] = c->codebook[c->output[i + j*4]*3 + k];
 213                     }
 214                 }
 215                 bytestream_put_le16(&dst, flags);
 216                 bytestream_put_le16(&dst, MKRGB555(c->codebook, 0));
 217                 bytestream_put_le16(&dst, MKRGB555(c->codebook, 3));
 218                 break;
 219             case MODE_8COL:
 220                 for(j = 0; j < 4; j++){
 221                     for(i = 0; i < 4; i++){
 222                         flags |= (c->output2[remap[i + j*4]]^1) << (i + j*4);
 223                         for(k = 0; k < 3; k++)
 224                             prevptr[x*3 + i*3 + k - j*3*avctx->width] = c->codebook2[(c->output2[remap[i+j*4]] + (i&2) + (j&2)*2)*3 + k];
 225                     }
 226                 }
 227                 bytestream_put_le16(&dst, flags);
 228                 bytestream_put_le16(&dst, MKRGB555(c->codebook2, 0) | 0x8000);
 229                 for(i = 3; i < 24; i += 3)
 230                     bytestream_put_le16(&dst, MKRGB555(c->codebook2, i));
 231                 break;
 232             }
 233         }
 234         src     -= p->linesize[0] << 1;
 235         prevptr -= avctx->width * 3 * 4;
 236     }
 237     if(skips)
 238         bytestream_put_le16(&dst, skips | SKIP_PREFIX);
 239     //EOF
 240     bytestream_put_byte(&dst, 0);
 241     bytestream_put_byte(&dst, 0);
 242
 243     if(no_skips)
 244         keyframe = 1;
 245     if(keyframe)
 246         c->keyint = 0;
 247     else
 248         c->keyint++;
 249     if (keyframe) pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 250     pkt->size = dst - buf;
 251     *got_packet = 1;
 252
 253     return 0;
 254 }
 255
 256
 257 /**
 258  * init encoder
 259  */
 260 static av_cold int encode_init(AVCodecContext *avctx)
 261 {
 262     Msvideo1EncContext * const c = avctx->priv_data;
 263
 264     c->avctx = avctx;
 265     if (av_image_check_size(avctx->width, avctx->height, 0, avctx) < 0) {
 266         return -1;
 267     }
 268     if((avctx->width&3) || (avctx->height&3)){
 269         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "width and height must be multiples of 4\n");
 270         return -1;
 271     }
 272
 273     avctx->bits_per_coded_sample = 16;
 274
 275     c->keyint = avctx->keyint_min;
 276     av_lfg_init(&c->rnd, 1);
 277
 278     return 0;
 279 }
 280
 281
 282
 283 /**
 284  * Uninit encoder
 285  */
 286 static av_cold int encode_end(AVCodecContext *avctx)
 287 {
 288     Msvideo1EncContext * const c = avctx->priv_data;
 289
 290     av_freep(&c->prev);
 291
 292     return 0;
 293 }
 294
 295 AVCodec ff_msvideo1_encoder = {
 296     .name           = "msvideo1",
 297     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Microsoft Video-1"),
 298     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 299     .id             = AV_CODEC_ID_MSVIDEO1,
 300     .priv_data_size = sizeof(Msvideo1EncContext),
 301     .init           = encode_init,
 302     .encode2        = encode_frame,
 303     .close          = encode_end,
 304     .pix_fmts = (const enum AVPixelFormat[]){AV_PIX_FMT_RGB555, AV_PIX_FMT_NONE},
 305 };