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     AVFrame pic;
  39     AVLFG rnd;
  40     uint8_t *prev;
  41
  42     int block[16*3];
  43     int block2[16*3];
  44     int codebook[8*3];
  45     int codebook2[8*3];
  46     int output[16*3];
  47     int output2[16*3];
  48     int avg[3];
  49     int bestpos;
  50     int keyint;
  51 } Msvideo1EncContext;
  52
  53 enum MSV1Mode{
  54     MODE_SKIP = 0,
  55     MODE_FILL,
  56     MODE_2COL,
  57     MODE_8COL,
  58 };
  59
  60 #define SKIP_PREFIX 0x8400
  61 #define SKIPS_MAX 0x0FFF
  62 #define MKRGB555(in, off) ((in[off] << 10) | (in[off + 1] << 5) | (in[off + 2]))
  63
  64 static const int remap[16] = { 0, 1, 4, 5, 2, 3, 6, 7, 8, 9, 12, 13, 10, 11, 14, 15 };
  65
  66 static int encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
  67                                const AVFrame *pict, int *got_packet)
  68 {
  69     Msvideo1EncContext * const c = avctx->priv_data;
  70     AVFrame * const p = &c->pic;
  71     uint16_t *src;
  72     uint8_t *prevptr;
  73     uint8_t *dst, *buf;
  74     int keyframe = 0;
  75     int no_skips = 1;
  76     int i, j, k, x, y, ret;
  77     int skips = 0;
  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     *p = *pict;
  84     if(!c->prev)
  85         c->prev = av_malloc(avctx->width * 3 * (avctx->height + 3));
  86     prevptr = c->prev + avctx->width * 3 * (FFALIGN(avctx->height, 4) - 1);
  87     src = (uint16_t*)(p->data[0] + p->linesize[0]*(FFALIGN(avctx->height, 4) - 1));
  88     if(c->keyint >= avctx->keyint_min)
  89         keyframe = 1;
  90
  91     p->quality = 24;
  92
  93     for(y = 0; y < avctx->height; y += 4){
  94         for(x = 0; x < avctx->width; x += 4){
  95             int bestmode = MODE_SKIP;
  96             int bestscore = INT_MAX;
  97             int flags = 0;
  98             int score;
  99
 100             for(j = 0; j < 4; j++){
 101                 for(i = 0; i < 4; i++){
 102                     uint16_t val = src[x + i - j*p->linesize[0]/2];
 103                     for(k = 0; k < 3; k++){
 104                         c->block[(i + j*4)*3 + k] =
 105                         c->block2[remap[i + j*4]*3 + k] = (val >> (10-k*5)) & 0x1F;
 106                     }
 107                 }
 108             }
 109             if(!keyframe){
 110                 bestscore = 0;
 111                 for(j = 0; j < 4; j++){
 112                     for(i = 0; i < 4*3; i++){
 113                         int t = prevptr[x*3 + i - j*3*avctx->width] - c->block[i + j*4*3];
 114                         bestscore += t*t;
 115                     }
 116                 }
 117                 bestscore /= p->quality;
 118             }
 119             // try to find optimal value to fill whole 4x4 block
 120             score = 0;
 121             ff_init_elbg(c->block, 3, 16, c->avg, 1, 1, c->output, &c->rnd);
 122             ff_do_elbg  (c->block, 3, 16, c->avg, 1, 1, c->output, &c->rnd);
 123             if(c->avg[0] == 1) // red component = 1 will be written as skip code
 124                 c->avg[0] = 0;
 125             for(j = 0; j < 4; j++){
 126                 for(i = 0; i < 4; i++){
 127                     for(k = 0; k < 3; k++){
 128                         int t = c->avg[k] - c->block[(i+j*4)*3+k];
 129                         score += t*t;
 130                     }
 131                 }
 132             }
 133             score /= p->quality;
 134             score += 2;
 135             if(score < bestscore){
 136                 bestscore = score;
 137                 bestmode = MODE_FILL;
 138             }
 139             // search for optimal filling of 2-color block
 140             score = 0;
 141             ff_init_elbg(c->block, 3, 16, c->codebook, 2, 1, c->output, &c->rnd);
 142             ff_do_elbg  (c->block, 3, 16, c->codebook, 2, 1, c->output, &c->rnd);
 143             // last output value should be always 1, swap codebooks if needed
 144             if(!c->output[15]){
 145                 for(i = 0; i < 3; i++)
 146                     FFSWAP(uint8_t, c->codebook[i], c->codebook[i+3]);
 147                 for(i = 0; i < 16; i++)
 148                     c->output[i] ^= 1;
 149             }
 150             for(j = 0; j < 4; j++){
 151                 for(i = 0; i < 4; i++){
 152                     for(k = 0; k < 3; k++){
 153                         int t = c->codebook[c->output[i+j*4]*3 + k] - c->block[i*3+k+j*4*3];
 154                         score += t*t;
 155                     }
 156                 }
 157             }
 158             score /= p->quality;
 159             score += 6;
 160             if(score < bestscore){
 161                 bestscore = score;
 162                 bestmode = MODE_2COL;
 163             }
 164             // search for optimal filling of 2-color 2x2 subblocks
 165             score = 0;
 166             for(i = 0; i < 4; i++){
 167                 ff_init_elbg(c->block2 + i*4*3, 3, 4, c->codebook2 + i*2*3, 2, 1, c->output2 + i*4, &c->rnd);
 168                 ff_do_elbg  (c->block2 + i*4*3, 3, 4, c->codebook2 + i*2*3, 2, 1, c->output2 + i*4, &c->rnd);
 169             }
 170             // last value should be always 1, swap codebooks if needed
 171             if(!c->output2[15]){
 172                 for(i = 0; i < 3; i++)
 173                     FFSWAP(uint8_t, c->codebook2[i+18], c->codebook2[i+21]);
 174                 for(i = 12; i < 16; i++)
 175                     c->output2[i] ^= 1;
 176             }
 177             for(j = 0; j < 4; j++){
 178                 for(i = 0; i < 4; i++){
 179                     for(k = 0; k < 3; k++){
 180                         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];
 181                         score += t*t;
 182                     }
 183                 }
 184             }
 185             score /= p->quality;
 186             score += 18;
 187             if(score < bestscore){
 188                 bestscore = score;
 189                 bestmode = MODE_8COL;
 190             }
 191
 192             if(bestmode == MODE_SKIP){
 193                 skips++;
 194                 no_skips = 0;
 195             }
 196             if((bestmode != MODE_SKIP && skips) || skips == SKIPS_MAX){
 197                 bytestream_put_le16(&dst, skips | SKIP_PREFIX);
 198                 skips = 0;
 199             }
 200
 201             switch(bestmode){
 202             case MODE_FILL:
 203                 bytestream_put_le16(&dst, MKRGB555(c->avg,0) | 0x8000);
 204                 for(j = 0; j < 4; j++)
 205                     for(i = 0; i < 4; i++)
 206                         for(k = 0; k < 3; k++)
 207                             prevptr[x*3 + i*3 + k - j*3*avctx->width] = c->avg[k];
 208                 break;
 209             case MODE_2COL:
 210                 for(j = 0; j < 4; j++){
 211                     for(i = 0; i < 4; i++){
 212                         flags |= (c->output[i + j*4]^1) << (i + j*4);
 213                         for(k = 0; k < 3; k++)
 214                             prevptr[x*3 + i*3 + k - j*3*avctx->width] = c->codebook[c->output[i + j*4]*3 + k];
 215                     }
 216                 }
 217                 bytestream_put_le16(&dst, flags);
 218                 bytestream_put_le16(&dst, MKRGB555(c->codebook, 0));
 219                 bytestream_put_le16(&dst, MKRGB555(c->codebook, 3));
 220                 break;
 221             case MODE_8COL:
 222                 for(j = 0; j < 4; j++){
 223                     for(i = 0; i < 4; i++){
 224                         flags |= (c->output2[remap[i + j*4]]^1) << (i + j*4);
 225                         for(k = 0; k < 3; k++)
 226                             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];
 227                     }
 228                 }
 229                 bytestream_put_le16(&dst, flags);
 230                 bytestream_put_le16(&dst, MKRGB555(c->codebook2, 0) | 0x8000);
 231                 for(i = 3; i < 24; i += 3)
 232                     bytestream_put_le16(&dst, MKRGB555(c->codebook2, i));
 233                 break;
 234             }
 235         }
 236         src     -= p->linesize[0] << 1;
 237         prevptr -= avctx->width * 3 * 4;
 238     }
 239     if(skips)
 240         bytestream_put_le16(&dst, skips | SKIP_PREFIX);
 241     //EOF
 242     bytestream_put_byte(&dst, 0);
 243     bytestream_put_byte(&dst, 0);
 244
 245     if(no_skips)
 246         keyframe = 1;
 247     if(keyframe)
 248         c->keyint = 0;
 249     else
 250         c->keyint++;
 251     p->pict_type= keyframe ? AV_PICTURE_TYPE_I : AV_PICTURE_TYPE_P;
 252     p->key_frame= keyframe;
 253     if (keyframe) pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 254     pkt->size = dst - buf;
 255     *got_packet = 1;
 256
 257     return 0;
 258 }
 259
 260
 261 /**
 262  * init encoder
 263  */
 264 static av_cold int encode_init(AVCodecContext *avctx)
 265 {
 266     Msvideo1EncContext * const c = avctx->priv_data;
 267
 268     c->avctx = avctx;
 269     if (av_image_check_size(avctx->width, avctx->height, 0, avctx) < 0) {
 270         return -1;
 271     }
 272     if((avctx->width&3) || (avctx->height&3)){
 273         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "width and height must be multiplies of 4\n");
 274         return -1;
 275     }
 276
 277     avcodec_get_frame_defaults(&c->pic);
 278     avctx->coded_frame = (AVFrame*)&c->pic;
 279     avctx->bits_per_coded_sample = 16;
 280
 281     c->keyint = avctx->keyint_min;
 282     av_lfg_init(&c->rnd, 1);
 283
 284     return 0;
 285 }
 286
 287
 288
 289 /**
 290  * Uninit encoder
 291  */
 292 static av_cold int encode_end(AVCodecContext *avctx)
 293 {
 294     Msvideo1EncContext * const c = avctx->priv_data;
 295
 296     av_freep(&c->prev);
 297
 298     return 0;
 299 }
 300
 301 AVCodec ff_msvideo1_encoder = {
 302     .name           = "msvideo1",
 303     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 304     .id             = AV_CODEC_ID_MSVIDEO1,
 305     .priv_data_size = sizeof(Msvideo1EncContext),
 306     .init           = encode_init,
 307     .encode2        = encode_frame,
 308     .close          = encode_end,
 309     .pix_fmts = (const enum AVPixelFormat[]){AV_PIX_FMT_RGB555, AV_PIX_FMT_NONE},
 310     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Microsoft Video-1"),
 311 };