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

   1 /*
   2  * TIFF image encoder
   3  * Copyright (c) 2007 Bartlomiej Wolowiec
   4  *
   5  * This file is part of Libav.
   6  *
   7  * Libav 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  * Libav 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 Libav; 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  * TIFF image encoder
  25  * @author Bartlomiej Wolowiec
  26  */
  27
  28 #include "libavutil/log.h"
  29 #include "libavutil/opt.h"
  30
  31 #include "avcodec.h"
  32 #if CONFIG_ZLIB
  33 #include <zlib.h>
  34 #endif
  35 #include "bytestream.h"
  36 #include "tiff.h"
  37 #include "rle.h"
  38 #include "lzw.h"
  39 #include "put_bits.h"
  40
  41 #define TIFF_MAX_ENTRY 32
  42
  43 /** sizes of various TIFF field types (string size = 1)*/
  44 static const uint8_t type_sizes2[6] = {
  45     0, 1, 1, 2, 4, 8
  46 };
  47
  48 typedef struct TiffEncoderContext {
  49     AVClass *class;                     ///< for private options
  50     AVCodecContext *avctx;
  51     AVFrame picture;
  52
  53     int width;                          ///< picture width
  54     int height;                         ///< picture height
  55     unsigned int bpp;                   ///< bits per pixel
  56     int compr;                          ///< compression level
  57     int bpp_tab_size;                   ///< bpp_tab size
  58     int photometric_interpretation;     ///< photometric interpretation
  59     int strips;                         ///< number of strips
  60     int rps;                            ///< row per strip
  61     uint8_t entries[TIFF_MAX_ENTRY*12]; ///< entires in header
  62     int num_entries;                    ///< number of entires
  63     uint8_t **buf;                      ///< actual position in buffer
  64     uint8_t *buf_start;                 ///< pointer to first byte in buffer
  65     int buf_size;                       ///< buffer size
  66     uint16_t subsampling[2];            ///< YUV subsampling factors
  67     struct LZWEncodeState *lzws;        ///< LZW Encode state
  68 } TiffEncoderContext;
  69
  70
  71 /**
  72  * Check free space in buffer
  73  * @param s Tiff context
  74  * @param need Needed bytes
  75  * @return 0 - ok, 1 - no free space
  76  */
  77 inline static int check_size(TiffEncoderContext * s, uint64_t need)
  78 {
  79     if (s->buf_size < *s->buf - s->buf_start + need) {
  80         *s->buf = s->buf_start + s->buf_size + 1;
  81         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Buffer is too small\n");
  82         return 1;
  83     }
  84     return 0;
  85 }
  86
  87 /**
  88  * Put n values to buffer
  89  *
  90  * @param p Pointer to pointer to output buffer
  91  * @param n Number of values
  92  * @param val Pointer to values
  93  * @param type Type of values
  94  * @param flip =0 - normal copy, >0 - flip
  95  */
  96 static void tnput(uint8_t ** p, int n, const uint8_t * val, enum TiffTypes type,
  97                   int flip)
  98 {
  99     int i;
 100 #if HAVE_BIGENDIAN
 101     flip ^= ((int[]) {0, 0, 0, 1, 3, 3})[type];
 102 #endif
 103     for (i = 0; i < n * type_sizes2[type]; i++)
 104         *(*p)++ = val[i ^ flip];
 105 }
 106
 107 /**
 108  * Add entry to directory in tiff header.
 109  * @param s Tiff context
 110  * @param tag Tag that identifies the entry
 111  * @param type Entry type
 112  * @param count The number of values
 113  * @param ptr_val Pointer to values
 114  */
 115 static void add_entry(TiffEncoderContext * s,
 116                       enum TiffTags tag, enum TiffTypes type, int count,
 117                       const void *ptr_val)
 118 {
 119     uint8_t *entries_ptr = s->entries + 12 * s->num_entries;
 120
 121     assert(s->num_entries < TIFF_MAX_ENTRY);
 122
 123     bytestream_put_le16(&entries_ptr, tag);
 124     bytestream_put_le16(&entries_ptr, type);
 125     bytestream_put_le32(&entries_ptr, count);
 126
 127     if (type_sizes[type] * count <= 4) {
 128         tnput(&entries_ptr, count, ptr_val, type, 0);
 129     } else {
 130         bytestream_put_le32(&entries_ptr, *s->buf - s->buf_start);
 131         check_size(s, count * type_sizes2[type]);
 132         tnput(s->buf, count, ptr_val, type, 0);
 133     }
 134
 135     s->num_entries++;
 136 }
 137
 138 static void add_entry1(TiffEncoderContext * s,
 139                        enum TiffTags tag, enum TiffTypes type, int val){
 140     uint16_t w = val;
 141     uint32_t dw= val;
 142     add_entry(s, tag, type, 1, type == TIFF_SHORT ? (void *)&w : (void *)&dw);
 143 }
 144
 145 /**
 146  * Encode one strip in tiff file
 147  *
 148  * @param s Tiff context
 149  * @param src Input buffer
 150  * @param dst Output buffer
 151  * @param n Size of input buffer
 152  * @param compr Compression method
 153  * @return Number of output bytes. If an output error is encountered, -1 returned
 154  */
 155 static int encode_strip(TiffEncoderContext * s, const int8_t * src,
 156                         uint8_t * dst, int n, int compr)
 157 {
 158
 159     switch (compr) {
 160 #if CONFIG_ZLIB
 161     case TIFF_DEFLATE:
 162     case TIFF_ADOBE_DEFLATE:
 163         {
 164             unsigned long zlen = s->buf_size - (*s->buf - s->buf_start);
 165             if (compress(dst, &zlen, src, n) != Z_OK) {
 166                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Compressing failed\n");
 167                 return -1;
 168             }
 169             return zlen;
 170         }
 171 #endif
 172     case TIFF_RAW:
 173         if (check_size(s, n))
 174             return -1;
 175         memcpy(dst, src, n);
 176         return n;
 177     case TIFF_PACKBITS:
 178         return ff_rle_encode(dst, s->buf_size - (*s->buf - s->buf_start), src, 1, n, 2, 0xff, -1, 0);
 179     case TIFF_LZW:
 180         return ff_lzw_encode(s->lzws, src, n);
 181     default:
 182         return -1;
 183     }
 184 }
 185
 186 static void pack_yuv(TiffEncoderContext * s, uint8_t * dst, int lnum)
 187 {
 188     AVFrame *p = &s->picture;
 189     int i, j, k;
 190     int w = (s->width - 1) / s->subsampling[0] + 1;
 191     uint8_t *pu = &p->data[1][lnum / s->subsampling[1] * p->linesize[1]];
 192     uint8_t *pv = &p->data[2][lnum / s->subsampling[1] * p->linesize[2]];
 193     for (i = 0; i < w; i++){
 194         for (j = 0; j < s->subsampling[1]; j++)
 195             for (k = 0; k < s->subsampling[0]; k++)
 196                 *dst++ = p->data[0][(lnum + j) * p->linesize[0] +
 197                                     i * s->subsampling[0] + k];
 198         *dst++ = *pu++;
 199         *dst++ = *pv++;
 200     }
 201 }
 202
 203 static int encode_frame(AVCodecContext * avctx, unsigned char *buf,
 204                         int buf_size, void *data)
 205 {
 206     TiffEncoderContext *s = avctx->priv_data;
 207     AVFrame *pict = data;
 208     AVFrame *const p = (AVFrame *) & s->picture;
 209     int i;
 210     int n;
 211     uint8_t *ptr = buf;
 212     uint8_t *offset;
 213     uint32_t strips;
 214     uint32_t *strip_sizes = NULL;
 215     uint32_t *strip_offsets = NULL;
 216     int bytes_per_row;
 217     uint32_t res[2] = { 72, 1 };        // image resolution (72/1)
 218     static const uint16_t bpp_tab[] = { 8, 8, 8, 8 };
 219     int ret = -1;
 220     int is_yuv = 0;
 221     uint8_t *yuv_line = NULL;
 222     int shift_h, shift_v;
 223
 224     s->avctx = avctx;
 225     s->buf_start = buf;
 226     s->buf = &ptr;
 227     s->buf_size = buf_size;
 228
 229     *p = *pict;
 230     p->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
 231     p->key_frame = 1;
 232     avctx->coded_frame= &s->picture;
 233
 234     if (avctx->compression_level == 0) {
 235         s->compr = TIFF_RAW;
 236     } else if(avctx->compression_level == 2) {
 237         s->compr = TIFF_LZW;
 238 #if CONFIG_ZLIB
 239     } else if ((avctx->compression_level >= 3)) {
 240         s->compr = TIFF_DEFLATE;
 241 #endif
 242     }
 243
 244     s->width = avctx->width;
 245     s->height = avctx->height;
 246     s->subsampling[0] = 1;
 247     s->subsampling[1] = 1;
 248
 249     switch (avctx->pix_fmt) {
 250     case PIX_FMT_RGB24:
 251         s->bpp = 24;
 252         s->photometric_interpretation = 2;
 253         break;
 254     case PIX_FMT_GRAY8:
 255         s->bpp = 8;
 256         s->photometric_interpretation = 1;
 257         break;
 258     case PIX_FMT_PAL8:
 259         s->bpp = 8;
 260         s->photometric_interpretation = 3;
 261         break;
 262     case PIX_FMT_MONOBLACK:
 263         s->bpp = 1;
 264         s->photometric_interpretation = 1;
 265         break;
 266     case PIX_FMT_MONOWHITE:
 267         s->bpp = 1;
 268         s->photometric_interpretation = 0;
 269         break;
 270     case PIX_FMT_YUV420P:
 271     case PIX_FMT_YUV422P:
 272     case PIX_FMT_YUV444P:
 273     case PIX_FMT_YUV410P:
 274     case PIX_FMT_YUV411P:
 275         s->photometric_interpretation = 6;
 276         avcodec_get_chroma_sub_sample(avctx->pix_fmt,
 277                 &shift_h, &shift_v);
 278         s->bpp = 8 + (16 >> (shift_h + shift_v));
 279         s->subsampling[0] = 1 << shift_h;
 280         s->subsampling[1] = 1 << shift_v;
 281         s->bpp_tab_size = 3;
 282         is_yuv = 1;
 283         break;
 284     default:
 285         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
 286                "This colors format is not supported\n");
 287         return -1;
 288     }
 289     if (!is_yuv)
 290         s->bpp_tab_size = (s->bpp >> 3);
 291
 292     if (s->compr == TIFF_DEFLATE || s->compr == TIFF_ADOBE_DEFLATE || s->compr == TIFF_LZW)
 293         //best choose for DEFLATE
 294         s->rps = s->height;
 295     else
 296         s->rps = FFMAX(8192 / (((s->width * s->bpp) >> 3) + 1), 1);     // suggest size of strip
 297     s->rps = ((s->rps - 1) / s->subsampling[1] + 1) * s->subsampling[1]; // round rps up
 298
 299     strips = (s->height - 1) / s->rps + 1;
 300
 301     if (check_size(s, 8))
 302         goto fail;
 303
 304     // write header
 305     bytestream_put_le16(&ptr, 0x4949);
 306     bytestream_put_le16(&ptr, 42);
 307
 308     offset = ptr;
 309     bytestream_put_le32(&ptr, 0);
 310
 311     strip_sizes = av_mallocz(sizeof(*strip_sizes) * strips);
 312     strip_offsets = av_mallocz(sizeof(*strip_offsets) * strips);
 313
 314     bytes_per_row = (((s->width - 1)/s->subsampling[0] + 1) * s->bpp
 315                     * s->subsampling[0] * s->subsampling[1] + 7) >> 3;
 316     if (is_yuv){
 317         yuv_line = av_malloc(bytes_per_row);
 318         if (yuv_line == NULL){
 319             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Not enough memory\n");
 320             goto fail;
 321         }
 322     }
 323
 324 #if CONFIG_ZLIB
 325     if (s->compr == TIFF_DEFLATE || s->compr == TIFF_ADOBE_DEFLATE) {
 326         uint8_t *zbuf;
 327         int zlen, zn;
 328         int j;
 329
 330         zlen = bytes_per_row * s->rps;
 331         zbuf = av_malloc(zlen);
 332         strip_offsets[0] = ptr - buf;
 333         zn = 0;
 334         for (j = 0; j < s->rps; j++) {
 335             if (is_yuv){
 336                 pack_yuv(s, yuv_line, j);
 337                 memcpy(zbuf + zn, yuv_line, bytes_per_row);
 338                 j += s->subsampling[1] - 1;
 339             }
 340             else
 341                 memcpy(zbuf + j * bytes_per_row,
 342                        p->data[0] + j * p->linesize[0], bytes_per_row);
 343             zn += bytes_per_row;
 344         }
 345         n = encode_strip(s, zbuf, ptr, zn, s->compr);
 346         av_free(zbuf);
 347         if (n<0) {
 348             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Encode strip failed\n");
 349             goto fail;
 350         }
 351         ptr += n;
 352         strip_sizes[0] = ptr - buf - strip_offsets[0];
 353     } else
 354 #endif
 355     {
 356         if(s->compr == TIFF_LZW)
 357             s->lzws = av_malloc(ff_lzw_encode_state_size);
 358         for (i = 0; i < s->height; i++) {
 359             if (strip_sizes[i / s->rps] == 0) {
 360                 if(s->compr == TIFF_LZW){
 361                     ff_lzw_encode_init(s->lzws, ptr, s->buf_size - (*s->buf - s->buf_start),
 362                                        12, FF_LZW_TIFF, put_bits);
 363                 }
 364                 strip_offsets[i / s->rps] = ptr - buf;
 365             }
 366             if (is_yuv){
 367                  pack_yuv(s, yuv_line, i);
 368                  n = encode_strip(s, yuv_line, ptr, bytes_per_row, s->compr);
 369                  i += s->subsampling[1] - 1;
 370             }
 371             else
 372                 n = encode_strip(s, p->data[0] + i * p->linesize[0],
 373                         ptr, bytes_per_row, s->compr);
 374             if (n < 0) {
 375                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Encode strip failed\n");
 376                 goto fail;
 377             }
 378             strip_sizes[i / s->rps] += n;
 379             ptr += n;
 380             if(s->compr == TIFF_LZW && (i==s->height-1 || i%s->rps == s->rps-1)){
 381                 int ret;
 382                 ret = ff_lzw_encode_flush(s->lzws, flush_put_bits);
 383                 strip_sizes[(i / s->rps )] += ret ;
 384                 ptr += ret;
 385             }
 386         }
 387         if(s->compr == TIFF_LZW)
 388             av_free(s->lzws);
 389     }
 390
 391     s->num_entries = 0;
 392
 393     add_entry1(s,TIFF_SUBFILE,           TIFF_LONG,             0);
 394     add_entry1(s,TIFF_WIDTH,             TIFF_LONG,             s->width);
 395     add_entry1(s,TIFF_HEIGHT,            TIFF_LONG,             s->height);
 396
 397     if (s->bpp_tab_size)
 398     add_entry(s, TIFF_BPP,               TIFF_SHORT,    s->bpp_tab_size, bpp_tab);
 399
 400     add_entry1(s,TIFF_COMPR,             TIFF_SHORT,            s->compr);
 401     add_entry1(s,TIFF_INVERT,            TIFF_SHORT,            s->photometric_interpretation);
 402     add_entry(s, TIFF_STRIP_OFFS,        TIFF_LONG,     strips, strip_offsets);
 403
 404     if (s->bpp_tab_size)
 405     add_entry1(s,TIFF_SAMPLES_PER_PIXEL, TIFF_SHORT,            s->bpp_tab_size);
 406
 407     add_entry1(s,TIFF_ROWSPERSTRIP,      TIFF_LONG,             s->rps);
 408     add_entry(s, TIFF_STRIP_SIZE,        TIFF_LONG,     strips, strip_sizes);
 409     add_entry(s, TIFF_XRES,              TIFF_RATIONAL, 1,      res);
 410     add_entry(s, TIFF_YRES,              TIFF_RATIONAL, 1,      res);
 411     add_entry1(s,TIFF_RES_UNIT,          TIFF_SHORT,            2);
 412
 413     if(!(avctx->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT))
 414     add_entry(s, TIFF_SOFTWARE_NAME,     TIFF_STRING,
 415               strlen(LIBAVCODEC_IDENT) + 1, LIBAVCODEC_IDENT);
 416
 417     if (avctx->pix_fmt == PIX_FMT_PAL8) {
 418         uint16_t pal[256 * 3];
 419         for (i = 0; i < 256; i++) {
 420             uint32_t rgb = *(uint32_t *) (p->data[1] + i * 4);
 421             pal[i]       = ((rgb >> 16) & 0xff) * 257;
 422             pal[i + 256] = ((rgb >> 8 ) & 0xff) * 257;
 423             pal[i + 512] = ( rgb        & 0xff) * 257;
 424         }
 425         add_entry(s, TIFF_PAL, TIFF_SHORT, 256 * 3, pal);
 426     }
 427     if (is_yuv){
 428         /** according to CCIR Recommendation 601.1 */
 429         uint32_t refbw[12] = {15, 1, 235, 1, 128, 1, 240, 1, 128, 1, 240, 1};
 430         add_entry(s, TIFF_YCBCR_SUBSAMPLING, TIFF_SHORT,    2, s->subsampling);
 431         add_entry(s, TIFF_REFERENCE_BW,      TIFF_RATIONAL, 6, refbw);
 432     }
 433     bytestream_put_le32(&offset, ptr - buf);    // write offset to dir
 434
 435     if (check_size(s, 6 + s->num_entries * 12))
 436         goto fail;
 437     bytestream_put_le16(&ptr, s->num_entries);  // write tag count
 438     bytestream_put_buffer(&ptr, s->entries, s->num_entries * 12);
 439     bytestream_put_le32(&ptr, 0);
 440
 441     ret = ptr - buf;
 442
 443 fail:
 444     av_free(strip_sizes);
 445     av_free(strip_offsets);
 446     av_free(yuv_line);
 447     return ret;
 448 }
 449
 450 #define OFFSET(x) offsetof(TiffEncoderContext, x)
 451 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 452 static const AVOption options[] = {
 453     { "compression_algo", NULL, OFFSET(compr), AV_OPT_TYPE_INT, {TIFF_PACKBITS}, TIFF_RAW, TIFF_DEFLATE, VE, "compression_algo" },
 454     { "packbits", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {TIFF_PACKBITS}, 0, 0, VE, "compression_algo" },
 455     { "raw",      NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {TIFF_RAW},      0, 0, VE, "compression_algo" },
 456     { "lzw",      NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {TIFF_LZW},      0, 0, VE, "compression_algo" },
 457 #if CONFIG_ZLIB
 458     { "deflate",  NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {TIFF_DEFLATE},  0, 0, VE, "compression_algo" },
 459 #endif
 460     { NULL },
 461 };
 462
 463 static const AVClass tiffenc_class = {
 464     .class_name = "TIFF encoder",
 465     .item_name  = av_default_item_name,
 466     .option     = options,
 467     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 468 };
 469
 470 AVCodec ff_tiff_encoder = {
 471     .name           = "tiff",
 472     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 473     .id             = CODEC_ID_TIFF,
 474     .priv_data_size = sizeof(TiffEncoderContext),
 475     .encode         = encode_frame,
 476     .pix_fmts =
 477         (const enum PixelFormat[]) {PIX_FMT_RGB24, PIX_FMT_PAL8, PIX_FMT_GRAY8,
 478                               PIX_FMT_MONOBLACK, PIX_FMT_MONOWHITE,
 479                               PIX_FMT_YUV420P, PIX_FMT_YUV422P,
 480                               PIX_FMT_YUV444P, PIX_FMT_YUV410P,
 481                               PIX_FMT_YUV411P,
 482                               PIX_FMT_NONE},
 483     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("TIFF image"),
 484     .priv_class     = &tiffenc_class,
 485 };