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