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 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  * 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 "libavutil/opt.h"
  36 #include "bytestream.h"
  37 #include "tiff.h"
  38 #include "rle.h"
  39 #include "lzw.h"
  40 #include "put_bits.h"
  41
  42 #define TIFF_MAX_ENTRY 32
  43
  44 /** sizes of various TIFF field types (string size = 1)*/
  45 static const uint8_t type_sizes2[6] = {
  46     0, 1, 1, 2, 4, 8
  47 };
  48
  49 typedef struct TiffEncoderContext {
  50     AVClass *class;                     ///< for private options
  51     AVCodecContext *avctx;
  52     AVFrame picture;
  53
  54     int width;                          ///< picture width
  55     int height;                         ///< picture height
  56     unsigned int bpp;                   ///< bits per pixel
  57     int compr;                          ///< compression level
  58     int bpp_tab_size;                   ///< bpp_tab size
  59     int photometric_interpretation;     ///< photometric interpretation
  60     int strips;                         ///< number of strips
  61     int rps;                            ///< row per strip
  62     uint8_t entries[TIFF_MAX_ENTRY*12]; ///< entires in header
  63     int num_entries;                    ///< number of entires
  64     uint8_t **buf;                      ///< actual position in buffer
  65     uint8_t *buf_start;                 ///< pointer to first byte in buffer
  66     int buf_size;                       ///< buffer size
  67     uint16_t subsampling[2];            ///< YUV subsampling factors
  68     struct LZWEncodeState *lzws;        ///< LZW Encode state
  69     uint32_t dpi;                       ///< image resolution in DPI
  70 } TiffEncoderContext;
  71
  72
  73 /**
  74  * Check free space in buffer
  75  * @param s Tiff context
  76  * @param need Needed bytes
  77  * @return 0 - ok, 1 - no free space
  78  */
  79 inline static int check_size(TiffEncoderContext * s, uint64_t need)
  80 {
  81     if (s->buf_size < *s->buf - s->buf_start + need) {
  82         *s->buf = s->buf_start + s->buf_size + 1;
  83         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Buffer is too small\n");
  84         return 1;
  85     }
  86     return 0;
  87 }
  88
  89 /**
  90  * Put n values to buffer
  91  *
  92  * @param p Pointer to pointer to output buffer
  93  * @param n Number of values
  94  * @param val Pointer to values
  95  * @param type Type of values
  96  * @param flip =0 - normal copy, >0 - flip
  97  */
  98 static void tnput(uint8_t ** p, int n, const uint8_t * val, enum TiffTypes type,
  99                   int flip)
 100 {
 101     int i;
 102 #if HAVE_BIGENDIAN
 103     flip ^= ((int[]) {0, 0, 0, 1, 3, 3})[type];
 104 #endif
 105     for (i = 0; i < n * type_sizes2[type]; i++)
 106         *(*p)++ = val[i ^ flip];
 107 }
 108
 109 /**
 110  * Add entry to directory in tiff header.
 111  * @param s Tiff context
 112  * @param tag Tag that identifies the entry
 113  * @param type Entry type
 114  * @param count The number of values
 115  * @param ptr_val Pointer to values
 116  */
 117 static void add_entry(TiffEncoderContext * s,
 118                       enum TiffTags tag, enum TiffTypes type, int count,
 119                       const void *ptr_val)
 120 {
 121     uint8_t *entries_ptr = s->entries + 12 * s->num_entries;
 122
 123     assert(s->num_entries < TIFF_MAX_ENTRY);
 124
 125     bytestream_put_le16(&entries_ptr, tag);
 126     bytestream_put_le16(&entries_ptr, type);
 127     bytestream_put_le32(&entries_ptr, count);
 128
 129     if (type_sizes[type] * count <= 4) {
 130         tnput(&entries_ptr, count, ptr_val, type, 0);
 131     } else {
 132         bytestream_put_le32(&entries_ptr, *s->buf - s->buf_start);
 133         check_size(s, count * type_sizes2[type]);
 134         tnput(s->buf, count, ptr_val, type, 0);
 135     }
 136
 137     s->num_entries++;
 138 }
 139
 140 static void add_entry1(TiffEncoderContext * s,
 141                        enum TiffTags tag, enum TiffTypes type, int val){
 142     uint16_t w = val;
 143     uint32_t dw= val;
 144     add_entry(s, tag, type, 1, type == TIFF_SHORT ? (void *)&w : (void *)&dw);
 145 }
 146
 147 /**
 148  * Encode one strip in tiff file
 149  *
 150  * @param s Tiff context
 151  * @param src Input buffer
 152  * @param dst Output buffer
 153  * @param n Size of input buffer
 154  * @param compr Compression method
 155  * @return Number of output bytes. If an output error is encountered, -1 returned
 156  */
 157 static int encode_strip(TiffEncoderContext * s, const int8_t * src,
 158                         uint8_t * dst, int n, int compr)
 159 {
 160
 161     switch (compr) {
 162 #if CONFIG_ZLIB
 163     case TIFF_DEFLATE:
 164     case TIFF_ADOBE_DEFLATE:
 165         {
 166             unsigned long zlen = s->buf_size - (*s->buf - s->buf_start);
 167             if (compress(dst, &zlen, src, n) != Z_OK) {
 168                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Compressing failed\n");
 169                 return -1;
 170             }
 171             return zlen;
 172         }
 173 #endif
 174     case TIFF_RAW:
 175         if (check_size(s, n))
 176             return -1;
 177         memcpy(dst, src, n);
 178         return n;
 179     case TIFF_PACKBITS:
 180         return ff_rle_encode(dst, s->buf_size - (*s->buf - s->buf_start), src, 1, n, 2, 0xff, -1, 0);
 181     case TIFF_LZW:
 182         return ff_lzw_encode(s->lzws, src, n);
 183     default:
 184         return -1;
 185     }
 186 }
 187
 188 static void pack_yuv(TiffEncoderContext * s, uint8_t * dst, int lnum)
 189 {
 190     AVFrame *p = &s->picture;
 191     int i, j, k;
 192     int w = (s->width - 1) / s->subsampling[0] + 1;
 193     uint8_t *pu = &p->data[1][lnum / s->subsampling[1] * p->linesize[1]];
 194     uint8_t *pv = &p->data[2][lnum / s->subsampling[1] * p->linesize[2]];
 195     for (i = 0; i < w; i++){
 196         for (j = 0; j < s->subsampling[1]; j++)
 197             for (k = 0; k < s->subsampling[0]; k++)
 198                 *dst++ = p->data[0][(lnum + j) * p->linesize[0] +
 199                                     i * s->subsampling[0] + k];
 200         *dst++ = *pu++;
 201         *dst++ = *pv++;
 202     }
 203 }
 204
 205 static int encode_frame(AVCodecContext * avctx, AVPacket *pkt,
 206                         const AVFrame *pict, int *got_packet)
 207 {
 208     TiffEncoderContext *s = avctx->priv_data;
 209     AVFrame *const p = (AVFrame *) & s->picture;
 210     int i;
 211     uint8_t *ptr;
 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] = { s->dpi, 1 };        // image resolution (72/1)
 218     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
 226     *p = *pict;
 227     p->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
 228     p->key_frame = 1;
 229     avctx->coded_frame= &s->picture;
 230
 231     s->width = avctx->width;
 232     s->height = avctx->height;
 233     s->subsampling[0] = 1;
 234     s->subsampling[1] = 1;
 235
 236     switch (avctx->pix_fmt) {
 237     case PIX_FMT_RGBA64LE:
 238         s->bpp = 64;
 239         s->photometric_interpretation = 2;
 240         bpp_tab[0] = 16;
 241         bpp_tab[1] = 16;
 242         bpp_tab[2] = 16;
 243         bpp_tab[3] = 16;
 244         break;
 245     case PIX_FMT_RGB48LE:
 246         s->bpp = 48;
 247         s->photometric_interpretation = 2;
 248         bpp_tab[0] = 16;
 249         bpp_tab[1] = 16;
 250         bpp_tab[2] = 16;
 251         bpp_tab[3] = 16;
 252         break;
 253     case PIX_FMT_RGBA:
 254         s->bpp = 32;
 255         s->photometric_interpretation = 2;
 256         break;
 257     case PIX_FMT_RGB24:
 258         s->bpp = 24;
 259         s->photometric_interpretation = 2;
 260         break;
 261     case PIX_FMT_GRAY8:
 262         s->bpp = 8;
 263         s->photometric_interpretation = 1;
 264         break;
 265     case PIX_FMT_PAL8:
 266         s->bpp = 8;
 267         s->photometric_interpretation = 3;
 268         break;
 269     case PIX_FMT_MONOBLACK:
 270     case PIX_FMT_MONOWHITE:
 271         s->bpp = 1;
 272         s->photometric_interpretation = avctx->pix_fmt == PIX_FMT_MONOBLACK;
 273         bpp_tab[0] = 1;
 274         break;
 275     case PIX_FMT_YUV420P:
 276     case PIX_FMT_YUV422P:
 277     case PIX_FMT_YUV444P:
 278     case PIX_FMT_YUV410P:
 279     case PIX_FMT_YUV411P:
 280         s->photometric_interpretation = 6;
 281         avcodec_get_chroma_sub_sample(avctx->pix_fmt,
 282                 &shift_h, &shift_v);
 283         s->bpp = 8 + (16 >> (shift_h + shift_v));
 284         s->subsampling[0] = 1 << shift_h;
 285         s->subsampling[1] = 1 << shift_v;
 286         s->bpp_tab_size = 3;
 287         is_yuv = 1;
 288         break;
 289     default:
 290         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
 291                "This colors format is not supported\n");
 292         return -1;
 293     }
 294     if (!is_yuv)
 295         s->bpp_tab_size = (s->bpp >= 48) ? ((s->bpp + 7) >> 4):((s->bpp + 7) >> 3);
 296
 297     if (s->compr == TIFF_DEFLATE || s->compr == TIFF_ADOBE_DEFLATE || s->compr == TIFF_LZW)
 298         //best choose for DEFLATE
 299         s->rps = s->height;
 300     else
 301         s->rps = FFMAX(8192 / (((s->width * s->bpp) >> 3) + 1), 1);     // suggest size of strip
 302     s->rps = ((s->rps - 1) / s->subsampling[1] + 1) * s->subsampling[1]; // round rps up
 303
 304     strips = (s->height - 1) / s->rps + 1;
 305
 306     if (!pkt->data &&
 307         (ret = av_new_packet(pkt, avctx->width * avctx->height * s->bpp * 2 +
 308                                   avctx->height * 4 + FF_MIN_BUFFER_SIZE)) < 0) {
 309         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error getting output packet.\n");
 310         return ret;
 311     }
 312     ptr          = pkt->data;
 313     s->buf_start = pkt->data;
 314     s->buf       = &ptr;
 315     s->buf_size  = pkt->size;
 316
 317     if (check_size(s, 8))
 318         goto fail;
 319
 320     // write header
 321     bytestream_put_le16(&ptr, 0x4949);
 322     bytestream_put_le16(&ptr, 42);
 323
 324     offset = ptr;
 325     bytestream_put_le32(&ptr, 0);
 326
 327     strip_sizes = av_mallocz(sizeof(*strip_sizes) * strips);
 328     strip_offsets = av_mallocz(sizeof(*strip_offsets) * strips);
 329
 330     bytes_per_row = (((s->width - 1)/s->subsampling[0] + 1) * s->bpp
 331                     * s->subsampling[0] * s->subsampling[1] + 7) >> 3;
 332     if (is_yuv){
 333         yuv_line = av_malloc(bytes_per_row);
 334         if (yuv_line == NULL){
 335             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Not enough memory\n");
 336             goto fail;
 337         }
 338     }
 339
 340 #if CONFIG_ZLIB
 341     if (s->compr == TIFF_DEFLATE || s->compr == TIFF_ADOBE_DEFLATE) {
 342         uint8_t *zbuf;
 343         int zlen, zn;
 344         int j;
 345
 346         zlen = bytes_per_row * s->rps;
 347         zbuf = av_malloc(zlen);
 348         strip_offsets[0] = ptr - pkt->data;
 349         zn = 0;
 350         for (j = 0; j < s->rps; j++) {
 351             if (is_yuv){
 352                 pack_yuv(s, yuv_line, j);
 353                 memcpy(zbuf + zn, yuv_line, bytes_per_row);
 354                 j += s->subsampling[1] - 1;
 355             }
 356             else
 357                 memcpy(zbuf + j * bytes_per_row,
 358                        p->data[0] + j * p->linesize[0], bytes_per_row);
 359             zn += bytes_per_row;
 360         }
 361         ret = encode_strip(s, zbuf, ptr, zn, s->compr);
 362         av_free(zbuf);
 363         if (ret < 0) {
 364             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Encode strip failed\n");
 365             goto fail;
 366         }
 367         ptr += ret;
 368         strip_sizes[0] = ptr - pkt->data - strip_offsets[0];
 369     } else
 370 #endif
 371     {
 372         if(s->compr == TIFF_LZW)
 373             s->lzws = av_malloc(ff_lzw_encode_state_size);
 374         for (i = 0; i < s->height; i++) {
 375             if (strip_sizes[i / s->rps] == 0) {
 376                 if(s->compr == TIFF_LZW){
 377                     ff_lzw_encode_init(s->lzws, ptr, s->buf_size - (*s->buf - s->buf_start),
 378                                        12, FF_LZW_TIFF, put_bits);
 379                 }
 380                 strip_offsets[i / s->rps] = ptr - pkt->data;
 381             }
 382             if (is_yuv){
 383                  pack_yuv(s, yuv_line, i);
 384                  ret = encode_strip(s, yuv_line, ptr, bytes_per_row, s->compr);
 385                  i += s->subsampling[1] - 1;
 386             }
 387             else
 388                 ret = encode_strip(s, p->data[0] + i * p->linesize[0],
 389                         ptr, bytes_per_row, s->compr);
 390             if (ret < 0) {
 391                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Encode strip failed\n");
 392                 goto fail;
 393             }
 394             strip_sizes[i / s->rps] += ret;
 395             ptr += ret;
 396             if(s->compr == TIFF_LZW && (i==s->height-1 || i%s->rps == s->rps-1)){
 397                 ret = ff_lzw_encode_flush(s->lzws, flush_put_bits);
 398                 strip_sizes[(i / s->rps )] += ret ;
 399                 ptr += ret;
 400             }
 401         }
 402         if(s->compr == TIFF_LZW)
 403             av_free(s->lzws);
 404     }
 405
 406     s->num_entries = 0;
 407
 408     add_entry1(s,TIFF_SUBFILE,           TIFF_LONG,             0);
 409     add_entry1(s,TIFF_WIDTH,             TIFF_LONG,             s->width);
 410     add_entry1(s,TIFF_HEIGHT,            TIFF_LONG,             s->height);
 411
 412     if (s->bpp_tab_size)
 413     add_entry(s, TIFF_BPP,               TIFF_SHORT,    s->bpp_tab_size, bpp_tab);
 414
 415     add_entry1(s,TIFF_COMPR,             TIFF_SHORT,            s->compr);
 416     add_entry1(s,TIFF_INVERT,            TIFF_SHORT,            s->photometric_interpretation);
 417     add_entry(s, TIFF_STRIP_OFFS,        TIFF_LONG,     strips, strip_offsets);
 418
 419     if (s->bpp_tab_size)
 420     add_entry1(s,TIFF_SAMPLES_PER_PIXEL, TIFF_SHORT,            s->bpp_tab_size);
 421
 422     add_entry1(s,TIFF_ROWSPERSTRIP,      TIFF_LONG,             s->rps);
 423     add_entry(s, TIFF_STRIP_SIZE,        TIFF_LONG,     strips, strip_sizes);
 424     add_entry(s, TIFF_XRES,              TIFF_RATIONAL, 1,      res);
 425     add_entry(s, TIFF_YRES,              TIFF_RATIONAL, 1,      res);
 426     add_entry1(s,TIFF_RES_UNIT,          TIFF_SHORT,            2);
 427
 428     if(!(avctx->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT))
 429     add_entry(s, TIFF_SOFTWARE_NAME,     TIFF_STRING,
 430               strlen(LIBAVCODEC_IDENT) + 1, LIBAVCODEC_IDENT);
 431
 432     if (avctx->pix_fmt == PIX_FMT_PAL8) {
 433         uint16_t pal[256 * 3];
 434         for (i = 0; i < 256; i++) {
 435             uint32_t rgb = *(uint32_t *) (p->data[1] + i * 4);
 436             pal[i]       = ((rgb >> 16) & 0xff) * 257;
 437             pal[i + 256] = ((rgb >> 8 ) & 0xff) * 257;
 438             pal[i + 512] = ( rgb        & 0xff) * 257;
 439         }
 440         add_entry(s, TIFF_PAL, TIFF_SHORT, 256 * 3, pal);
 441     }
 442     if (is_yuv){
 443         /** according to CCIR Recommendation 601.1 */
 444         uint32_t refbw[12] = {15, 1, 235, 1, 128, 1, 240, 1, 128, 1, 240, 1};
 445         add_entry(s, TIFF_YCBCR_SUBSAMPLING, TIFF_SHORT,    2, s->subsampling);
 446         add_entry(s, TIFF_REFERENCE_BW,      TIFF_RATIONAL, 6, refbw);
 447     }
 448     bytestream_put_le32(&offset, ptr - pkt->data);    // write offset to dir
 449
 450     if (check_size(s, 6 + s->num_entries * 12)) {
 451         ret = AVERROR(EINVAL);
 452         goto fail;
 453     }
 454     bytestream_put_le16(&ptr, s->num_entries);  // write tag count
 455     bytestream_put_buffer(&ptr, s->entries, s->num_entries * 12);
 456     bytestream_put_le32(&ptr, 0);
 457
 458     pkt->size   = ptr - pkt->data;
 459     pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 460     *got_packet = 1;
 461
 462 fail:
 463     av_free(strip_sizes);
 464     av_free(strip_offsets);
 465     av_free(yuv_line);
 466     return ret;
 467 }
 468
 469 #define OFFSET(x) offsetof(TiffEncoderContext, x)
 470 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 471 static const AVOption options[] = {
 472     {"dpi", "set the image resolution (in dpi)", OFFSET(dpi), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 72}, 1, 0x10000, AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
 473     { "compression_algo", NULL, OFFSET(compr), AV_OPT_TYPE_INT, {TIFF_PACKBITS}, TIFF_RAW, TIFF_DEFLATE, VE, "compression_algo" },
 474     { "packbits", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {TIFF_PACKBITS}, 0, 0, VE, "compression_algo" },
 475     { "raw",      NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {TIFF_RAW},      0, 0, VE, "compression_algo" },
 476     { "lzw",      NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {TIFF_LZW},      0, 0, VE, "compression_algo" },
 477 #if CONFIG_ZLIB
 478     { "deflate",  NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {TIFF_DEFLATE},  0, 0, VE, "compression_algo" },
 479 #endif
 480     { NULL },
 481 };
 482
 483 static const AVClass tiffenc_class = {
 484     .class_name = "TIFF encoder",
 485     .item_name  = av_default_item_name,
 486     .option     = options,
 487     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 488 };
 489
 490 AVCodec ff_tiff_encoder = {
 491     .name           = "tiff",
 492     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 493     .id             = CODEC_ID_TIFF,
 494     .priv_data_size = sizeof(TiffEncoderContext),
 495     .encode2        = encode_frame,
 496     .pix_fmts =
 497         (const enum PixelFormat[]) {PIX_FMT_RGB24, PIX_FMT_PAL8, PIX_FMT_GRAY8,
 498                               PIX_FMT_MONOBLACK, PIX_FMT_MONOWHITE,
 499                               PIX_FMT_YUV420P, PIX_FMT_YUV422P,
 500                               PIX_FMT_YUV444P, PIX_FMT_YUV410P,
 501                               PIX_FMT_YUV411P, PIX_FMT_RGB48LE,
 502                               PIX_FMT_RGBA, PIX_FMT_RGBA64LE, PIX_FMT_NONE},
 503     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("TIFF image"),
 504     .priv_class     = &tiffenc_class,
 505 };