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 #include "internal.h"
  33 #if CONFIG_ZLIB
  34 #include <zlib.h>
  35 #endif
  36 #include "libavutil/opt.h"
  37 #include "bytestream.h"
  38 #include "tiff.h"
  39 #include "rle.h"
  40 #include "lzw.h"
  41 #include "put_bits.h"
  42
  43 #define TIFF_MAX_ENTRY 32
  44
  45 /** sizes of various TIFF field types (string size = 1)*/
  46 static const uint8_t type_sizes2[6] = {
  47     0, 1, 1, 2, 4, 8
  48 };
  49
  50 typedef struct TiffEncoderContext {
  51     AVClass *class;                     ///< for private options
  52     AVCodecContext *avctx;
  53     AVFrame picture;
  54
  55     int width;                          ///< picture width
  56     int height;                         ///< picture height
  57     unsigned int bpp;                   ///< bits per pixel
  58     int compr;                          ///< compression level
  59     int bpp_tab_size;                   ///< bpp_tab size
  60     int photometric_interpretation;     ///< photometric interpretation
  61     int strips;                         ///< number of strips
  62     int rps;                            ///< row per strip
  63     uint8_t entries[TIFF_MAX_ENTRY*12]; ///< entires in header
  64     int num_entries;                    ///< number of entires
  65     uint8_t **buf;                      ///< actual position in buffer
  66     uint8_t *buf_start;                 ///< pointer to first byte in buffer
  67     int buf_size;                       ///< buffer size
  68     uint16_t subsampling[2];            ///< YUV subsampling factors
  69     struct LZWEncodeState *lzws;        ///< LZW Encode state
  70     uint32_t dpi;                       ///< image resolution in DPI
  71 } TiffEncoderContext;
  72
  73
  74 /**
  75  * Check free space in buffer
  76  * @param s Tiff context
  77  * @param need Needed bytes
  78  * @return 0 - ok, 1 - no free space
  79  */
  80 static inline int check_size(TiffEncoderContext * s, uint64_t need)
  81 {
  82     if (s->buf_size < *s->buf - s->buf_start + need) {
  83         *s->buf = s->buf_start + s->buf_size + 1;
  84         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Buffer is too small\n");
  85         return 1;
  86     }
  87     return 0;
  88 }
  89
  90 /**
  91  * Put n values to buffer
  92  *
  93  * @param p Pointer to pointer to output buffer
  94  * @param n Number of values
  95  * @param val Pointer to values
  96  * @param type Type of values
  97  * @param flip =0 - normal copy, >0 - flip
  98  */
  99 static void tnput(uint8_t ** p, int n, const uint8_t * val, enum TiffTypes type,
 100                   int flip)
 101 {
 102     int i;
 103 #if HAVE_BIGENDIAN
 104     flip ^= ((int[]) {0, 0, 0, 1, 3, 3})[type];
 105 #endif
 106     for (i = 0; i < n * type_sizes2[type]; i++)
 107         *(*p)++ = val[i ^ flip];
 108 }
 109
 110 /**
 111  * Add entry to directory in tiff header.
 112  * @param s Tiff context
 113  * @param tag Tag that identifies the entry
 114  * @param type Entry type
 115  * @param count The number of values
 116  * @param ptr_val Pointer to values
 117  */
 118 static void add_entry(TiffEncoderContext * s,
 119                       enum TiffTags tag, enum TiffTypes type, int count,
 120                       const void *ptr_val)
 121 {
 122     uint8_t *entries_ptr = s->entries + 12 * s->num_entries;
 123
 124     av_assert0(s->num_entries < TIFF_MAX_ENTRY);
 125
 126     bytestream_put_le16(&entries_ptr, tag);
 127     bytestream_put_le16(&entries_ptr, type);
 128     bytestream_put_le32(&entries_ptr, count);
 129
 130     if (type_sizes[type] * count <= 4) {
 131         tnput(&entries_ptr, count, ptr_val, type, 0);
 132     } else {
 133         bytestream_put_le32(&entries_ptr, *s->buf - s->buf_start);
 134         check_size(s, count * type_sizes2[type]);
 135         tnput(s->buf, count, ptr_val, type, 0);
 136     }
 137
 138     s->num_entries++;
 139 }
 140
 141 static void add_entry1(TiffEncoderContext * s,
 142                        enum TiffTags tag, enum TiffTypes type, int val){
 143     uint16_t w = val;
 144     uint32_t dw= val;
 145     add_entry(s, tag, type, 1, type == TIFF_SHORT ? (void *)&w : (void *)&dw);
 146 }
 147
 148 /**
 149  * Encode one strip in tiff file
 150  *
 151  * @param s Tiff context
 152  * @param src Input buffer
 153  * @param dst Output buffer
 154  * @param n Size of input buffer
 155  * @param compr Compression method
 156  * @return Number of output bytes. If an output error is encountered, -1 returned
 157  */
 158 static int encode_strip(TiffEncoderContext * s, const int8_t * src,
 159                         uint8_t * dst, int n, int compr)
 160 {
 161
 162     switch (compr) {
 163 #if CONFIG_ZLIB
 164     case TIFF_DEFLATE:
 165     case TIFF_ADOBE_DEFLATE:
 166         {
 167             unsigned long zlen = s->buf_size - (*s->buf - s->buf_start);
 168             if (compress(dst, &zlen, src, n) != Z_OK) {
 169                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Compressing failed\n");
 170                 return -1;
 171             }
 172             return zlen;
 173         }
 174 #endif
 175     case TIFF_RAW:
 176         if (check_size(s, n))
 177             return -1;
 178         memcpy(dst, src, n);
 179         return n;
 180     case TIFF_PACKBITS:
 181         return ff_rle_encode(dst, s->buf_size - (*s->buf - s->buf_start), src, 1, n, 2, 0xff, -1, 0);
 182     case TIFF_LZW:
 183         return ff_lzw_encode(s->lzws, src, n);
 184     default:
 185         return -1;
 186     }
 187 }
 188
 189 static void pack_yuv(TiffEncoderContext * s, uint8_t * dst, int lnum)
 190 {
 191     AVFrame *p = &s->picture;
 192     int i, j, k;
 193     int w = (s->width - 1) / s->subsampling[0] + 1;
 194     uint8_t *pu = &p->data[1][lnum / s->subsampling[1] * p->linesize[1]];
 195     uint8_t *pv = &p->data[2][lnum / s->subsampling[1] * p->linesize[2]];
 196     if(s->width % s->subsampling[0] || s->height % s->subsampling[1]){
 197         for (i = 0; i < w; i++){
 198             for (j = 0; j < s->subsampling[1]; j++)
 199                 for (k = 0; k < s->subsampling[0]; k++)
 200                     *dst++ = p->data[0][FFMIN(lnum + j, s->height-1) * p->linesize[0] +
 201                                         FFMIN(i * s->subsampling[0] + k, s->width-1)];
 202             *dst++ = *pu++;
 203             *dst++ = *pv++;
 204         }
 205     }else{
 206         for (i = 0; i < w; i++){
 207             for (j = 0; j < s->subsampling[1]; j++)
 208                 for (k = 0; k < s->subsampling[0]; k++)
 209                     *dst++ = p->data[0][(lnum + j) * p->linesize[0] +
 210                                         i * s->subsampling[0] + k];
 211             *dst++ = *pu++;
 212             *dst++ = *pv++;
 213         }
 214     }
 215 }
 216
 217 static int encode_frame(AVCodecContext * avctx, AVPacket *pkt,
 218                         const AVFrame *pict, int *got_packet)
 219 {
 220     TiffEncoderContext *s = avctx->priv_data;
 221     AVFrame *const p = &s->picture;
 222     int i;
 223     uint8_t *ptr;
 224     uint8_t *offset;
 225     uint32_t strips;
 226     uint32_t *strip_sizes = NULL;
 227     uint32_t *strip_offsets = NULL;
 228     int bytes_per_row;
 229     uint32_t res[2] = { s->dpi, 1 };        // image resolution (72/1)
 230     uint16_t bpp_tab[] = { 8, 8, 8, 8 };
 231     int ret = -1;
 232     int is_yuv = 0;
 233     uint8_t *yuv_line = NULL;
 234     int shift_h, shift_v;
 235
 236     s->avctx = avctx;
 237
 238     *p = *pict;
 239     p->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
 240     p->key_frame = 1;
 241     avctx->coded_frame= &s->picture;
 242
 243     s->width = avctx->width;
 244     s->height = avctx->height;
 245     s->subsampling[0] = 1;
 246     s->subsampling[1] = 1;
 247
 248     switch (avctx->pix_fmt) {
 249     case PIX_FMT_RGBA64LE:
 250         s->bpp = 64;
 251         s->photometric_interpretation = 2;
 252         bpp_tab[0] = 16;
 253         bpp_tab[1] = 16;
 254         bpp_tab[2] = 16;
 255         bpp_tab[3] = 16;
 256         break;
 257     case PIX_FMT_RGB48LE:
 258         s->bpp = 48;
 259         s->photometric_interpretation = 2;
 260         bpp_tab[0] = 16;
 261         bpp_tab[1] = 16;
 262         bpp_tab[2] = 16;
 263         bpp_tab[3] = 16;
 264         break;
 265     case PIX_FMT_RGBA:
 266         avctx->bits_per_coded_sample =
 267         s->bpp = 32;
 268         s->photometric_interpretation = 2;
 269         break;
 270     case PIX_FMT_RGB24:
 271         avctx->bits_per_coded_sample =
 272         s->bpp = 24;
 273         s->photometric_interpretation = 2;
 274         break;
 275     case PIX_FMT_GRAY8:
 276         avctx->bits_per_coded_sample = 0x28;
 277         s->bpp = 8;
 278         s->photometric_interpretation = 1;
 279         break;
 280     case PIX_FMT_PAL8:
 281         avctx->bits_per_coded_sample =
 282         s->bpp = 8;
 283         s->photometric_interpretation = 3;
 284         break;
 285     case PIX_FMT_MONOBLACK:
 286     case PIX_FMT_MONOWHITE:
 287         avctx->bits_per_coded_sample =
 288         s->bpp = 1;
 289         s->photometric_interpretation = avctx->pix_fmt == PIX_FMT_MONOBLACK;
 290         bpp_tab[0] = 1;
 291         break;
 292     case PIX_FMT_YUV420P:
 293     case PIX_FMT_YUV422P:
 294     case PIX_FMT_YUV444P:
 295     case PIX_FMT_YUV410P:
 296     case PIX_FMT_YUV411P:
 297         s->photometric_interpretation = 6;
 298         avcodec_get_chroma_sub_sample(avctx->pix_fmt,
 299                 &shift_h, &shift_v);
 300         s->bpp = 8 + (16 >> (shift_h + shift_v));
 301         s->subsampling[0] = 1 << shift_h;
 302         s->subsampling[1] = 1 << shift_v;
 303         s->bpp_tab_size = 3;
 304         is_yuv = 1;
 305         break;
 306     default:
 307         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
 308                "This colors format is not supported\n");
 309         return -1;
 310     }
 311     if (!is_yuv)
 312         s->bpp_tab_size = (s->bpp >= 48) ? ((s->bpp + 7) >> 4):((s->bpp + 7) >> 3);
 313
 314     if (s->compr == TIFF_DEFLATE || s->compr == TIFF_ADOBE_DEFLATE || s->compr == TIFF_LZW)
 315         //best choose for DEFLATE
 316         s->rps = s->height;
 317     else
 318         s->rps = FFMAX(8192 / (((s->width * s->bpp) >> 3) + 1), 1);     // suggest size of strip
 319     s->rps = ((s->rps - 1) / s->subsampling[1] + 1) * s->subsampling[1]; // round rps up
 320
 321     strips = (s->height - 1) / s->rps + 1;
 322
 323     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, avctx->width * avctx->height * s->bpp * 2 +
 324                                   avctx->height * 4 + FF_MIN_BUFFER_SIZE)) < 0)
 325         return ret;
 326     ptr          = pkt->data;
 327     s->buf_start = pkt->data;
 328     s->buf       = &ptr;
 329     s->buf_size  = pkt->size;
 330
 331     if (check_size(s, 8))
 332         goto fail;
 333
 334     // write header
 335     bytestream_put_le16(&ptr, 0x4949);
 336     bytestream_put_le16(&ptr, 42);
 337
 338     offset = ptr;
 339     bytestream_put_le32(&ptr, 0);
 340
 341     strip_sizes = av_mallocz(sizeof(*strip_sizes) * strips);
 342     strip_offsets = av_mallocz(sizeof(*strip_offsets) * strips);
 343
 344     bytes_per_row = (((s->width - 1)/s->subsampling[0] + 1) * s->bpp
 345                     * s->subsampling[0] * s->subsampling[1] + 7) >> 3;
 346     if (is_yuv){
 347         yuv_line = av_malloc(bytes_per_row);
 348         if (yuv_line == NULL){
 349             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Not enough memory\n");
 350             goto fail;
 351         }
 352     }
 353
 354 #if CONFIG_ZLIB
 355     if (s->compr == TIFF_DEFLATE || s->compr == TIFF_ADOBE_DEFLATE) {
 356         uint8_t *zbuf;
 357         int zlen, zn;
 358         int j;
 359
 360         zlen = bytes_per_row * s->rps;
 361         zbuf = av_malloc(zlen);
 362         strip_offsets[0] = ptr - pkt->data;
 363         zn = 0;
 364         for (j = 0; j < s->rps; j++) {
 365             if (is_yuv){
 366                 pack_yuv(s, yuv_line, j);
 367                 memcpy(zbuf + zn, yuv_line, bytes_per_row);
 368                 j += s->subsampling[1] - 1;
 369             }
 370             else
 371                 memcpy(zbuf + j * bytes_per_row,
 372                        p->data[0] + j * p->linesize[0], bytes_per_row);
 373             zn += bytes_per_row;
 374         }
 375         ret = encode_strip(s, zbuf, ptr, zn, s->compr);
 376         av_free(zbuf);
 377         if (ret < 0) {
 378             av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Encode strip failed\n");
 379             goto fail;
 380         }
 381         ptr += ret;
 382         strip_sizes[0] = ptr - pkt->data - strip_offsets[0];
 383     } else
 384 #endif
 385     {
 386         if(s->compr == TIFF_LZW)
 387             s->lzws = av_malloc(ff_lzw_encode_state_size);
 388         for (i = 0; i < s->height; i++) {
 389             if (strip_sizes[i / s->rps] == 0) {
 390                 if(s->compr == TIFF_LZW){
 391                     ff_lzw_encode_init(s->lzws, ptr, s->buf_size - (*s->buf - s->buf_start),
 392                                        12, FF_LZW_TIFF, put_bits);
 393                 }
 394                 strip_offsets[i / s->rps] = ptr - pkt->data;
 395             }
 396             if (is_yuv){
 397                  pack_yuv(s, yuv_line, i);
 398                  ret = encode_strip(s, yuv_line, ptr, bytes_per_row, s->compr);
 399                  i += s->subsampling[1] - 1;
 400             }
 401             else
 402                 ret = encode_strip(s, p->data[0] + i * p->linesize[0],
 403                         ptr, bytes_per_row, s->compr);
 404             if (ret < 0) {
 405                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Encode strip failed\n");
 406                 goto fail;
 407             }
 408             strip_sizes[i / s->rps] += ret;
 409             ptr += ret;
 410             if(s->compr == TIFF_LZW && (i==s->height-1 || i%s->rps == s->rps-1)){
 411                 ret = ff_lzw_encode_flush(s->lzws, flush_put_bits);
 412                 strip_sizes[(i / s->rps )] += ret ;
 413                 ptr += ret;
 414             }
 415         }
 416         if(s->compr == TIFF_LZW)
 417             av_free(s->lzws);
 418     }
 419
 420     s->num_entries = 0;
 421
 422     add_entry1(s,TIFF_SUBFILE,           TIFF_LONG,             0);
 423     add_entry1(s,TIFF_WIDTH,             TIFF_LONG,             s->width);
 424     add_entry1(s,TIFF_HEIGHT,            TIFF_LONG,             s->height);
 425
 426     if (s->bpp_tab_size)
 427     add_entry(s, TIFF_BPP,               TIFF_SHORT,    s->bpp_tab_size, bpp_tab);
 428
 429     add_entry1(s,TIFF_COMPR,             TIFF_SHORT,            s->compr);
 430     add_entry1(s,TIFF_INVERT,            TIFF_SHORT,            s->photometric_interpretation);
 431     add_entry(s, TIFF_STRIP_OFFS,        TIFF_LONG,     strips, strip_offsets);
 432
 433     if (s->bpp_tab_size)
 434     add_entry1(s,TIFF_SAMPLES_PER_PIXEL, TIFF_SHORT,            s->bpp_tab_size);
 435
 436     add_entry1(s,TIFF_ROWSPERSTRIP,      TIFF_LONG,             s->rps);
 437     add_entry(s, TIFF_STRIP_SIZE,        TIFF_LONG,     strips, strip_sizes);
 438     add_entry(s, TIFF_XRES,              TIFF_RATIONAL, 1,      res);
 439     add_entry(s, TIFF_YRES,              TIFF_RATIONAL, 1,      res);
 440     add_entry1(s,TIFF_RES_UNIT,          TIFF_SHORT,            2);
 441
 442     if(!(avctx->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT))
 443     add_entry(s, TIFF_SOFTWARE_NAME,     TIFF_STRING,
 444               strlen(LIBAVCODEC_IDENT) + 1, LIBAVCODEC_IDENT);
 445
 446     if (avctx->pix_fmt == PIX_FMT_PAL8) {
 447         uint16_t pal[256 * 3];
 448         for (i = 0; i < 256; i++) {
 449             uint32_t rgb = *(uint32_t *) (p->data[1] + i * 4);
 450             pal[i]       = ((rgb >> 16) & 0xff) * 257;
 451             pal[i + 256] = ((rgb >> 8 ) & 0xff) * 257;
 452             pal[i + 512] = ( rgb        & 0xff) * 257;
 453         }
 454         add_entry(s, TIFF_PAL, TIFF_SHORT, 256 * 3, pal);
 455     }
 456     if (is_yuv){
 457         /** according to CCIR Recommendation 601.1 */
 458         uint32_t refbw[12] = {15, 1, 235, 1, 128, 1, 240, 1, 128, 1, 240, 1};
 459         add_entry(s, TIFF_YCBCR_SUBSAMPLING, TIFF_SHORT,    2, s->subsampling);
 460         add_entry(s, TIFF_REFERENCE_BW,      TIFF_RATIONAL, 6, refbw);
 461     }
 462     bytestream_put_le32(&offset, ptr - pkt->data);    // write offset to dir
 463
 464     if (check_size(s, 6 + s->num_entries * 12)) {
 465         ret = AVERROR(EINVAL);
 466         goto fail;
 467     }
 468     bytestream_put_le16(&ptr, s->num_entries);  // write tag count
 469     bytestream_put_buffer(&ptr, s->entries, s->num_entries * 12);
 470     bytestream_put_le32(&ptr, 0);
 471
 472     pkt->size   = ptr - pkt->data;
 473     pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 474     *got_packet = 1;
 475
 476 fail:
 477     av_free(strip_sizes);
 478     av_free(strip_offsets);
 479     av_free(yuv_line);
 480     return ret < 0 ? ret : 0;
 481 }
 482
 483 #define OFFSET(x) offsetof(TiffEncoderContext, x)
 484 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 485 static const AVOption options[] = {
 486     {"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},
 487     { "compression_algo", NULL, OFFSET(compr), AV_OPT_TYPE_INT, {TIFF_PACKBITS}, TIFF_RAW, TIFF_DEFLATE, VE, "compression_algo" },
 488     { "packbits", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {TIFF_PACKBITS}, 0, 0, VE, "compression_algo" },
 489     { "raw",      NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {TIFF_RAW},      0, 0, VE, "compression_algo" },
 490     { "lzw",      NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {TIFF_LZW},      0, 0, VE, "compression_algo" },
 491 #if CONFIG_ZLIB
 492     { "deflate",  NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {TIFF_DEFLATE},  0, 0, VE, "compression_algo" },
 493 #endif
 494     { NULL },
 495 };
 496
 497 static const AVClass tiffenc_class = {
 498     .class_name = "TIFF encoder",
 499     .item_name  = av_default_item_name,
 500     .option     = options,
 501     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 502 };
 503
 504 AVCodec ff_tiff_encoder = {
 505     .name           = "tiff",
 506     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 507     .id             = CODEC_ID_TIFF,
 508     .priv_data_size = sizeof(TiffEncoderContext),
 509     .encode2        = encode_frame,
 510     .pix_fmts       = (const enum PixelFormat[]) {
 511         PIX_FMT_RGB24, PIX_FMT_PAL8, PIX_FMT_GRAY8,
 512         PIX_FMT_MONOBLACK, PIX_FMT_MONOWHITE,
 513         PIX_FMT_YUV420P, PIX_FMT_YUV422P, PIX_FMT_YUV444P,
 514         PIX_FMT_YUV410P, PIX_FMT_YUV411P, PIX_FMT_RGB48LE,
 515         PIX_FMT_RGBA, PIX_FMT_RGBA64LE,
 516         PIX_FMT_NONE
 517     },
 518     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("TIFF image"),
 519     .priv_class     = &tiffenc_class,
 520 };