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

   1 /*
   2  * Zip Motion Blocks Video (ZMBV) encoder
   3  * Copyright (c) 2006 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 /**
  24  * @file zmbvenc.c
  25  * Zip Motion Blocks Video encoder
  26  */
  27
  28 #include <stdio.h>
  29 #include <stdlib.h>
  30
  31 #include "common.h"
  32 #include "avcodec.h"
  33
  34 #include <zlib.h>
  35
  36 #define ZMBV_KEYFRAME 1
  37 #define ZMBV_DELTAPAL 2
  38
  39 #define ZMBV_BLOCK 16
  40
  41 /**
  42  * Encoder context
  43  */
  44 typedef struct ZmbvEncContext {
  45     AVCodecContext *avctx;
  46     AVFrame pic;
  47
  48     int range;
  49     uint8_t *comp_buf, *work_buf;
  50     uint8_t pal[768];
  51     uint32_t pal2[256]; //for quick comparisons
  52     uint8_t *prev;
  53     int pstride;
  54     int comp_size;
  55     int keyint, curfrm;
  56     z_stream zstream;
  57 } ZmbvEncContext;
  58
  59 /** Block comparing function
  60  * XXX should be optimized and moved to DSPContext
  61  * TODO handle out of edge ME
  62  */
  63 static inline int block_cmp(uint8_t *src, int stride, uint8_t *src2, int stride2, int bw, int bh)
  64 {
  65     int sum = 0;
  66     int i, j;
  67
  68     for(j = 0; j < bh; j++){
  69         for(i = 0; i < bw; i++)
  70             sum += src[i] ^ src2[i];
  71         src += stride;
  72         src2 += stride2;
  73     }
  74     return sum;
  75 }
  76
  77 /** Motion estimation function
  78  * TODO make better ME decisions
  79  */
  80 static int zmbv_me(ZmbvEncContext *c, uint8_t *src, int sstride, uint8_t *prev, int pstride,
  81                     int x, int y, int *mx, int *my)
  82 {
  83     int dx, dy, tx, ty, tv, bv;
  84
  85     *mx = *my = 0;
  86     bv = block_cmp(src, sstride, prev, pstride, ZMBV_BLOCK, ZMBV_BLOCK);
  87     if(!bv) return 0;
  88     for(ty = FFMAX(y - c->range, 0); ty < FFMIN(y + c->range, c->avctx->height - ZMBV_BLOCK); ty++){
  89         for(tx = FFMAX(x - c->range, 0); tx < FFMIN(x + c->range, c->avctx->width - ZMBV_BLOCK); tx++){
  90             if(tx == x && ty == y) continue; // we already tested this block
  91             dx = tx - x;
  92             dy = ty - y;
  93             tv = block_cmp(src, sstride, prev + dx + dy*pstride, pstride, ZMBV_BLOCK, ZMBV_BLOCK);
  94             if(tv < bv){
  95                  bv = tv;
  96                  *mx = dx;
  97                  *my = dy;
  98                  if(!bv) return 0;
  99              }
 100          }
 101     }
 102     return bv;
 103 }
 104
 105 static int encode_frame(AVCodecContext *avctx, uint8_t *buf, int buf_size, void *data)
 106 {
 107     ZmbvEncContext * const c = (ZmbvEncContext *)avctx->priv_data;
 108     AVFrame *pict = data;
 109     AVFrame * const p = &c->pic;
 110     uint8_t *src, *prev;
 111     uint32_t *palptr;
 112     int zret = Z_OK;
 113     int len = 0;
 114     int keyframe, chpal;
 115     int fl;
 116     int work_size = 0;
 117     int bw, bh;
 118     int i, j;
 119
 120     keyframe = !c->curfrm;
 121     c->curfrm++;
 122     if(c->curfrm == c->keyint)
 123         c->curfrm = 0;
 124     *p = *pict;
 125     p->pict_type= keyframe ? FF_I_TYPE : FF_P_TYPE;
 126     p->key_frame= keyframe;
 127     chpal = !keyframe && memcmp(p->data[1], c->pal2, 1024);
 128
 129     fl = (keyframe ? ZMBV_KEYFRAME : 0) | (chpal ? ZMBV_DELTAPAL : 0);
 130     *buf++ = fl; len++;
 131     if(keyframe){
 132         deflateReset(&c->zstream);
 133         *buf++ = 0; len++; // hi ver
 134         *buf++ = 1; len++; // lo ver
 135         *buf++ = 1; len++; // comp
 136         *buf++ = 4; len++; // format - 8bpp
 137         *buf++ = ZMBV_BLOCK; len++; // block width
 138         *buf++ = ZMBV_BLOCK; len++; // block height
 139     }
 140     palptr = (uint32_t*)p->data[1];
 141     src = p->data[0];
 142     prev = c->prev;
 143     if(chpal){
 144         uint8_t tpal[3];
 145         for(i = 0; i < 256; i++){
 146             tpal[0] = palptr[i] >> 16;
 147             tpal[1] = palptr[i] >>  8;
 148             tpal[2] = palptr[i];
 149             c->work_buf[work_size++] = tpal[0] ^ c->pal[i * 3 + 0];
 150             c->work_buf[work_size++] = tpal[1] ^ c->pal[i * 3 + 1];
 151             c->work_buf[work_size++] = tpal[2] ^ c->pal[i * 3 + 2];
 152             c->pal[i * 3 + 0] = tpal[0];
 153             c->pal[i * 3 + 1] = tpal[1];
 154             c->pal[i * 3 + 2] = tpal[2];
 155         }
 156         memcpy(c->pal2, p->data[1], 1024);
 157     }
 158     if(keyframe){
 159         for(i = 0; i < 256; i++){
 160             c->pal[i*3 + 0] = palptr[i] >> 16;
 161             c->pal[i*3 + 1] = palptr[i] >>  8;
 162             c->pal[i*3 + 2] = palptr[i];
 163         }
 164         memcpy(c->work_buf, c->pal, 768);
 165         memcpy(c->pal2, p->data[1], 1024);
 166         work_size = 768;
 167         for(i = 0; i < avctx->height; i++){
 168             memcpy(c->work_buf + work_size, src, avctx->width);
 169             src += p->linesize[0];
 170             work_size += avctx->width;
 171         }
 172     }else{
 173         int x, y, bh2, bw2;
 174         uint8_t *tsrc, *tprev;
 175         uint8_t *mv;
 176         int mx, my, bv;
 177
 178         bw = (avctx->width + ZMBV_BLOCK - 1) / ZMBV_BLOCK;
 179         bh = (avctx->height + ZMBV_BLOCK - 1) / ZMBV_BLOCK;
 180         mv = c->work_buf + work_size;
 181         memset(c->work_buf + work_size, 0, (bw * bh * 2 + 3) & ~3);
 182         work_size += (bw * bh * 2 + 3) & ~3;
 183         /* for now just XOR'ing */
 184         for(y = 0; y < avctx->height; y += ZMBV_BLOCK) {
 185             bh2 = FFMIN(avctx->height - y, ZMBV_BLOCK);
 186             for(x = 0; x < avctx->width; x += ZMBV_BLOCK, mv += 2) {
 187                 bw2 = FFMIN(avctx->width - x, ZMBV_BLOCK);
 188
 189                 tsrc = src + x;
 190                 tprev = prev + x;
 191
 192                 bv = zmbv_me(c, tsrc, p->linesize[0], tprev, c->pstride, x, y, &mx, &my);
 193                 mv[0] = (mx << 1) | !!bv;
 194                 mv[1] = my << 1;
 195                 tprev += mx + my * c->pstride;
 196                 if(bv){
 197                     for(j = 0; j < bh2; j++){
 198                         for(i = 0; i < bw2; i++)
 199                             c->work_buf[work_size++] = tsrc[i] ^ tprev[i];
 200                         tsrc += p->linesize[0];
 201                         tprev += c->pstride;
 202                     }
 203                 }
 204             }
 205             src += p->linesize[0] * ZMBV_BLOCK;
 206             prev += c->pstride * ZMBV_BLOCK;
 207         }
 208     }
 209     /* save the previous frame */
 210     src = p->data[0];
 211     prev = c->prev;
 212     for(i = 0; i < avctx->height; i++){
 213         memcpy(prev, src, avctx->width);
 214         prev += c->pstride;
 215         src += p->linesize[0];
 216     }
 217
 218     c->zstream.next_in = c->work_buf;
 219     c->zstream.avail_in = work_size;
 220     c->zstream.total_in = 0;
 221
 222     c->zstream.next_out = c->comp_buf;
 223     c->zstream.avail_out = c->comp_size;
 224     c->zstream.total_out = 0;
 225     if((zret = deflate(&c->zstream, Z_SYNC_FLUSH)) != Z_OK){
 226         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error compressing data\n");
 227         return -1;
 228     }
 229
 230     memcpy(buf, c->comp_buf, c->zstream.total_out);
 231     return len + c->zstream.total_out;
 232 }
 233
 234
 235 /**
 236  * Init zmbv encoder
 237  */
 238 static int encode_init(AVCodecContext *avctx)
 239 {
 240     ZmbvEncContext * const c = (ZmbvEncContext *)avctx->priv_data;
 241     int zret; // Zlib return code
 242     int lvl = 9;
 243
 244     c->avctx = avctx;
 245
 246     c->pic.data[0] = NULL;
 247     c->curfrm = 0;
 248     c->keyint = avctx->keyint_min;
 249     c->range = 8;
 250     if(avctx->me_range > 0)
 251         c->range = FFMIN(avctx->me_range, 127);
 252
 253     if(avctx->compression_level >= 0)
 254         lvl = avctx->compression_level;
 255     if(lvl < 0 || lvl > 9){
 256         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Compression level should be 0-9, not %i\n", lvl);
 257         return -1;
 258     }
 259
 260     if (avcodec_check_dimensions(avctx, avctx->width, avctx->height) < 0) {
 261         return -1;
 262     }
 263
 264     // Needed if zlib unused or init aborted before deflateInit
 265     memset(&(c->zstream), 0, sizeof(z_stream));
 266     c->comp_size = avctx->width * avctx->height + 1024 +
 267         ((avctx->width + ZMBV_BLOCK - 1) / ZMBV_BLOCK) * ((avctx->height + ZMBV_BLOCK - 1) / ZMBV_BLOCK) * 2 + 4;
 268     if ((c->work_buf = av_malloc(c->comp_size)) == NULL) {
 269         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Can't allocate work buffer.\n");
 270         return -1;
 271     }
 272     /* Conservative upper bound taken from zlib v1.2.1 source via lcl.c */
 273     c->comp_size = c->comp_size + ((c->comp_size + 7) >> 3) +
 274                            ((c->comp_size + 63) >> 6) + 11;
 275
 276     /* Allocate compression buffer */
 277     if ((c->comp_buf = av_malloc(c->comp_size)) == NULL) {
 278         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Can't allocate compression buffer.\n");
 279         return -1;
 280     }
 281     c->pstride = (avctx->width + 15) & ~15;
 282     if ((c->prev = av_malloc(c->pstride * avctx->height)) == NULL) {
 283         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Can't allocate picture.\n");
 284         return -1;
 285     }
 286
 287     c->zstream.zalloc = Z_NULL;
 288     c->zstream.zfree = Z_NULL;
 289     c->zstream.opaque = Z_NULL;
 290     zret = deflateInit(&(c->zstream), lvl);
 291     if (zret != Z_OK) {
 292         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Inflate init error: %d\n", zret);
 293         return -1;
 294     }
 295
 296     return 0;
 297 }
 298
 299
 300
 301 /**
 302  * Uninit zmbv encoder
 303  */
 304 static int encode_end(AVCodecContext *avctx)
 305 {
 306     ZmbvEncContext * const c = (ZmbvEncContext *)avctx->priv_data;
 307
 308     av_freep(&c->comp_buf);
 309     av_freep(&c->work_buf);
 310
 311     deflateEnd(&(c->zstream));
 312     av_freep(&c->prev);
 313
 314     return 0;
 315 }
 316
 317 AVCodec zmbv_encoder = {
 318     "zmbv",
 319     CODEC_TYPE_VIDEO,
 320     CODEC_ID_ZMBV,
 321     sizeof(ZmbvEncContext),
 322     encode_init,
 323     encode_frame,
 324     encode_end,
 325     .pix_fmts = (enum PixelFormat[]){PIX_FMT_PAL8, -1},
 326 };