libopenjpegenc: use pix_fmt descriptor to get numcomps
[ffmpeg.git] / libavcodec / libopenjpegenc.c
1 /*
2  * JPEG 2000 encoding support via OpenJPEG
3  * Copyright (c) 2011 Michael Bradshaw <mbradshaw@sorensonmedia.com>
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 * JPEG 2000 encoder using libopenjpeg
25 */
26
27 #include "libavutil/imgutils.h"
28 #include "libavutil/avassert.h"
29 #include "avcodec.h"
30 #include "libavutil/intreadwrite.h"
31 #include "internal.h"
32 #define  OPJ_STATIC
33 #include <openjpeg.h>
34
35 typedef struct {
36     opj_image_t *image;
37     opj_cparameters_t enc_params;
38     opj_cinfo_t *compress;
39     opj_event_mgr_t event_mgr;
40 } LibOpenJPEGContext;
41
42 static void error_callback(const char *msg, void *data)
43 {
44     av_log((AVCodecContext*)data, AV_LOG_ERROR, "libopenjpeg: %s\n", msg);
45 }
46
47 static void warning_callback(const char *msg, void *data)
48 {
49     av_log((AVCodecContext*)data, AV_LOG_WARNING, "libopenjpeg: %s\n", msg);
50 }
51
52 static opj_image_t *mj2_create_image(AVCodecContext *avctx, opj_cparameters_t *parameters)
53 {
54     opj_image_cmptparm_t *cmptparm;
55     opj_image_t *img;
56     int i;
57     int bpp = 8;
58     int sub_dx[4];
59     int sub_dy[4];
60     int numcomps;
61     OPJ_COLOR_SPACE color_space = CLRSPC_UNKNOWN;
62
63     sub_dx[0] = sub_dx[3] = 1;
64     sub_dy[0] = sub_dy[3] = 1;
65     sub_dx[1] = sub_dx[2] = 1<<av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].log2_chroma_w;
66     sub_dy[1] = sub_dy[2] = 1<<av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].log2_chroma_h;
67
68     numcomps = av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].nb_components;
69
70     switch (avctx->pix_fmt) {
71     case PIX_FMT_GRAY8:
72         color_space = CLRSPC_GRAY;
73         break;
74     case PIX_FMT_GRAY8A:
75         color_space = CLRSPC_GRAY;
76         break;
77     case PIX_FMT_GRAY16:
78         color_space = CLRSPC_GRAY;
79         bpp = 16;
80         break;
81     case PIX_FMT_RGB24:
82         color_space = CLRSPC_SRGB;
83         break;
84     case PIX_FMT_RGBA:
85         color_space = CLRSPC_SRGB;
86         break;
87     case PIX_FMT_RGB48:
88         color_space = CLRSPC_SRGB;
89         bpp = 16;
90         break;
91     case PIX_FMT_RGBA64:
92         color_space = CLRSPC_SRGB;
93         bpp = 16;
94         break;
95     case PIX_FMT_YUV420P:
96         color_space = CLRSPC_SYCC;
97         break;
98     case PIX_FMT_YUV422P:
99         color_space = CLRSPC_SYCC;
100         break;
101     case PIX_FMT_YUV440P:
102         color_space = CLRSPC_SYCC;
103         break;
104     case PIX_FMT_YUV444P:
105         color_space = CLRSPC_SYCC;
106         break;
107     case PIX_FMT_YUVA420P:
108         color_space = CLRSPC_SYCC;
109         break;
110     case PIX_FMT_YUV420P9:
111     case PIX_FMT_YUV422P9:
112     case PIX_FMT_YUV444P9:
113         color_space = CLRSPC_SYCC;
114         bpp = 9;
115         break;
116     case PIX_FMT_YUV420P10:
117     case PIX_FMT_YUV422P10:
118     case PIX_FMT_YUV444P10:
119         color_space = CLRSPC_SYCC;
120         bpp = 10;
121         break;
122     case PIX_FMT_YUV420P16:
123     case PIX_FMT_YUV422P16:
124     case PIX_FMT_YUV444P16:
125         color_space = CLRSPC_SYCC;
126         bpp = 16;
127         break;
128     default:
129         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "The requested pixel format '%s' is not supported\n", av_get_pix_fmt_name(avctx->pix_fmt));
130         return NULL;
131     }
132
133     cmptparm = av_mallocz(numcomps * sizeof(opj_image_cmptparm_t));
134     if (!cmptparm) {
135         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Not enough memory");
136         return NULL;
137     }
138     for (i = 0; i < numcomps; i++) {
139         cmptparm[i].prec = bpp;
140         cmptparm[i].bpp = bpp;
141         cmptparm[i].sgnd = 0;
142         cmptparm[i].dx = sub_dx[i];
143         cmptparm[i].dy = sub_dy[i];
144         cmptparm[i].w = avctx->width / sub_dx[i];
145         cmptparm[i].h = avctx->height / sub_dy[i];
146     }
147
148     img = opj_image_create(numcomps, cmptparm, color_space);
149     av_freep(&cmptparm);
150     return img;
151 }
152
153 static av_cold int libopenjpeg_encode_init(AVCodecContext *avctx)
154 {
155     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
156
157     opj_set_default_encoder_parameters(&ctx->enc_params);
158     ctx->enc_params.tcp_numlayers = 1;
159     ctx->enc_params.tcp_rates[0] = FFMAX(avctx->compression_level, 0) * 2;
160     ctx->enc_params.cp_disto_alloc = 1;
161
162     ctx->compress = opj_create_compress(CODEC_J2K);
163     if (!ctx->compress) {
164         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the compressor\n");
165         return AVERROR(ENOMEM);
166     }
167
168     avctx->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
169     if (!avctx->coded_frame) {
170         av_freep(&ctx->compress);
171         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error allocating coded frame\n");
172         return AVERROR(ENOMEM);
173     }
174
175     ctx->image = mj2_create_image(avctx, &ctx->enc_params);
176     if (!ctx->image) {
177         av_freep(&ctx->compress);
178         av_freep(&avctx->coded_frame);
179         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the mj2 image\n");
180         return AVERROR(EINVAL);
181     }
182
183     memset(&ctx->event_mgr, 0, sizeof(opj_event_mgr_t));
184     ctx->event_mgr.error_handler = error_callback;
185     ctx->event_mgr.warning_handler = warning_callback;
186     ctx->event_mgr.info_handler = NULL;
187     opj_set_event_mgr((opj_common_ptr)ctx->compress, &ctx->event_mgr, avctx);
188
189     return 0;
190 }
191
192 static int libopenjpeg_copy_packed8(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
193 {
194     int compno;
195     int x;
196     int y;
197     int image_index;
198     int frame_index;
199     const int numcomps = image->numcomps;
200
201     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
202         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[0] / numcomps) {
203             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error: frame's linesize is too small for the image\n");
204             return 0;
205         }
206     }
207
208     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
209         for (y = 0; y < avctx->height; ++y) {
210             image_index = y * avctx->width;
211             frame_index = y * frame->linesize[0] + compno;
212             for (x = 0; x < avctx->width; ++x) {
213                 image->comps[compno].data[image_index++] = frame->data[0][frame_index];
214                 frame_index += numcomps;
215             }
216         }
217     }
218
219     return 1;
220 }
221
222 static int libopenjpeg_copy_packed16(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
223 {
224     int compno;
225     int x;
226     int y;
227     int image_index;
228     int frame_index;
229     const int numcomps = image->numcomps;
230     uint16_t *frame_ptr = (uint16_t*)frame->data[0];
231
232     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
233         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[0] / numcomps) {
234             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error: frame's linesize is too small for the image\n");
235             return 0;
236         }
237     }
238
239     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
240         for (y = 0; y < avctx->height; ++y) {
241             image_index = y * avctx->width;
242             frame_index = y * (frame->linesize[0] / 2) + compno;
243             for (x = 0; x < avctx->width; ++x) {
244                 image->comps[compno].data[image_index++] = frame_ptr[frame_index];
245                 frame_index += numcomps;
246             }
247         }
248     }
249
250     return 1;
251 }
252
253 static int libopenjpeg_copy_unpacked8(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
254 {
255     int compno;
256     int x;
257     int y;
258     int width;
259     int height;
260     int image_index;
261     int frame_index;
262     const int numcomps = image->numcomps;
263
264     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
265         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[compno]) {
266             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error: frame's linesize is too small for the image\n");
267             return 0;
268         }
269     }
270
271     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
272         width = avctx->width / image->comps[compno].dx;
273         height = avctx->height / image->comps[compno].dy;
274         for (y = 0; y < height; ++y) {
275             image_index = y * width;
276             frame_index = y * frame->linesize[compno];
277             for (x = 0; x < width; ++x) {
278                 image->comps[compno].data[image_index++] = frame->data[compno][frame_index++];
279             }
280         }
281     }
282
283     return 1;
284 }
285
286 static int libopenjpeg_copy_unpacked16(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
287 {
288     int compno;
289     int x;
290     int y;
291     int width;
292     int height;
293     int image_index;
294     int frame_index;
295     const int numcomps = image->numcomps;
296     uint16_t *frame_ptr;
297
298     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
299         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[compno]) {
300             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error: frame's linesize is too small for the image\n");
301             return 0;
302         }
303     }
304
305     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
306         width = avctx->width / image->comps[compno].dx;
307         height = avctx->height / image->comps[compno].dy;
308         frame_ptr = (uint16_t*)frame->data[compno];
309         for (y = 0; y < height; ++y) {
310             image_index = y * width;
311             frame_index = y * (frame->linesize[compno] / 2);
312             for (x = 0; x < width; ++x) {
313                 image->comps[compno].data[image_index++] = frame_ptr[frame_index++];
314             }
315         }
316     }
317
318     return 1;
319 }
320
321 static int libopenjpeg_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
322                                     const AVFrame *frame, int *got_packet)
323 {
324     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
325     opj_cinfo_t *compress = ctx->compress;
326     opj_image_t *image = ctx->image;
327     opj_cio_t *stream;
328     int cpyresult = 0;
329     int ret, len;
330
331     // x0, y0 is the top left corner of the image
332     // x1, y1 is the width, height of the reference grid
333     image->x0 = 0;
334     image->y0 = 0;
335     image->x1 = (avctx->width - 1) * ctx->enc_params.subsampling_dx + 1;
336     image->y1 = (avctx->height - 1) * ctx->enc_params.subsampling_dy + 1;
337
338     switch (avctx->pix_fmt) {
339     case PIX_FMT_RGB24:
340     case PIX_FMT_RGBA:
341     case PIX_FMT_GRAY8A:
342         cpyresult = libopenjpeg_copy_packed8(avctx, frame, image);
343         break;
344     case PIX_FMT_RGB48:
345     case PIX_FMT_RGBA64:
346         cpyresult = libopenjpeg_copy_packed16(avctx, frame, image);
347         break;
348     case PIX_FMT_GRAY8:
349     case PIX_FMT_YUV420P:
350     case PIX_FMT_YUV422P:
351     case PIX_FMT_YUV440P:
352     case PIX_FMT_YUV444P:
353     case PIX_FMT_YUVA420P:
354         cpyresult = libopenjpeg_copy_unpacked8(avctx, frame, image);
355         break;
356     case PIX_FMT_GRAY16:
357     case PIX_FMT_YUV420P9:
358     case PIX_FMT_YUV420P10:
359     case PIX_FMT_YUV420P16:
360     case PIX_FMT_YUV422P9:
361     case PIX_FMT_YUV422P10:
362     case PIX_FMT_YUV422P16:
363     case PIX_FMT_YUV444P9:
364     case PIX_FMT_YUV444P10:
365     case PIX_FMT_YUV444P16:
366         cpyresult = libopenjpeg_copy_unpacked16(avctx, frame, image);
367         break;
368     default:
369         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "The frame's pixel format '%s' is not supported\n", av_get_pix_fmt_name(avctx->pix_fmt));
370         return AVERROR(EINVAL);
371         break;
372     }
373
374     if (!cpyresult) {
375         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not copy the frame data to the internal image buffer\n");
376         return -1;
377     }
378
379     opj_setup_encoder(compress, &ctx->enc_params, image);
380     stream = opj_cio_open((opj_common_ptr)compress, NULL, 0);
381     if (!stream) {
382         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the cio stream\n");
383         return AVERROR(ENOMEM);
384     }
385
386     if (!opj_encode(compress, stream, image, NULL)) {
387         opj_cio_close(stream);
388         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error during the opj encode\n");
389         return -1;
390     }
391
392     len = cio_tell(stream);
393     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, len)) < 0) {
394         opj_cio_close(stream);
395         return ret;
396     }
397
398     memcpy(pkt->data, stream->buffer, len);
399     pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
400     *got_packet = 1;
401     opj_cio_close(stream);
402     return 0;
403 }
404
405 static av_cold int libopenjpeg_encode_close(AVCodecContext *avctx)
406 {
407     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
408
409     opj_destroy_compress(ctx->compress);
410     opj_image_destroy(ctx->image);
411     av_freep(&avctx->coded_frame);
412     return 0 ;
413 }
414
415
416 AVCodec ff_libopenjpeg_encoder = {
417     .name           = "libopenjpeg",
418     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
419     .id             = CODEC_ID_JPEG2000,
420     .priv_data_size = sizeof(LibOpenJPEGContext),
421     .init           = libopenjpeg_encode_init,
422     .encode2        = libopenjpeg_encode_frame,
423     .close          = libopenjpeg_encode_close,
424     .capabilities   = 0,
425     .pix_fmts = (const enum PixelFormat[]){PIX_FMT_RGB24,PIX_FMT_RGBA,PIX_FMT_RGB48,PIX_FMT_RGBA64,
426                                            PIX_FMT_GRAY8,PIX_FMT_GRAY8A,PIX_FMT_GRAY16,
427                                            PIX_FMT_YUV420P,PIX_FMT_YUV422P,PIX_FMT_YUVA420P,
428                                            PIX_FMT_YUV440P,PIX_FMT_YUV444P,
429                                            PIX_FMT_YUV420P9,PIX_FMT_YUV422P9,PIX_FMT_YUV444P9,
430                                            PIX_FMT_YUV420P10,PIX_FMT_YUV422P10,PIX_FMT_YUV444P10,
431                                            PIX_FMT_YUV420P16,PIX_FMT_YUV422P16,PIX_FMT_YUV444P16,
432                                            PIX_FMT_NONE},
433     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("OpenJPEG JPEG 2000"),
434 } ;