avcodec: Don't anonymously typedef structs
[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 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  * JPEG 2000 encoder using libopenjpeg
25  */
26
27 #define  OPJ_STATIC
28 #include <openjpeg.h>
29
30 #include "libavutil/common.h"
31 #include "libavutil/imgutils.h"
32 #include "libavutil/intreadwrite.h"
33 #include "libavutil/opt.h"
34 #include "avcodec.h"
35 #include "internal.h"
36
37 typedef struct LibOpenJPEGContext {
38     AVClass *avclass;
39     opj_image_t *image;
40     opj_cparameters_t enc_params;
41     opj_cinfo_t *compress;
42     opj_event_mgr_t event_mgr;
43     int format;
44     int profile;
45     int prog_order;
46     int cinema_mode;
47     int numresolution;
48     int numlayers;
49     int disto_alloc;
50     int fixed_alloc;
51     int fixed_quality;
52 } LibOpenJPEGContext;
53
54 static void error_callback(const char *msg, void *data)
55 {
56     av_log(data, AV_LOG_ERROR, "%s\n", msg);
57 }
58
59 static void warning_callback(const char *msg, void *data)
60 {
61     av_log(data, AV_LOG_WARNING, "%s\n", msg);
62 }
63
64 static void info_callback(const char *msg, void *data)
65 {
66     av_log(data, AV_LOG_DEBUG, "%s\n", msg);
67 }
68
69 static opj_image_t *libopenjpeg_create_image(AVCodecContext *avctx,
70                                              opj_cparameters_t *parameters)
71 {
72     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(avctx->pix_fmt);
73     opj_image_cmptparm_t *cmptparm;
74     OPJ_COLOR_SPACE color_space;
75     opj_image_t *img;
76     int i;
77     int sub_dx[4];
78     int sub_dy[4];
79     int numcomps = desc->nb_components;
80
81     sub_dx[0] =
82     sub_dx[3] = 1;
83     sub_dy[0] =
84     sub_dy[3] = 1;
85     sub_dx[1] =
86     sub_dx[2] = 1 << desc->log2_chroma_w;
87     sub_dy[1] =
88     sub_dy[2] = 1 << desc->log2_chroma_h;
89
90     switch (avctx->pix_fmt) {
91     case AV_PIX_FMT_GRAY8:
92     case AV_PIX_FMT_GRAY16:
93     case AV_PIX_FMT_YA8:
94         color_space = CLRSPC_GRAY;
95         break;
96     case AV_PIX_FMT_RGB24:
97     case AV_PIX_FMT_RGBA:
98     case AV_PIX_FMT_RGB48:
99     case AV_PIX_FMT_RGBA64:
100         color_space = CLRSPC_SRGB;
101         break;
102     case AV_PIX_FMT_YUV410P:
103     case AV_PIX_FMT_YUV411P:
104     case AV_PIX_FMT_YUV420P:
105     case AV_PIX_FMT_YUV422P:
106     case AV_PIX_FMT_YUV440P:
107     case AV_PIX_FMT_YUV444P:
108     case AV_PIX_FMT_YUVA420P:
109     case AV_PIX_FMT_YUV420P9:
110     case AV_PIX_FMT_YUV422P9:
111     case AV_PIX_FMT_YUV444P9:
112     case AV_PIX_FMT_YUV420P10:
113     case AV_PIX_FMT_YUV422P10:
114     case AV_PIX_FMT_YUV444P10:
115     case AV_PIX_FMT_YUV420P16:
116     case AV_PIX_FMT_YUV422P16:
117     case AV_PIX_FMT_YUV444P16:
118         color_space = CLRSPC_SYCC;
119         break;
120     default:
121         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
122                "The requested pixel format '%s' is not supported\n",
123                av_get_pix_fmt_name(avctx->pix_fmt));
124         return NULL;
125     }
126
127     cmptparm = av_mallocz(numcomps * sizeof(*cmptparm));
128     if (!cmptparm) {
129         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Not enough memory");
130         return NULL;
131     }
132
133     for (i = 0; i < numcomps; i++) {
134         cmptparm[i].prec = desc->comp[i].depth_minus1 + 1;
135         cmptparm[i].bpp  = desc->comp[i].depth_minus1 + 1;
136         cmptparm[i].sgnd = 0;
137         cmptparm[i].dx   = sub_dx[i];
138         cmptparm[i].dy   = sub_dy[i];
139         cmptparm[i].w    = avctx->width / sub_dx[i];
140         cmptparm[i].h    = avctx->height / sub_dy[i];
141     }
142
143     img = opj_image_create(numcomps, cmptparm, color_space);
144     av_freep(&cmptparm);
145     return img;
146 }
147
148 static av_cold int libopenjpeg_encode_init(AVCodecContext *avctx)
149 {
150     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
151     int err = AVERROR(ENOMEM);
152
153     opj_set_default_encoder_parameters(&ctx->enc_params);
154
155     ctx->enc_params.cp_rsiz          = ctx->profile;
156     ctx->enc_params.mode             = !!avctx->global_quality;
157     ctx->enc_params.cp_cinema        = ctx->cinema_mode;
158     ctx->enc_params.prog_order       = ctx->prog_order;
159     ctx->enc_params.numresolution    = ctx->numresolution;
160     ctx->enc_params.cp_disto_alloc   = ctx->disto_alloc;
161     ctx->enc_params.cp_fixed_alloc   = ctx->fixed_alloc;
162     ctx->enc_params.cp_fixed_quality = ctx->fixed_quality;
163     ctx->enc_params.tcp_numlayers    = ctx->numlayers;
164     ctx->enc_params.tcp_rates[0]     = FFMAX(avctx->compression_level, 0) * 2;
165
166     ctx->compress = opj_create_compress(ctx->format);
167     if (!ctx->compress) {
168         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the compressor\n");
169         return AVERROR(ENOMEM);
170     }
171
172     avctx->coded_frame = av_frame_alloc();
173     if (!avctx->coded_frame) {
174         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error allocating coded frame\n");
175         goto fail;
176     }
177
178     ctx->image = libopenjpeg_create_image(avctx, &ctx->enc_params);
179     if (!ctx->image) {
180         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the mj2 image\n");
181         err = AVERROR(EINVAL);
182         goto fail;
183     }
184
185     ctx->event_mgr.info_handler    = info_callback;
186     ctx->event_mgr.error_handler   = error_callback;
187     ctx->event_mgr.warning_handler = warning_callback;
188     opj_set_event_mgr((opj_common_ptr) ctx->compress, &ctx->event_mgr, avctx);
189
190     return 0;
191
192 fail:
193     av_freep(&ctx->compress);
194     av_freep(&avctx->coded_frame);
195     return err;
196 }
197
198 static void libopenjpeg_copy_packed8(AVCodecContext *avctx,
199                                      const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
200 {
201     int compno;
202     int x, y;
203     int image_index, frame_index;
204     const int numcomps = image->numcomps;
205
206     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno)
207         for (y = 0; y < avctx->height; ++y) {
208             image_index = y * avctx->width;
209             frame_index = y * frame->linesize[0] + compno;
210             for (x = 0; x < avctx->width; ++x) {
211                 image->comps[compno].data[image_index++] =
212                     frame->data[0][frame_index];
213                 frame_index += numcomps;
214             }
215         }
216 }
217
218 static void libopenjpeg_copy_packed16(AVCodecContext *avctx,
219                                       const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
220 {
221     int compno;
222     int x, y;
223     int image_index, frame_index;
224     const int numcomps  = image->numcomps;
225     uint16_t *frame_ptr = (uint16_t *)frame->data[0];
226
227     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno)
228         for (y = 0; y < avctx->height; ++y) {
229             image_index = y * avctx->width;
230             frame_index = y * (frame->linesize[0] / 2) + compno;
231             for (x = 0; x < avctx->width; ++x) {
232                 image->comps[compno].data[image_index++] =
233                     frame_ptr[frame_index];
234                 frame_index += numcomps;
235             }
236         }
237 }
238
239 static void libopenjpeg_copy_unpacked8(AVCodecContext *avctx,
240                                        const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
241 {
242     int compno;
243     int x, y;
244     int width, height;
245     int image_index, frame_index;
246     const int numcomps = image->numcomps;
247
248     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
249         width  = avctx->width / image->comps[compno].dx;
250         height = avctx->height / image->comps[compno].dy;
251         for (y = 0; y < height; ++y) {
252             image_index = y * width;
253             frame_index = y * frame->linesize[compno];
254             for (x = 0; x < width; ++x)
255                 image->comps[compno].data[image_index++] =
256                     frame->data[compno][frame_index++];
257         }
258     }
259 }
260
261 static void libopenjpeg_copy_unpacked16(AVCodecContext *avctx,
262                                         const AVFrame *frame,
263                                         opj_image_t *image)
264 {
265     int compno;
266     int x, y;
267     int width, height;
268     int image_index, frame_index;
269     const int numcomps = image->numcomps;
270     uint16_t *frame_ptr;
271
272     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
273         width     = avctx->width / image->comps[compno].dx;
274         height    = avctx->height / image->comps[compno].dy;
275         frame_ptr = (uint16_t *)frame->data[compno];
276         for (y = 0; y < height; ++y) {
277             image_index = y * width;
278             frame_index = y * (frame->linesize[compno] / 2);
279             for (x = 0; x < width; ++x)
280                 image->comps[compno].data[image_index++] =
281                     frame_ptr[frame_index++];
282         }
283     }
284 }
285
286 static int libopenjpeg_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
287                                     const AVFrame *frame, int *got_packet)
288 {
289     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
290     opj_cinfo_t *compress   = ctx->compress;
291     opj_image_t *image      = ctx->image;
292     opj_cio_t *stream;
293     int ret, len;
294
295     // x0, y0 is the top left corner of the image
296     // x1, y1 is the width, height of the reference grid
297     image->x0 = 0;
298     image->y0 = 0;
299     image->x1 = (avctx->width - 1) * ctx->enc_params.subsampling_dx + 1;
300     image->y1 = (avctx->height - 1) * ctx->enc_params.subsampling_dy + 1;
301
302     switch (avctx->pix_fmt) {
303     case AV_PIX_FMT_RGB24:
304     case AV_PIX_FMT_RGBA:
305     case AV_PIX_FMT_YA8:
306         libopenjpeg_copy_packed8(avctx, frame, image);
307         break;
308     case AV_PIX_FMT_RGB48:
309     case AV_PIX_FMT_RGBA64:
310         libopenjpeg_copy_packed16(avctx, frame, image);
311         break;
312     case AV_PIX_FMT_GRAY8:
313     case AV_PIX_FMT_YUV410P:
314     case AV_PIX_FMT_YUV411P:
315     case AV_PIX_FMT_YUV420P:
316     case AV_PIX_FMT_YUV422P:
317     case AV_PIX_FMT_YUV440P:
318     case AV_PIX_FMT_YUV444P:
319     case AV_PIX_FMT_YUVA420P:
320         libopenjpeg_copy_unpacked8(avctx, frame, image);
321         break;
322     case AV_PIX_FMT_GRAY16:
323     case AV_PIX_FMT_YUV420P9:
324     case AV_PIX_FMT_YUV422P9:
325     case AV_PIX_FMT_YUV444P9:
326     case AV_PIX_FMT_YUV444P10:
327     case AV_PIX_FMT_YUV422P10:
328     case AV_PIX_FMT_YUV420P10:
329     case AV_PIX_FMT_YUV444P16:
330     case AV_PIX_FMT_YUV422P16:
331     case AV_PIX_FMT_YUV420P16:
332         libopenjpeg_copy_unpacked16(avctx, frame, image);
333         break;
334     default:
335         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
336                "The frame's pixel format '%s' is not supported\n",
337                av_get_pix_fmt_name(avctx->pix_fmt));
338         return AVERROR(EINVAL);
339         break;
340     }
341
342     opj_setup_encoder(compress, &ctx->enc_params, image);
343     stream = opj_cio_open((opj_common_ptr) compress, NULL, 0);
344     if (!stream) {
345         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the cio stream\n");
346         return AVERROR(ENOMEM);
347     }
348
349     if (!opj_encode(compress, stream, image, NULL)) {
350         opj_cio_close(stream);
351         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error during the opj encode\n");
352         return -1;
353     }
354
355     len = cio_tell(stream);
356     if ((ret = ff_alloc_packet(pkt, len)) < 0) {
357         opj_cio_close(stream);
358         return ret;
359     }
360
361     memcpy(pkt->data, stream->buffer, len);
362     pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
363     *got_packet = 1;
364     opj_cio_close(stream);
365     return 0;
366 }
367
368 static av_cold int libopenjpeg_encode_close(AVCodecContext *avctx)
369 {
370     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
371
372     opj_destroy_compress(ctx->compress);
373     opj_image_destroy(ctx->image);
374     av_freep(&avctx->coded_frame);
375     return 0;
376 }
377
378 #define OFFSET(x) offsetof(LibOpenJPEGContext, x)
379 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
380 static const AVOption options[] = {
381     { "format",        "Codec Format",      OFFSET(format),        AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = CODEC_JP2   }, CODEC_J2K, CODEC_JP2,   VE, "format"      },
382     { "j2k",           NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = CODEC_J2K   }, 0,         0,           VE, "format"      },
383     { "jp2",           NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = CODEC_JP2   }, 0,         0,           VE, "format"      },
384     { "profile",       NULL,                OFFSET(profile),       AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = STD_RSIZ    }, STD_RSIZ,  CINEMA4K,    VE, "profile"     },
385     { "jpeg2000",      NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = STD_RSIZ    }, 0,         0,           VE, "profile"     },
386     { "cinema2k",      NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = CINEMA2K    }, 0,         0,           VE, "profile"     },
387     { "cinema4k",      NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = CINEMA4K    }, 0,         0,           VE, "profile"     },
388     { "cinema_mode",   "Digital Cinema",    OFFSET(cinema_mode),   AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = OFF         }, OFF,       CINEMA4K_24, VE, "cinema_mode" },
389     { "off",           NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = OFF         }, 0,         0,           VE, "cinema_mode" },
390     { "2k_24",         NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = CINEMA2K_24 }, 0,         0,           VE, "cinema_mode" },
391     { "2k_48",         NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = CINEMA2K_48 }, 0,         0,           VE, "cinema_mode" },
392     { "4k_24",         NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = CINEMA4K_24 }, 0,         0,           VE, "cinema_mode" },
393     { "prog_order",    "Progression Order", OFFSET(prog_order),    AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = LRCP        }, LRCP,      CPRL,        VE, "prog_order"  },
394     { "lrcp",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = LRCP        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
395     { "rlcp",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = RLCP        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
396     { "rpcl",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = RPCL        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
397     { "pcrl",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = PCRL        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
398     { "cprl",          NULL,                0,                     AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = CPRL        }, 0,         0,           VE, "prog_order"  },
399     { "numresolution", NULL,                OFFSET(numresolution), AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = 6           }, 1,         10,          VE },
400     { "numlayers",     NULL,                OFFSET(numlayers),     AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = 1           }, 1,         10,          VE },
401     { "disto_alloc",   NULL,                OFFSET(disto_alloc),   AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = 1           }, 0,         1,           VE },
402     { "fixed_alloc",   NULL,                OFFSET(fixed_alloc),   AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = 0           }, 0,         1,           VE },
403     { "fixed_quality", NULL,                OFFSET(fixed_quality), AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = 0           }, 0,         1,           VE },
404     { NULL },
405 };
406
407 static const AVClass class = {
408     .class_name = "libopenjpeg",
409     .item_name  = av_default_item_name,
410     .option     = options,
411     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
412 };
413
414 AVCodec ff_libopenjpeg_encoder = {
415     .name           = "libopenjpeg",
416     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("OpenJPEG JPEG 2000"),
417     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
418     .id             = AV_CODEC_ID_JPEG2000,
419     .priv_data_size = sizeof(LibOpenJPEGContext),
420     .init           = libopenjpeg_encode_init,
421     .encode2        = libopenjpeg_encode_frame,
422     .close          = libopenjpeg_encode_close,
423     .capabilities   = 0,
424     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]) {
425         AV_PIX_FMT_RGB24, AV_PIX_FMT_RGBA, AV_PIX_FMT_RGB48,
426         AV_PIX_FMT_RGBA64,
427         AV_PIX_FMT_GRAY8, AV_PIX_FMT_GRAY16, AV_PIX_FMT_YA8,
428         AV_PIX_FMT_YUV420P, AV_PIX_FMT_YUV422P, AV_PIX_FMT_YUVA420P,
429         AV_PIX_FMT_YUV440P, AV_PIX_FMT_YUV444P,
430         AV_PIX_FMT_YUV411P, AV_PIX_FMT_YUV410P,
431         AV_PIX_FMT_YUV420P9, AV_PIX_FMT_YUV422P9, AV_PIX_FMT_YUV444P9,
432         AV_PIX_FMT_YUV420P10, AV_PIX_FMT_YUV422P10, AV_PIX_FMT_YUV444P10,
433         AV_PIX_FMT_YUV420P16, AV_PIX_FMT_YUV422P16, AV_PIX_FMT_YUV444P16,
434         AV_PIX_FMT_NONE
435     },
436     .priv_class     = &class,
437 };