libopenjpegenc: use pix_fmt descriptor to get bpp
[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 sub_dx[4];
58     int sub_dy[4];
59     int numcomps;
60     OPJ_COLOR_SPACE color_space = CLRSPC_UNKNOWN;
61
62     sub_dx[0] = sub_dx[3] = 1;
63     sub_dy[0] = sub_dy[3] = 1;
64     sub_dx[1] = sub_dx[2] = 1<<av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].log2_chroma_w;
65     sub_dy[1] = sub_dy[2] = 1<<av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].log2_chroma_h;
66
67     numcomps = av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].nb_components;
68
69     switch (avctx->pix_fmt) {
70     case PIX_FMT_GRAY8:
71         color_space = CLRSPC_GRAY;
72         break;
73     case PIX_FMT_GRAY8A:
74         color_space = CLRSPC_GRAY;
75         break;
76     case PIX_FMT_GRAY16:
77         color_space = CLRSPC_GRAY;
78         break;
79     case PIX_FMT_RGB24:
80         color_space = CLRSPC_SRGB;
81         break;
82     case PIX_FMT_RGBA:
83         color_space = CLRSPC_SRGB;
84         break;
85     case PIX_FMT_RGB48:
86         color_space = CLRSPC_SRGB;
87         break;
88     case PIX_FMT_RGBA64:
89         color_space = CLRSPC_SRGB;
90         break;
91     case PIX_FMT_YUV420P:
92         color_space = CLRSPC_SYCC;
93         break;
94     case PIX_FMT_YUV422P:
95         color_space = CLRSPC_SYCC;
96         break;
97     case PIX_FMT_YUV440P:
98         color_space = CLRSPC_SYCC;
99         break;
100     case PIX_FMT_YUV444P:
101         color_space = CLRSPC_SYCC;
102         break;
103     case PIX_FMT_YUVA420P:
104         color_space = CLRSPC_SYCC;
105         break;
106     case PIX_FMT_YUV420P9:
107     case PIX_FMT_YUV422P9:
108     case PIX_FMT_YUV444P9:
109         color_space = CLRSPC_SYCC;
110         break;
111     case PIX_FMT_YUV420P10:
112     case PIX_FMT_YUV422P10:
113     case PIX_FMT_YUV444P10:
114         color_space = CLRSPC_SYCC;
115         break;
116     case PIX_FMT_YUV420P16:
117     case PIX_FMT_YUV422P16:
118     case PIX_FMT_YUV444P16:
119         color_space = CLRSPC_SYCC;
120         break;
121     default:
122         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "The requested pixel format '%s' is not supported\n", av_get_pix_fmt_name(avctx->pix_fmt));
123         return NULL;
124     }
125
126     cmptparm = av_mallocz(numcomps * sizeof(opj_image_cmptparm_t));
127     if (!cmptparm) {
128         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Not enough memory");
129         return NULL;
130     }
131     for (i = 0; i < numcomps; i++) {
132         cmptparm[i].prec = av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].comp[i].depth_minus1 + 1;
133         cmptparm[i].bpp = av_pix_fmt_descriptors[avctx->pix_fmt].comp[i].depth_minus1 + 1;
134         cmptparm[i].sgnd = 0;
135         cmptparm[i].dx = sub_dx[i];
136         cmptparm[i].dy = sub_dy[i];
137         cmptparm[i].w = avctx->width / sub_dx[i];
138         cmptparm[i].h = avctx->height / sub_dy[i];
139     }
140
141     img = opj_image_create(numcomps, cmptparm, color_space);
142     av_freep(&cmptparm);
143     return img;
144 }
145
146 static av_cold int libopenjpeg_encode_init(AVCodecContext *avctx)
147 {
148     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
149
150     opj_set_default_encoder_parameters(&ctx->enc_params);
151     ctx->enc_params.tcp_numlayers = 1;
152     ctx->enc_params.tcp_rates[0] = FFMAX(avctx->compression_level, 0) * 2;
153     ctx->enc_params.cp_disto_alloc = 1;
154
155     ctx->compress = opj_create_compress(CODEC_J2K);
156     if (!ctx->compress) {
157         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the compressor\n");
158         return AVERROR(ENOMEM);
159     }
160
161     avctx->coded_frame = avcodec_alloc_frame();
162     if (!avctx->coded_frame) {
163         av_freep(&ctx->compress);
164         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error allocating coded frame\n");
165         return AVERROR(ENOMEM);
166     }
167
168     ctx->image = mj2_create_image(avctx, &ctx->enc_params);
169     if (!ctx->image) {
170         av_freep(&ctx->compress);
171         av_freep(&avctx->coded_frame);
172         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the mj2 image\n");
173         return AVERROR(EINVAL);
174     }
175
176     memset(&ctx->event_mgr, 0, sizeof(opj_event_mgr_t));
177     ctx->event_mgr.error_handler = error_callback;
178     ctx->event_mgr.warning_handler = warning_callback;
179     ctx->event_mgr.info_handler = NULL;
180     opj_set_event_mgr((opj_common_ptr)ctx->compress, &ctx->event_mgr, avctx);
181
182     return 0;
183 }
184
185 static int libopenjpeg_copy_packed8(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
186 {
187     int compno;
188     int x;
189     int y;
190     int image_index;
191     int frame_index;
192     const int numcomps = image->numcomps;
193
194     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
195         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[0] / numcomps) {
196             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error: frame's linesize is too small for the image\n");
197             return 0;
198         }
199     }
200
201     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
202         for (y = 0; y < avctx->height; ++y) {
203             image_index = y * avctx->width;
204             frame_index = y * frame->linesize[0] + compno;
205             for (x = 0; x < avctx->width; ++x) {
206                 image->comps[compno].data[image_index++] = frame->data[0][frame_index];
207                 frame_index += numcomps;
208             }
209         }
210     }
211
212     return 1;
213 }
214
215 static int libopenjpeg_copy_packed16(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
216 {
217     int compno;
218     int x;
219     int y;
220     int image_index;
221     int frame_index;
222     const int numcomps = image->numcomps;
223     uint16_t *frame_ptr = (uint16_t*)frame->data[0];
224
225     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
226         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[0] / numcomps) {
227             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error: frame's linesize is too small for the image\n");
228             return 0;
229         }
230     }
231
232     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
233         for (y = 0; y < avctx->height; ++y) {
234             image_index = y * avctx->width;
235             frame_index = y * (frame->linesize[0] / 2) + compno;
236             for (x = 0; x < avctx->width; ++x) {
237                 image->comps[compno].data[image_index++] = frame_ptr[frame_index];
238                 frame_index += numcomps;
239             }
240         }
241     }
242
243     return 1;
244 }
245
246 static int libopenjpeg_copy_unpacked8(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
247 {
248     int compno;
249     int x;
250     int y;
251     int width;
252     int height;
253     int image_index;
254     int frame_index;
255     const int numcomps = image->numcomps;
256
257     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
258         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[compno]) {
259             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error: frame's linesize is too small for the image\n");
260             return 0;
261         }
262     }
263
264     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
265         width = avctx->width / image->comps[compno].dx;
266         height = avctx->height / image->comps[compno].dy;
267         for (y = 0; y < height; ++y) {
268             image_index = y * width;
269             frame_index = y * frame->linesize[compno];
270             for (x = 0; x < width; ++x) {
271                 image->comps[compno].data[image_index++] = frame->data[compno][frame_index++];
272             }
273         }
274     }
275
276     return 1;
277 }
278
279 static int libopenjpeg_copy_unpacked16(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame, opj_image_t *image)
280 {
281     int compno;
282     int x;
283     int y;
284     int width;
285     int height;
286     int image_index;
287     int frame_index;
288     const int numcomps = image->numcomps;
289     uint16_t *frame_ptr;
290
291     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
292         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[compno]) {
293             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error: frame's linesize is too small for the image\n");
294             return 0;
295         }
296     }
297
298     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
299         width = avctx->width / image->comps[compno].dx;
300         height = avctx->height / image->comps[compno].dy;
301         frame_ptr = (uint16_t*)frame->data[compno];
302         for (y = 0; y < height; ++y) {
303             image_index = y * width;
304             frame_index = y * (frame->linesize[compno] / 2);
305             for (x = 0; x < width; ++x) {
306                 image->comps[compno].data[image_index++] = frame_ptr[frame_index++];
307             }
308         }
309     }
310
311     return 1;
312 }
313
314 static int libopenjpeg_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
315                                     const AVFrame *frame, int *got_packet)
316 {
317     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
318     opj_cinfo_t *compress = ctx->compress;
319     opj_image_t *image = ctx->image;
320     opj_cio_t *stream;
321     int cpyresult = 0;
322     int ret, len;
323
324     // x0, y0 is the top left corner of the image
325     // x1, y1 is the width, height of the reference grid
326     image->x0 = 0;
327     image->y0 = 0;
328     image->x1 = (avctx->width - 1) * ctx->enc_params.subsampling_dx + 1;
329     image->y1 = (avctx->height - 1) * ctx->enc_params.subsampling_dy + 1;
330
331     switch (avctx->pix_fmt) {
332     case PIX_FMT_RGB24:
333     case PIX_FMT_RGBA:
334     case PIX_FMT_GRAY8A:
335         cpyresult = libopenjpeg_copy_packed8(avctx, frame, image);
336         break;
337     case PIX_FMT_RGB48:
338     case PIX_FMT_RGBA64:
339         cpyresult = libopenjpeg_copy_packed16(avctx, frame, image);
340         break;
341     case PIX_FMT_GRAY8:
342     case PIX_FMT_YUV420P:
343     case PIX_FMT_YUV422P:
344     case PIX_FMT_YUV440P:
345     case PIX_FMT_YUV444P:
346     case PIX_FMT_YUVA420P:
347         cpyresult = libopenjpeg_copy_unpacked8(avctx, frame, image);
348         break;
349     case PIX_FMT_GRAY16:
350     case PIX_FMT_YUV420P9:
351     case PIX_FMT_YUV420P10:
352     case PIX_FMT_YUV420P16:
353     case PIX_FMT_YUV422P9:
354     case PIX_FMT_YUV422P10:
355     case PIX_FMT_YUV422P16:
356     case PIX_FMT_YUV444P9:
357     case PIX_FMT_YUV444P10:
358     case PIX_FMT_YUV444P16:
359         cpyresult = libopenjpeg_copy_unpacked16(avctx, frame, image);
360         break;
361     default:
362         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "The frame's pixel format '%s' is not supported\n", av_get_pix_fmt_name(avctx->pix_fmt));
363         return AVERROR(EINVAL);
364         break;
365     }
366
367     if (!cpyresult) {
368         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not copy the frame data to the internal image buffer\n");
369         return -1;
370     }
371
372     opj_setup_encoder(compress, &ctx->enc_params, image);
373     stream = opj_cio_open((opj_common_ptr)compress, NULL, 0);
374     if (!stream) {
375         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the cio stream\n");
376         return AVERROR(ENOMEM);
377     }
378
379     if (!opj_encode(compress, stream, image, NULL)) {
380         opj_cio_close(stream);
381         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error during the opj encode\n");
382         return -1;
383     }
384
385     len = cio_tell(stream);
386     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, len)) < 0) {
387         opj_cio_close(stream);
388         return ret;
389     }
390
391     memcpy(pkt->data, stream->buffer, len);
392     pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
393     *got_packet = 1;
394     opj_cio_close(stream);
395     return 0;
396 }
397
398 static av_cold int libopenjpeg_encode_close(AVCodecContext *avctx)
399 {
400     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
401
402     opj_destroy_compress(ctx->compress);
403     opj_image_destroy(ctx->image);
404     av_freep(&avctx->coded_frame);
405     return 0 ;
406 }
407
408
409 AVCodec ff_libopenjpeg_encoder = {
410     .name           = "libopenjpeg",
411     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
412     .id             = CODEC_ID_JPEG2000,
413     .priv_data_size = sizeof(LibOpenJPEGContext),
414     .init           = libopenjpeg_encode_init,
415     .encode2        = libopenjpeg_encode_frame,
416     .close          = libopenjpeg_encode_close,
417     .capabilities   = 0,
418     .pix_fmts = (const enum PixelFormat[]){PIX_FMT_RGB24,PIX_FMT_RGBA,PIX_FMT_RGB48,PIX_FMT_RGBA64,
419                                            PIX_FMT_GRAY8,PIX_FMT_GRAY8A,PIX_FMT_GRAY16,
420                                            PIX_FMT_YUV420P,PIX_FMT_YUV422P,PIX_FMT_YUVA420P,
421                                            PIX_FMT_YUV440P,PIX_FMT_YUV444P,
422                                            PIX_FMT_YUV420P9,PIX_FMT_YUV422P9,PIX_FMT_YUV444P9,
423                                            PIX_FMT_YUV420P10,PIX_FMT_YUV422P10,PIX_FMT_YUV444P10,
424                                            PIX_FMT_YUV420P16,PIX_FMT_YUV422P16,PIX_FMT_YUV444P16,
425                                            PIX_FMT_NONE},
426     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("OpenJPEG JPEG 2000"),
427 } ;