Use more designated initializers.
[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 #define  OPJ_STATIC
32 #include <openjpeg.h>
33
34 typedef struct {
35     opj_image_t *image;
36     opj_cparameters_t enc_params;
37     opj_cinfo_t *compress;
38     opj_event_mgr_t event_mgr;
39 } LibOpenJPEGContext;
40
41 static void error_callback(const char *msg, void *data)
42 {
43     av_log((AVCodecContext*)data, AV_LOG_ERROR, "libopenjpeg: %s\n", msg);
44 }
45
46 static void warning_callback(const char *msg, void *data)
47 {
48     av_log((AVCodecContext*)data, AV_LOG_WARNING, "libopenjpeg: %s\n", msg);
49 }
50
51 static opj_image_t *mj2_create_image(AVCodecContext *avctx, opj_cparameters_t *parameters)
52 {
53     opj_image_cmptparm_t *cmptparm;
54     opj_image_t *img;
55     int i;
56     int bpp = 8;
57     int sub_dx[4];
58     int sub_dy[4];
59     int numcomps = 0;
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     switch (avctx->pix_fmt) {
68     case PIX_FMT_GRAY8:
69         color_space = CLRSPC_GRAY;
70         numcomps = 1;
71         break;
72     case PIX_FMT_RGB24:
73         color_space = CLRSPC_SRGB;
74         numcomps = 3;
75         break;
76     case PIX_FMT_RGBA:
77         color_space = CLRSPC_SRGB;
78         numcomps = 4;
79         break;
80     case PIX_FMT_YUV420P:
81         color_space = CLRSPC_SYCC;
82         numcomps = 3;
83         break;
84     case PIX_FMT_YUV422P:
85         color_space = CLRSPC_SYCC;
86         numcomps = 3;
87         break;
88     case PIX_FMT_YUV440P:
89         color_space = CLRSPC_SYCC;
90         numcomps = 3;
91         break;
92     case PIX_FMT_YUV444P:
93         color_space = CLRSPC_SYCC;
94         numcomps = 3;
95         break;
96     case PIX_FMT_YUVA420P:
97         color_space = CLRSPC_SYCC;
98         numcomps = 4;
99         break;
100     case PIX_FMT_YUV420P9:
101     case PIX_FMT_YUV422P9:
102     case PIX_FMT_YUV444P9:
103         color_space = CLRSPC_SYCC;
104         numcomps = 3;
105         bpp = 9;
106         break;
107     case PIX_FMT_YUV420P10:
108     case PIX_FMT_YUV422P10:
109     case PIX_FMT_YUV444P10:
110         color_space = CLRSPC_SYCC;
111         numcomps = 3;
112         bpp = 10;
113         break;
114     case PIX_FMT_YUV420P16:
115     case PIX_FMT_YUV422P16:
116     case PIX_FMT_YUV444P16:
117         color_space = CLRSPC_SYCC;
118         numcomps = 3;
119         bpp = 16;
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 = bpp;
133         cmptparm[i].bpp = bpp;
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_rgba(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame, opj_image_t *image, int numcomps)
186 {
187     int compno;
188     int x;
189     int y;
190
191     av_assert0(numcomps == 1 || numcomps == 3 || numcomps == 4);
192
193     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
194         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[0] / numcomps) {
195             return 0;
196         }
197     }
198
199     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
200         for (y = 0; y < avctx->height; ++y) {
201             for (x = 0; x < avctx->width; ++x) {
202                 image->comps[compno].data[y * avctx->width + x] = frame->data[0][y * frame->linesize[0] + x * numcomps + compno];
203             }
204         }
205     }
206
207     return 1;
208 }
209
210 static int libopenjpeg_copy_yuv8(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame, opj_image_t *image)
211 {
212     int compno;
213     int x;
214     int y;
215     int width;
216     int height;
217     const int numcomps = avctx->pix_fmt == PIX_FMT_YUVA420P ? 4 : 3;
218
219     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
220         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[compno]) {
221             return 0;
222         }
223     }
224
225     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
226         width = avctx->width / image->comps[compno].dx;
227         height = avctx->height / image->comps[compno].dy;
228         for (y = 0; y < height; ++y) {
229             for (x = 0; x < width; ++x) {
230                 image->comps[compno].data[y * width + x] = frame->data[compno][y * frame->linesize[compno] + x];
231             }
232         }
233     }
234
235     return 1;
236 }
237
238 static int libopenjpeg_copy_yuv16(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame, opj_image_t *image)
239 {
240     int compno;
241     int x;
242     int y;
243     int width;
244     int height;
245     const int numcomps = 3;
246     uint16_t *frame_ptr;
247
248     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
249         if (image->comps[compno].w > frame->linesize[compno]) {
250             return 0;
251         }
252     }
253
254     for (compno = 0; compno < numcomps; ++compno) {
255         width = avctx->width / image->comps[compno].dx;
256         height = avctx->height / image->comps[compno].dy;
257         frame_ptr = (uint16_t*)frame->data[compno];
258         for (y = 0; y < height; ++y) {
259             for (x = 0; x < width; ++x) {
260                 image->comps[compno].data[y * width + x] = frame_ptr[y * (frame->linesize[compno] / 2) + x];
261             }
262         }
263     }
264
265     return 1;
266 }
267
268 static int libopenjpeg_encode_frame(AVCodecContext *avctx, uint8_t *buf, int buf_size, void *data)
269 {
270     AVFrame *frame = data;
271     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
272     opj_cinfo_t *compress = ctx->compress;
273     opj_image_t *image = ctx->image;
274     opj_cio_t *stream;
275     int cpyresult = 0;
276     int len = 0;
277
278     // x0, y0 is the top left corner of the image
279     // x1, y1 is the width, height of the reference grid
280     image->x0 = 0;
281     image->y0 = 0;
282     image->x1 = (avctx->width - 1) * ctx->enc_params.subsampling_dx + 1;
283     image->y1 = (avctx->height - 1) * ctx->enc_params.subsampling_dy + 1;
284
285     switch (avctx->pix_fmt) {
286     case PIX_FMT_GRAY8:
287         cpyresult = libopenjpeg_copy_rgba(avctx, frame, image, 1);
288         break;
289     case PIX_FMT_RGB24:
290         cpyresult = libopenjpeg_copy_rgba(avctx, frame, image, 3);
291         break;
292     case PIX_FMT_RGBA:
293         cpyresult = libopenjpeg_copy_rgba(avctx, frame, image, 4);
294         break;
295     case PIX_FMT_YUV420P:
296     case PIX_FMT_YUV422P:
297     case PIX_FMT_YUV440P:
298     case PIX_FMT_YUV444P:
299     case PIX_FMT_YUVA420P:
300         cpyresult = libopenjpeg_copy_yuv8(avctx, frame, image);
301         break;
302     case PIX_FMT_YUV420P9:
303     case PIX_FMT_YUV420P10:
304     case PIX_FMT_YUV420P16:
305     case PIX_FMT_YUV422P9:
306     case PIX_FMT_YUV422P10:
307     case PIX_FMT_YUV422P16:
308     case PIX_FMT_YUV444P9:
309     case PIX_FMT_YUV444P10:
310     case PIX_FMT_YUV444P16:
311         cpyresult = libopenjpeg_copy_yuv16(avctx, frame, image);
312         break;
313     default:
314         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "The frame's pixel format '%s' is not supported\n", av_get_pix_fmt_name(avctx->pix_fmt));
315         return AVERROR(EINVAL);
316         break;
317     }
318
319     if (!cpyresult) {
320         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not copy the frame data to the internal image buffer\n");
321         return -1;
322     }
323
324     opj_setup_encoder(compress, &ctx->enc_params, image);
325     stream = opj_cio_open((opj_common_ptr)compress, NULL, 0);
326     if (!stream) {
327         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating the cio stream\n");
328         return AVERROR(ENOMEM);
329     }
330
331     if (!opj_encode(compress, stream, image, NULL)) {
332         opj_cio_close(stream);
333         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error during the opj encode\n");
334         return -1;
335     }
336
337     len = cio_tell(stream);
338     if (len > buf_size) {
339         opj_cio_close(stream);
340         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error with buf_size, not large enough to hold the frame\n");
341         return -1;
342     }
343
344     memcpy(buf, stream->buffer, len);
345     opj_cio_close(stream);
346     return len;
347 }
348
349 static av_cold int libopenjpeg_encode_close(AVCodecContext *avctx)
350 {
351     LibOpenJPEGContext *ctx = avctx->priv_data;
352
353     opj_destroy_compress(ctx->compress);
354     opj_image_destroy(ctx->image);
355     av_freep(&avctx->coded_frame);
356     return 0 ;
357 }
358
359
360 AVCodec ff_libopenjpeg_encoder = {
361     .name           = "libopenjpeg",
362     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
363     .id             = CODEC_ID_JPEG2000,
364     .priv_data_size = sizeof(LibOpenJPEGContext),
365     .init           = libopenjpeg_encode_init,
366     .encode         = libopenjpeg_encode_frame,
367     .close          = libopenjpeg_encode_close,
368     .capabilities   = 0,
369     .pix_fmts = (const enum PixelFormat[]){PIX_FMT_RGB24,PIX_FMT_RGBA,PIX_FMT_GRAY8,
370                                            PIX_FMT_YUV420P,PIX_FMT_YUV422P,PIX_FMT_YUVA420P,
371                                            PIX_FMT_YUV440P,PIX_FMT_YUV444P,
372                                            PIX_FMT_YUV420P9,PIX_FMT_YUV422P9,PIX_FMT_YUV444P9,
373                                            PIX_FMT_YUV420P10,PIX_FMT_YUV422P10,PIX_FMT_YUV444P10,
374                                            PIX_FMT_YUV420P16,PIX_FMT_YUV422P16,PIX_FMT_YUV444P16},
375     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("OpenJPEG based JPEG 2000 encoder"),
376 } ;