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