avcodec/mjpegenc: move ff_mjpeg_encode_picture_frame to mjpegenc_common
[ffmpeg.git] / libavcodec / ljpegenc.c
1 /*
2  * lossless JPEG encoder
3  * Copyright (c) 2000, 2001 Fabrice Bellard
4  * Copyright (c) 2003 Alex Beregszaszi
5  * Copyright (c) 2003-2004 Michael Niedermayer
6  *
7  * Support for external huffman table, various fixes (AVID workaround),
8  * aspecting, new decode_frame mechanism and apple mjpeg-b support
9  *                                  by Alex Beregszaszi
10  *
11  * This file is part of FFmpeg.
12  *
13  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
14  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
15  * License as published by the Free Software Foundation; either
16  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
17  *
18  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
19  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
20  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
21  * Lesser General Public License for more details.
22  *
23  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
24  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
25  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
26  */
27
28 /**
29  * @file
30  * lossless JPEG encoder.
31  */
32
33 #include "libavutil/frame.h"
34 #include "libavutil/mem.h"
35 #include "libavutil/pixdesc.h"
36
37 #include "avcodec.h"
38 #include "idctdsp.h"
39 #include "internal.h"
40 #include "jpegtables.h"
41 #include "mjpegenc_common.h"
42 #include "mjpeg.h"
43
44 typedef struct LJpegEncContext {
45     AVClass *class;
46     IDCTDSPContext idsp;
47     ScanTable scantable;
48     uint16_t matrix[64];
49
50     int vsample[4];
51     int hsample[4];
52
53     uint16_t huff_code_dc_luminance[12];
54     uint16_t huff_code_dc_chrominance[12];
55     uint8_t  huff_size_dc_luminance[12];
56     uint8_t  huff_size_dc_chrominance[12];
57
58     uint16_t (*scratch)[4];
59     int pred;
60 } LJpegEncContext;
61
62 static int ljpeg_encode_bgr(AVCodecContext *avctx, PutBitContext *pb,
63                             const AVFrame *frame)
64 {
65     LJpegEncContext *s    = avctx->priv_data;
66     const int width       = frame->width;
67     const int height      = frame->height;
68     const int linesize    = frame->linesize[0];
69     uint16_t (*buffer)[4] = s->scratch;
70     int left[4], top[4], topleft[4];
71     int x, y, i;
72
73 #if FF_API_PRIVATE_OPT
74 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
75     if (avctx->prediction_method)
76         s->pred = avctx->prediction_method + 1;
77 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
78 #endif
79
80     for (i = 0; i < 4; i++)
81         buffer[0][i] = 1 << (9 - 1);
82
83     for (y = 0; y < height; y++) {
84         const int modified_predictor = y ? s->pred : 1;
85         uint8_t *ptr = frame->data[0] + (linesize * y);
86
87         if (pb->buf_end - pb->buf - (put_bits_count(pb) >> 3) < width * 4 * 4) {
88             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "encoded frame too large\n");
89             return -1;
90         }
91
92         for (i = 0; i < 4; i++)
93             top[i]= left[i]= topleft[i]= buffer[0][i];
94
95         for (x = 0; x < width; x++) {
96             if(avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR24){
97                 buffer[x][1] =  ptr[3 * x + 0] -     ptr[3 * x + 1] + 0x100;
98                 buffer[x][2] =  ptr[3 * x + 2] -     ptr[3 * x + 1] + 0x100;
99                 buffer[x][0] = (ptr[3 * x + 0] + 2 * ptr[3 * x + 1] + ptr[3 * x + 2]) >> 2;
100             }else{
101                 buffer[x][1] =  ptr[4 * x + 0] -     ptr[4 * x + 1] + 0x100;
102                 buffer[x][2] =  ptr[4 * x + 2] -     ptr[4 * x + 1] + 0x100;
103                 buffer[x][0] = (ptr[4 * x + 0] + 2 * ptr[4 * x + 1] + ptr[4 * x + 2]) >> 2;
104                 if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGRA)
105                     buffer[x][3] =  ptr[4 * x + 3];
106             }
107
108             for (i = 0; i < 3 + (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGRA); i++) {
109                 int pred, diff;
110
111                 PREDICT(pred, topleft[i], top[i], left[i], modified_predictor);
112
113                 topleft[i] = top[i];
114                 top[i]     = buffer[x+1][i];
115
116                 left[i]    = buffer[x][i];
117
118                 diff       = ((left[i] - pred + 0x100) & 0x1FF) - 0x100;
119
120                 if (i == 0 || i == 3)
121                     ff_mjpeg_encode_dc(pb, diff, s->huff_size_dc_luminance, s->huff_code_dc_luminance); //FIXME ugly
122                 else
123                     ff_mjpeg_encode_dc(pb, diff, s->huff_size_dc_chrominance, s->huff_code_dc_chrominance);
124             }
125         }
126     }
127
128     return 0;
129 }
130
131 static inline void ljpeg_encode_yuv_mb(LJpegEncContext *s, PutBitContext *pb,
132                                        const AVFrame *frame, int predictor,
133                                        int mb_x, int mb_y)
134 {
135     int i;
136
137     if (mb_x == 0 || mb_y == 0) {
138         for (i = 0; i < 3; i++) {
139             uint8_t *ptr;
140             int x, y, h, v, linesize;
141             h = s->hsample[i];
142             v = s->vsample[i];
143             linesize = frame->linesize[i];
144
145             for (y = 0; y < v; y++) {
146                 for (x = 0; x < h; x++) {
147                     int pred;
148
149                     ptr = frame->data[i] + (linesize * (v * mb_y + y)) + (h * mb_x + x); //FIXME optimize this crap
150                     if (y == 0 && mb_y == 0) {
151                         if (x == 0 && mb_x == 0)
152                             pred = 128;
153                         else
154                             pred = ptr[-1];
155                     } else {
156                         if (x == 0 && mb_x == 0) {
157                             pred = ptr[-linesize];
158                         } else {
159                             PREDICT(pred, ptr[-linesize - 1], ptr[-linesize],
160                                     ptr[-1], predictor);
161                         }
162                     }
163
164                     if (i == 0)
165                         ff_mjpeg_encode_dc(pb, *ptr - pred, s->huff_size_dc_luminance, s->huff_code_dc_luminance); //FIXME ugly
166                     else
167                         ff_mjpeg_encode_dc(pb, *ptr - pred, s->huff_size_dc_chrominance, s->huff_code_dc_chrominance);
168                 }
169             }
170         }
171     } else {
172         for (i = 0; i < 3; i++) {
173             uint8_t *ptr;
174             int x, y, h, v, linesize;
175             h = s->hsample[i];
176             v = s->vsample[i];
177             linesize = frame->linesize[i];
178
179             for (y = 0; y < v; y++) {
180                 for (x = 0; x < h; x++) {
181                     int pred;
182
183                     ptr = frame->data[i] + (linesize * (v * mb_y + y)) + (h * mb_x + x); //FIXME optimize this crap
184                     PREDICT(pred, ptr[-linesize - 1], ptr[-linesize], ptr[-1], predictor);
185
186                     if (i == 0)
187                         ff_mjpeg_encode_dc(pb, *ptr - pred, s->huff_size_dc_luminance, s->huff_code_dc_luminance); //FIXME ugly
188                     else
189                         ff_mjpeg_encode_dc(pb, *ptr - pred, s->huff_size_dc_chrominance, s->huff_code_dc_chrominance);
190                 }
191             }
192         }
193     }
194 }
195
196 static int ljpeg_encode_yuv(AVCodecContext *avctx, PutBitContext *pb,
197                             const AVFrame *frame)
198 {
199     LJpegEncContext *s  = avctx->priv_data;
200     const int mb_width  = (avctx->width  + s->hsample[0] - 1) / s->hsample[0];
201     const int mb_height = (avctx->height + s->vsample[0] - 1) / s->vsample[0];
202     int mb_x, mb_y;
203
204 #if FF_API_PRIVATE_OPT
205 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
206     if (avctx->prediction_method)
207         s->pred = avctx->prediction_method + 1;
208 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
209 #endif
210
211     for (mb_y = 0; mb_y < mb_height; mb_y++) {
212         if (pb->buf_end - pb->buf - (put_bits_count(pb) >> 3) <
213             mb_width * 4 * 3 * s->hsample[0] * s->vsample[0]) {
214             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "encoded frame too large\n");
215             return -1;
216         }
217
218         for (mb_x = 0; mb_x < mb_width; mb_x++)
219             ljpeg_encode_yuv_mb(s, pb, frame, s->pred, mb_x, mb_y);
220     }
221
222     return 0;
223 }
224
225 static int ljpeg_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
226                               const AVFrame *pict, int *got_packet)
227 {
228     LJpegEncContext *s = avctx->priv_data;
229     PutBitContext pb;
230     const int width  = avctx->width;
231     const int height = avctx->height;
232     const int mb_width  = (width  + s->hsample[0] - 1) / s->hsample[0];
233     const int mb_height = (height + s->vsample[0] - 1) / s->vsample[0];
234     int max_pkt_size = AV_INPUT_BUFFER_MIN_SIZE;
235     int ret, header_bits;
236
237     if(    avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR0
238         || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR24)
239         max_pkt_size += width * height * 3 * 4;
240     else if(avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGRA)
241         max_pkt_size += width * height * 4 * 4;
242     else {
243         max_pkt_size += mb_width * mb_height * 3 * 4
244                         * s->hsample[0] * s->vsample[0];
245     }
246
247     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, max_pkt_size, 0)) < 0)
248         return ret;
249
250     init_put_bits(&pb, pkt->data, pkt->size);
251
252     ff_mjpeg_encode_picture_header(avctx, &pb, &s->scantable,
253                                    s->pred, s->matrix, s->matrix);
254
255     header_bits = put_bits_count(&pb);
256
257     if(    avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR0
258         || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGRA
259         || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR24)
260         ret = ljpeg_encode_bgr(avctx, &pb, pict);
261     else
262         ret = ljpeg_encode_yuv(avctx, &pb, pict);
263     if (ret < 0)
264         return ret;
265
266     emms_c();
267
268     ff_mjpeg_escape_FF(&pb, header_bits >> 3);
269     ff_mjpeg_encode_picture_trailer(&pb, header_bits);
270
271     flush_put_bits(&pb);
272     pkt->size   = put_bits_ptr(&pb) - pb.buf;
273     pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
274     *got_packet = 1;
275
276     return 0;
277 }
278
279 static av_cold int ljpeg_encode_close(AVCodecContext *avctx)
280 {
281     LJpegEncContext *s = avctx->priv_data;
282
283     av_freep(&s->scratch);
284
285     return 0;
286 }
287
288 static av_cold int ljpeg_encode_init(AVCodecContext *avctx)
289 {
290     LJpegEncContext *s = avctx->priv_data;
291
292     if ((avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV420P ||
293          avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV422P ||
294          avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P ||
295          avctx->color_range == AVCOL_RANGE_MPEG) &&
296         avctx->strict_std_compliance > FF_COMPLIANCE_UNOFFICIAL) {
297         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
298                "Limited range YUV is non-standard, set strict_std_compliance to "
299                "at least unofficial to use it.\n");
300         return AVERROR(EINVAL);
301     }
302
303 #if FF_API_CODED_FRAME
304 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
305     avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
306     avctx->coded_frame->key_frame = 1;
307 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
308 #endif
309
310     s->scratch = av_malloc_array(avctx->width + 1, sizeof(*s->scratch));
311     if (!s->scratch)
312         goto fail;
313
314     ff_idctdsp_init(&s->idsp, avctx);
315     ff_init_scantable(s->idsp.idct_permutation, &s->scantable,
316                       ff_zigzag_direct);
317
318     ff_mjpeg_init_hvsample(avctx, s->hsample, s->vsample);
319
320     ff_mjpeg_build_huffman_codes(s->huff_size_dc_luminance,
321                                  s->huff_code_dc_luminance,
322                                  avpriv_mjpeg_bits_dc_luminance,
323                                  avpriv_mjpeg_val_dc);
324     ff_mjpeg_build_huffman_codes(s->huff_size_dc_chrominance,
325                                  s->huff_code_dc_chrominance,
326                                  avpriv_mjpeg_bits_dc_chrominance,
327                                  avpriv_mjpeg_val_dc);
328
329     return 0;
330 fail:
331     ljpeg_encode_close(avctx);
332     return AVERROR(ENOMEM);
333 }
334
335 #define OFFSET(x) offsetof(LJpegEncContext, x)
336 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
337 static const AVOption options[] = {
338 { "pred", "Prediction method", OFFSET(pred), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 1 }, 1, 3, VE, "pred" },
339     { "left",   NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = 1 }, INT_MIN, INT_MAX, VE, "pred" },
340     { "plane",  NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = 2 }, INT_MIN, INT_MAX, VE, "pred" },
341     { "median", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = 3 }, INT_MIN, INT_MAX, VE, "pred" },
342
343     { NULL},
344 };
345
346 static const AVClass ljpeg_class = {
347     .class_name = "ljpeg",
348     .item_name  = av_default_item_name,
349     .option     = options,
350     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
351 };
352
353 AVCodec ff_ljpeg_encoder = {
354     .name           = "ljpeg",
355     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Lossless JPEG"),
356     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
357     .id             = AV_CODEC_ID_LJPEG,
358     .priv_data_size = sizeof(LJpegEncContext),
359     .priv_class     = &ljpeg_class,
360     .init           = ljpeg_encode_init,
361     .encode2        = ljpeg_encode_frame,
362     .close          = ljpeg_encode_close,
363     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_FRAME_THREADS | AV_CODEC_CAP_INTRA_ONLY,
364     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]){
365         AV_PIX_FMT_BGR24   , AV_PIX_FMT_BGRA    , AV_PIX_FMT_BGR0,
366         AV_PIX_FMT_YUVJ420P, AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
367         AV_PIX_FMT_YUV420P , AV_PIX_FMT_YUV444P , AV_PIX_FMT_YUV422P,
368         AV_PIX_FMT_NONE},
369 };