cosmetics: Group .name and .long_name together in codec/format declarations
[ffmpeg.git] / libavcodec / mjpegenc.c
1 /*
2  * MJPEG 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 Libav.
12  *
13  * Libav 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  * Libav 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 Libav; 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  * MJPEG encoder.
31  */
32
33 #include <assert.h>
34
35 #include "avcodec.h"
36 #include "mpegvideo.h"
37 #include "mjpeg.h"
38 #include "mjpegenc.h"
39
40 /* use two quantizer tables (one for luminance and one for chrominance) */
41 /* not yet working */
42 #undef TWOMATRIXES
43
44
45 av_cold int ff_mjpeg_encode_init(MpegEncContext *s)
46 {
47     MJpegContext *m;
48
49     m = av_malloc(sizeof(MJpegContext));
50     if (!m)
51         return -1;
52
53     s->min_qcoeff=-1023;
54     s->max_qcoeff= 1023;
55
56     /* build all the huffman tables */
57     ff_mjpeg_build_huffman_codes(m->huff_size_dc_luminance,
58                                  m->huff_code_dc_luminance,
59                                  avpriv_mjpeg_bits_dc_luminance,
60                                  avpriv_mjpeg_val_dc);
61     ff_mjpeg_build_huffman_codes(m->huff_size_dc_chrominance,
62                                  m->huff_code_dc_chrominance,
63                                  avpriv_mjpeg_bits_dc_chrominance,
64                                  avpriv_mjpeg_val_dc);
65     ff_mjpeg_build_huffman_codes(m->huff_size_ac_luminance,
66                                  m->huff_code_ac_luminance,
67                                  avpriv_mjpeg_bits_ac_luminance,
68                                  avpriv_mjpeg_val_ac_luminance);
69     ff_mjpeg_build_huffman_codes(m->huff_size_ac_chrominance,
70                                  m->huff_code_ac_chrominance,
71                                  avpriv_mjpeg_bits_ac_chrominance,
72                                  avpriv_mjpeg_val_ac_chrominance);
73
74     s->mjpeg_ctx = m;
75     return 0;
76 }
77
78 void ff_mjpeg_encode_close(MpegEncContext *s)
79 {
80     av_free(s->mjpeg_ctx);
81 }
82
83 /* table_class: 0 = DC coef, 1 = AC coefs */
84 static int put_huffman_table(MpegEncContext *s, int table_class, int table_id,
85                              const uint8_t *bits_table, const uint8_t *value_table)
86 {
87     PutBitContext *p = &s->pb;
88     int n, i;
89
90     put_bits(p, 4, table_class);
91     put_bits(p, 4, table_id);
92
93     n = 0;
94     for(i=1;i<=16;i++) {
95         n += bits_table[i];
96         put_bits(p, 8, bits_table[i]);
97     }
98
99     for(i=0;i<n;i++)
100         put_bits(p, 8, value_table[i]);
101
102     return n + 17;
103 }
104
105 static void jpeg_table_header(MpegEncContext *s)
106 {
107     PutBitContext *p = &s->pb;
108     int i, j, size;
109     uint8_t *ptr;
110
111     /* quant matrixes */
112     put_marker(p, DQT);
113 #ifdef TWOMATRIXES
114     put_bits(p, 16, 2 + 2 * (1 + 64));
115 #else
116     put_bits(p, 16, 2 + 1 * (1 + 64));
117 #endif
118     put_bits(p, 4, 0); /* 8 bit precision */
119     put_bits(p, 4, 0); /* table 0 */
120     for(i=0;i<64;i++) {
121         j = s->intra_scantable.permutated[i];
122         put_bits(p, 8, s->intra_matrix[j]);
123     }
124 #ifdef TWOMATRIXES
125     put_bits(p, 4, 0); /* 8 bit precision */
126     put_bits(p, 4, 1); /* table 1 */
127     for(i=0;i<64;i++) {
128         j = s->intra_scantable.permutated[i];
129         put_bits(p, 8, s->chroma_intra_matrix[j]);
130     }
131 #endif
132
133     /* huffman table */
134     put_marker(p, DHT);
135     flush_put_bits(p);
136     ptr = put_bits_ptr(p);
137     put_bits(p, 16, 0); /* patched later */
138     size = 2;
139     size += put_huffman_table(s, 0, 0, avpriv_mjpeg_bits_dc_luminance,
140                               avpriv_mjpeg_val_dc);
141     size += put_huffman_table(s, 0, 1, avpriv_mjpeg_bits_dc_chrominance,
142                               avpriv_mjpeg_val_dc);
143
144     size += put_huffman_table(s, 1, 0, avpriv_mjpeg_bits_ac_luminance,
145                               avpriv_mjpeg_val_ac_luminance);
146     size += put_huffman_table(s, 1, 1, avpriv_mjpeg_bits_ac_chrominance,
147                               avpriv_mjpeg_val_ac_chrominance);
148     AV_WB16(ptr, size);
149 }
150
151 static void jpeg_put_comments(MpegEncContext *s)
152 {
153     PutBitContext *p = &s->pb;
154     int size;
155     uint8_t *ptr;
156
157     if (s->aspect_ratio_info /* && !lossless */)
158     {
159     /* JFIF header */
160     put_marker(p, APP0);
161     put_bits(p, 16, 16);
162     avpriv_put_string(p, "JFIF", 1); /* this puts the trailing zero-byte too */
163     put_bits(p, 16, 0x0201); /* v 1.02 */
164     put_bits(p, 8, 0); /* units type: 0 - aspect ratio */
165     put_bits(p, 16, s->avctx->sample_aspect_ratio.num);
166     put_bits(p, 16, s->avctx->sample_aspect_ratio.den);
167     put_bits(p, 8, 0); /* thumbnail width */
168     put_bits(p, 8, 0); /* thumbnail height */
169     }
170
171     /* comment */
172     if(!(s->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT)){
173         put_marker(p, COM);
174         flush_put_bits(p);
175         ptr = put_bits_ptr(p);
176         put_bits(p, 16, 0); /* patched later */
177         avpriv_put_string(p, LIBAVCODEC_IDENT, 1);
178         size = strlen(LIBAVCODEC_IDENT)+3;
179         AV_WB16(ptr, size);
180     }
181
182     if(  s->avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV420P
183        ||s->avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV422P
184        ||s->avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P){
185         put_marker(p, COM);
186         flush_put_bits(p);
187         ptr = put_bits_ptr(p);
188         put_bits(p, 16, 0); /* patched later */
189         avpriv_put_string(p, "CS=ITU601", 1);
190         size = strlen("CS=ITU601")+3;
191         AV_WB16(ptr, size);
192     }
193 }
194
195 void ff_mjpeg_encode_picture_header(MpegEncContext *s)
196 {
197     const int lossless= s->avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_MJPEG;
198
199     put_marker(&s->pb, SOI);
200
201     jpeg_put_comments(s);
202
203     jpeg_table_header(s);
204
205     switch(s->avctx->codec_id){
206     case AV_CODEC_ID_MJPEG:  put_marker(&s->pb, SOF0 ); break;
207     case AV_CODEC_ID_LJPEG:  put_marker(&s->pb, SOF3 ); break;
208     default: assert(0);
209     }
210
211     put_bits(&s->pb, 16, 17);
212     if(lossless && s->avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGRA)
213         put_bits(&s->pb, 8, 9); /* 9 bits/component RCT */
214     else
215         put_bits(&s->pb, 8, 8); /* 8 bits/component */
216     put_bits(&s->pb, 16, s->height);
217     put_bits(&s->pb, 16, s->width);
218     put_bits(&s->pb, 8, 3); /* 3 components */
219
220     /* Y component */
221     put_bits(&s->pb, 8, 1); /* component number */
222     put_bits(&s->pb, 4, s->mjpeg_hsample[0]); /* H factor */
223     put_bits(&s->pb, 4, s->mjpeg_vsample[0]); /* V factor */
224     put_bits(&s->pb, 8, 0); /* select matrix */
225
226     /* Cb component */
227     put_bits(&s->pb, 8, 2); /* component number */
228     put_bits(&s->pb, 4, s->mjpeg_hsample[1]); /* H factor */
229     put_bits(&s->pb, 4, s->mjpeg_vsample[1]); /* V factor */
230 #ifdef TWOMATRIXES
231     put_bits(&s->pb, 8, lossless ? 0 : 1); /* select matrix */
232 #else
233     put_bits(&s->pb, 8, 0); /* select matrix */
234 #endif
235
236     /* Cr component */
237     put_bits(&s->pb, 8, 3); /* component number */
238     put_bits(&s->pb, 4, s->mjpeg_hsample[2]); /* H factor */
239     put_bits(&s->pb, 4, s->mjpeg_vsample[2]); /* V factor */
240 #ifdef TWOMATRIXES
241     put_bits(&s->pb, 8, lossless ? 0 : 1); /* select matrix */
242 #else
243     put_bits(&s->pb, 8, 0); /* select matrix */
244 #endif
245
246     /* scan header */
247     put_marker(&s->pb, SOS);
248     put_bits(&s->pb, 16, 12); /* length */
249     put_bits(&s->pb, 8, 3); /* 3 components */
250
251     /* Y component */
252     put_bits(&s->pb, 8, 1); /* index */
253     put_bits(&s->pb, 4, 0); /* DC huffman table index */
254     put_bits(&s->pb, 4, 0); /* AC huffman table index */
255
256     /* Cb component */
257     put_bits(&s->pb, 8, 2); /* index */
258     put_bits(&s->pb, 4, 1); /* DC huffman table index */
259     put_bits(&s->pb, 4, lossless ? 0 : 1); /* AC huffman table index */
260
261     /* Cr component */
262     put_bits(&s->pb, 8, 3); /* index */
263     put_bits(&s->pb, 4, 1); /* DC huffman table index */
264     put_bits(&s->pb, 4, lossless ? 0 : 1); /* AC huffman table index */
265
266     put_bits(&s->pb, 8, lossless ? s->avctx->prediction_method+1 : 0); /* Ss (not used) */
267
268     switch(s->avctx->codec_id){
269     case AV_CODEC_ID_MJPEG:  put_bits(&s->pb, 8, 63); break; /* Se (not used) */
270     case AV_CODEC_ID_LJPEG:  put_bits(&s->pb, 8,  0); break; /* not used */
271     default: assert(0);
272     }
273
274     put_bits(&s->pb, 8, 0); /* Ah/Al (not used) */
275 }
276
277 static void escape_FF(MpegEncContext *s, int start)
278 {
279     int size= put_bits_count(&s->pb) - start*8;
280     int i, ff_count;
281     uint8_t *buf= s->pb.buf + start;
282     int align= (-(size_t)(buf))&3;
283
284     assert((size&7) == 0);
285     size >>= 3;
286
287     ff_count=0;
288     for(i=0; i<size && i<align; i++){
289         if(buf[i]==0xFF) ff_count++;
290     }
291     for(; i<size-15; i+=16){
292         int acc, v;
293
294         v= *(uint32_t*)(&buf[i]);
295         acc= (((v & (v>>4))&0x0F0F0F0F)+0x01010101)&0x10101010;
296         v= *(uint32_t*)(&buf[i+4]);
297         acc+=(((v & (v>>4))&0x0F0F0F0F)+0x01010101)&0x10101010;
298         v= *(uint32_t*)(&buf[i+8]);
299         acc+=(((v & (v>>4))&0x0F0F0F0F)+0x01010101)&0x10101010;
300         v= *(uint32_t*)(&buf[i+12]);
301         acc+=(((v & (v>>4))&0x0F0F0F0F)+0x01010101)&0x10101010;
302
303         acc>>=4;
304         acc+= (acc>>16);
305         acc+= (acc>>8);
306         ff_count+= acc&0xFF;
307     }
308     for(; i<size; i++){
309         if(buf[i]==0xFF) ff_count++;
310     }
311
312     if(ff_count==0) return;
313
314     flush_put_bits(&s->pb);
315     skip_put_bytes(&s->pb, ff_count);
316
317     for(i=size-1; ff_count; i--){
318         int v= buf[i];
319
320         if(v==0xFF){
321             buf[i+ff_count]= 0;
322             ff_count--;
323         }
324
325         buf[i+ff_count]= v;
326     }
327 }
328
329 void ff_mjpeg_encode_stuffing(PutBitContext * pbc)
330 {
331     int length;
332     length= (-put_bits_count(pbc))&7;
333     if(length) put_bits(pbc, length, (1<<length)-1);
334 }
335
336 void ff_mjpeg_encode_picture_trailer(MpegEncContext *s)
337 {
338     ff_mjpeg_encode_stuffing(&s->pb);
339     flush_put_bits(&s->pb);
340
341     assert((s->header_bits&7)==0);
342
343     escape_FF(s, s->header_bits>>3);
344
345     put_marker(&s->pb, EOI);
346 }
347
348 void ff_mjpeg_encode_dc(MpegEncContext *s, int val,
349                         uint8_t *huff_size, uint16_t *huff_code)
350 {
351     int mant, nbits;
352
353     if (val == 0) {
354         put_bits(&s->pb, huff_size[0], huff_code[0]);
355     } else {
356         mant = val;
357         if (val < 0) {
358             val = -val;
359             mant--;
360         }
361
362         nbits= av_log2_16bit(val) + 1;
363
364         put_bits(&s->pb, huff_size[nbits], huff_code[nbits]);
365
366         put_sbits(&s->pb, nbits, mant);
367     }
368 }
369
370 static void encode_block(MpegEncContext *s, int16_t *block, int n)
371 {
372     int mant, nbits, code, i, j;
373     int component, dc, run, last_index, val;
374     MJpegContext *m = s->mjpeg_ctx;
375     uint8_t *huff_size_ac;
376     uint16_t *huff_code_ac;
377
378     /* DC coef */
379     component = (n <= 3 ? 0 : (n&1) + 1);
380     dc = block[0]; /* overflow is impossible */
381     val = dc - s->last_dc[component];
382     if (n < 4) {
383         ff_mjpeg_encode_dc(s, val, m->huff_size_dc_luminance, m->huff_code_dc_luminance);
384         huff_size_ac = m->huff_size_ac_luminance;
385         huff_code_ac = m->huff_code_ac_luminance;
386     } else {
387         ff_mjpeg_encode_dc(s, val, m->huff_size_dc_chrominance, m->huff_code_dc_chrominance);
388         huff_size_ac = m->huff_size_ac_chrominance;
389         huff_code_ac = m->huff_code_ac_chrominance;
390     }
391     s->last_dc[component] = dc;
392
393     /* AC coefs */
394
395     run = 0;
396     last_index = s->block_last_index[n];
397     for(i=1;i<=last_index;i++) {
398         j = s->intra_scantable.permutated[i];
399         val = block[j];
400         if (val == 0) {
401             run++;
402         } else {
403             while (run >= 16) {
404                 put_bits(&s->pb, huff_size_ac[0xf0], huff_code_ac[0xf0]);
405                 run -= 16;
406             }
407             mant = val;
408             if (val < 0) {
409                 val = -val;
410                 mant--;
411             }
412
413             nbits= av_log2(val) + 1;
414             code = (run << 4) | nbits;
415
416             put_bits(&s->pb, huff_size_ac[code], huff_code_ac[code]);
417
418             put_sbits(&s->pb, nbits, mant);
419             run = 0;
420         }
421     }
422
423     /* output EOB only if not already 64 values */
424     if (last_index < 63 || run != 0)
425         put_bits(&s->pb, huff_size_ac[0], huff_code_ac[0]);
426 }
427
428 void ff_mjpeg_encode_mb(MpegEncContext *s, int16_t block[6][64])
429 {
430     int i;
431     for(i=0;i<5;i++) {
432         encode_block(s, block[i], i);
433     }
434     if (s->chroma_format == CHROMA_420) {
435         encode_block(s, block[5], 5);
436     } else {
437         encode_block(s, block[6], 6);
438         encode_block(s, block[5], 5);
439         encode_block(s, block[7], 7);
440     }
441
442     s->i_tex_bits += get_bits_diff(s);
443 }
444
445 AVCodec ff_mjpeg_encoder = {
446     .name           = "mjpeg",
447     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MJPEG (Motion JPEG)"),
448     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
449     .id             = AV_CODEC_ID_MJPEG,
450     .priv_data_size = sizeof(MpegEncContext),
451     .init           = ff_MPV_encode_init,
452     .encode2        = ff_MPV_encode_picture,
453     .close          = ff_MPV_encode_end,
454     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]){
455         AV_PIX_FMT_YUVJ420P, AV_PIX_FMT_YUVJ422P, AV_PIX_FMT_NONE
456     },
457 };