Merge commit '85ca012ba680bdf942d95ab98c74f6a28f447588'
[ffmpeg.git] / libavcodec / mjpegenc_common.c
1 /*
2  * lossless JPEG shared bits
3  * Copyright (c) 2000, 2001 Fabrice Bellard
4  * Copyright (c) 2003 Alex Beregszaszi
5  *
6  * This file is part of FFmpeg.
7  *
8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
10  * License as published by the Free Software Foundation; either
11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
12  *
13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
16  * Lesser General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
21  */
22
23 #include <stdint.h>
24 #include <string.h>
25
26 #include "libavutil/common.h"
27 #include "libavutil/pixdesc.h"
28 #include "libavutil/pixfmt.h"
29
30 #include "avcodec.h"
31 #include "idctdsp.h"
32 #include "jpegtables.h"
33 #include "put_bits.h"
34 #include "mjpegenc.h"
35 #include "mjpegenc_common.h"
36 #include "mjpeg.h"
37
38 /* table_class: 0 = DC coef, 1 = AC coefs */
39 static int put_huffman_table(PutBitContext *p, int table_class, int table_id,
40                              const uint8_t *bits_table, const uint8_t *value_table)
41 {
42     int n, i;
43
44     put_bits(p, 4, table_class);
45     put_bits(p, 4, table_id);
46
47     n = 0;
48     for(i=1;i<=16;i++) {
49         n += bits_table[i];
50         put_bits(p, 8, bits_table[i]);
51     }
52
53     for(i=0;i<n;i++)
54         put_bits(p, 8, value_table[i]);
55
56     return n + 17;
57 }
58
59 static void jpeg_table_header(AVCodecContext *avctx, PutBitContext *p,
60                               ScanTable *intra_scantable,
61                               uint16_t luma_intra_matrix[64],
62                               uint16_t chroma_intra_matrix[64],
63                               int hsample[3])
64 {
65     int i, j, size;
66     uint8_t *ptr;
67
68     if (avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_LJPEG) {
69         int matrix_count = 1 + !!memcmp(luma_intra_matrix,
70                                         chroma_intra_matrix,
71                                         sizeof(luma_intra_matrix[0]) * 64);
72     /* quant matrixes */
73     put_marker(p, DQT);
74     put_bits(p, 16, 2 + matrix_count * (1 + 64));
75     put_bits(p, 4, 0); /* 8 bit precision */
76     put_bits(p, 4, 0); /* table 0 */
77     for(i=0;i<64;i++) {
78         j = intra_scantable->permutated[i];
79         put_bits(p, 8, luma_intra_matrix[j]);
80     }
81
82         if (matrix_count > 1) {
83             put_bits(p, 4, 0); /* 8 bit precision */
84             put_bits(p, 4, 1); /* table 1 */
85             for(i=0;i<64;i++) {
86                 j = intra_scantable->permutated[i];
87                 put_bits(p, 8, chroma_intra_matrix[j]);
88             }
89         }
90     }
91
92     if(avctx->active_thread_type & FF_THREAD_SLICE){
93         put_marker(p, DRI);
94         put_bits(p, 16, 4);
95         put_bits(p, 16, (avctx->width-1)/(8*hsample[0]) + 1);
96     }
97
98     /* huffman table */
99     put_marker(p, DHT);
100     flush_put_bits(p);
101     ptr = put_bits_ptr(p);
102     put_bits(p, 16, 0); /* patched later */
103     size = 2;
104     size += put_huffman_table(p, 0, 0, avpriv_mjpeg_bits_dc_luminance,
105                               avpriv_mjpeg_val_dc);
106     size += put_huffman_table(p, 0, 1, avpriv_mjpeg_bits_dc_chrominance,
107                               avpriv_mjpeg_val_dc);
108
109     size += put_huffman_table(p, 1, 0, avpriv_mjpeg_bits_ac_luminance,
110                               avpriv_mjpeg_val_ac_luminance);
111     size += put_huffman_table(p, 1, 1, avpriv_mjpeg_bits_ac_chrominance,
112                               avpriv_mjpeg_val_ac_chrominance);
113     AV_WB16(ptr, size);
114 }
115
116 static void jpeg_put_comments(AVCodecContext *avctx, PutBitContext *p)
117 {
118     int size;
119     uint8_t *ptr;
120
121     if (avctx->sample_aspect_ratio.num > 0 && avctx->sample_aspect_ratio.den > 0) {
122         /* JFIF header */
123         put_marker(p, APP0);
124         put_bits(p, 16, 16);
125         avpriv_put_string(p, "JFIF", 1); /* this puts the trailing zero-byte too */
126         /* The most significant byte is used for major revisions, the least
127          * significant byte for minor revisions. Version 1.02 is the current
128          * released revision. */
129         put_bits(p, 16, 0x0102);
130         put_bits(p,  8, 0);              /* units type: 0 - aspect ratio */
131         put_bits(p, 16, avctx->sample_aspect_ratio.num);
132         put_bits(p, 16, avctx->sample_aspect_ratio.den);
133         put_bits(p, 8, 0); /* thumbnail width */
134         put_bits(p, 8, 0); /* thumbnail height */
135     }
136
137     /* comment */
138     if (!(avctx->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT)) {
139         put_marker(p, COM);
140         flush_put_bits(p);
141         ptr = put_bits_ptr(p);
142         put_bits(p, 16, 0); /* patched later */
143         avpriv_put_string(p, LIBAVCODEC_IDENT, 1);
144         size = strlen(LIBAVCODEC_IDENT)+3;
145         AV_WB16(ptr, size);
146     }
147
148     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV420P ||
149         avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV422P ||
150         avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P) {
151         put_marker(p, COM);
152         flush_put_bits(p);
153         ptr = put_bits_ptr(p);
154         put_bits(p, 16, 0); /* patched later */
155         avpriv_put_string(p, "CS=ITU601", 1);
156         size = strlen("CS=ITU601")+3;
157         AV_WB16(ptr, size);
158     }
159 }
160
161 void ff_mjpeg_init_hvsample(AVCodecContext *avctx, int hsample[3], int vsample[3])
162 {
163     int chroma_h_shift, chroma_v_shift;
164
165     av_pix_fmt_get_chroma_sub_sample(avctx->pix_fmt, &chroma_h_shift,
166                                      &chroma_v_shift);
167     if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_LJPEG &&
168         (   avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR0
169          || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGRA
170          || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR24)) {
171         vsample[0] = hsample[0] =
172         vsample[1] = hsample[1] =
173         vsample[2] = hsample[2] = 1;
174     } else if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ444P) {
175         vsample[0] = vsample[1] = vsample[2] = 2;
176         hsample[0] = hsample[1] = hsample[2] = 1;
177     } else {
178         vsample[0] = 2;
179         vsample[1] = 2 >> chroma_v_shift;
180         vsample[2] = 2 >> chroma_v_shift;
181         hsample[0] = 2;
182         hsample[1] = 2 >> chroma_h_shift;
183         hsample[2] = 2 >> chroma_h_shift;
184     }
185 }
186
187 void ff_mjpeg_encode_picture_header(AVCodecContext *avctx, PutBitContext *pb,
188                                     ScanTable *intra_scantable,
189                                     uint16_t luma_intra_matrix[64],
190                                     uint16_t chroma_intra_matrix[64])
191 {
192     const int lossless = avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_MJPEG && avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_AMV;
193     int hsample[3], vsample[3];
194     int i;
195     int chroma_matrix = !!memcmp(luma_intra_matrix,
196                                  chroma_intra_matrix,
197                                  sizeof(luma_intra_matrix[0])*64);
198
199     ff_mjpeg_init_hvsample(avctx, hsample, vsample);
200
201     put_marker(pb, SOI);
202
203     // hack for AMV mjpeg format
204     if(avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_AMV) goto end;
205
206     jpeg_put_comments(avctx, pb);
207
208     jpeg_table_header(avctx, pb, intra_scantable, luma_intra_matrix, chroma_intra_matrix, hsample);
209
210     switch (avctx->codec_id) {
211     case AV_CODEC_ID_MJPEG:  put_marker(pb, SOF0 ); break;
212     case AV_CODEC_ID_LJPEG:  put_marker(pb, SOF3 ); break;
213     default: av_assert0(0);
214     }
215
216     put_bits(pb, 16, 17);
217     if (lossless && (  avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR0
218                     || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGRA
219                     || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR24))
220         put_bits(pb, 8, 9); /* 9 bits/component RCT */
221     else
222         put_bits(pb, 8, 8); /* 8 bits/component */
223     put_bits(pb, 16, avctx->height);
224     put_bits(pb, 16, avctx->width);
225     put_bits(pb, 8, 3); /* 3 components */
226
227     /* Y component */
228     put_bits(pb, 8, 1); /* component number */
229     put_bits(pb, 4, hsample[0]); /* H factor */
230     put_bits(pb, 4, vsample[0]); /* V factor */
231     put_bits(pb, 8, 0); /* select matrix */
232
233     /* Cb component */
234     put_bits(pb, 8, 2); /* component number */
235     put_bits(pb, 4, hsample[1]); /* H factor */
236     put_bits(pb, 4, vsample[1]); /* V factor */
237     put_bits(pb, 8, lossless ? 0 : chroma_matrix); /* select matrix */
238
239     /* Cr component */
240     put_bits(pb, 8, 3); /* component number */
241     put_bits(pb, 4, hsample[2]); /* H factor */
242     put_bits(pb, 4, vsample[2]); /* V factor */
243     put_bits(pb, 8, lossless ? 0 : chroma_matrix); /* select matrix */
244
245     /* scan header */
246     put_marker(pb, SOS);
247     put_bits(pb, 16, 12); /* length */
248     put_bits(pb, 8, 3); /* 3 components */
249
250     /* Y component */
251     put_bits(pb, 8, 1); /* index */
252     put_bits(pb, 4, 0); /* DC huffman table index */
253     put_bits(pb, 4, 0); /* AC huffman table index */
254
255     /* Cb component */
256     put_bits(pb, 8, 2); /* index */
257     put_bits(pb, 4, 1); /* DC huffman table index */
258     put_bits(pb, 4, lossless ? 0 : 1); /* AC huffman table index */
259
260     /* Cr component */
261     put_bits(pb, 8, 3); /* index */
262     put_bits(pb, 4, 1); /* DC huffman table index */
263     put_bits(pb, 4, lossless ? 0 : 1); /* AC huffman table index */
264
265     put_bits(pb, 8, lossless ? avctx->prediction_method + 1 : 0); /* Ss (not used) */
266
267     switch (avctx->codec_id) {
268     case AV_CODEC_ID_MJPEG:  put_bits(pb, 8, 63); break; /* Se (not used) */
269     case AV_CODEC_ID_LJPEG:  put_bits(pb, 8,  0); break; /* not used */
270     default: av_assert0(0);
271     }
272
273     put_bits(pb, 8, 0); /* Ah/Al (not used) */
274
275 end:
276     if (!lossless) {
277         MpegEncContext *s = avctx->priv_data;
278         av_assert0(avctx->codec->priv_data_size == sizeof(MpegEncContext));
279
280         s->esc_pos = put_bits_count(pb) >> 3;
281         for(i=1; i<s->slice_context_count; i++)
282             s->thread_context[i]->esc_pos = 0;
283     }
284 }
285
286 void ff_mjpeg_escape_FF(PutBitContext *pb, int start)
287 {
288     int size;
289     int i, ff_count;
290     uint8_t *buf = pb->buf + start;
291     int align= (-(size_t)(buf))&3;
292     int pad = (-put_bits_count(pb))&7;
293
294     if (pad)
295         put_bits(pb, pad, (1<<pad)-1);
296
297     flush_put_bits(pb);
298     size = put_bits_count(pb) - start * 8;
299
300     av_assert1((size&7) == 0);
301     size >>= 3;
302
303     ff_count=0;
304     for(i=0; i<size && i<align; i++){
305         if(buf[i]==0xFF) ff_count++;
306     }
307     for(; i<size-15; i+=16){
308         int acc, v;
309
310         v= *(uint32_t*)(&buf[i]);
311         acc= (((v & (v>>4))&0x0F0F0F0F)+0x01010101)&0x10101010;
312         v= *(uint32_t*)(&buf[i+4]);
313         acc+=(((v & (v>>4))&0x0F0F0F0F)+0x01010101)&0x10101010;
314         v= *(uint32_t*)(&buf[i+8]);
315         acc+=(((v & (v>>4))&0x0F0F0F0F)+0x01010101)&0x10101010;
316         v= *(uint32_t*)(&buf[i+12]);
317         acc+=(((v & (v>>4))&0x0F0F0F0F)+0x01010101)&0x10101010;
318
319         acc>>=4;
320         acc+= (acc>>16);
321         acc+= (acc>>8);
322         ff_count+= acc&0xFF;
323     }
324     for(; i<size; i++){
325         if(buf[i]==0xFF) ff_count++;
326     }
327
328     if(ff_count==0) return;
329
330     flush_put_bits(pb);
331     skip_put_bytes(pb, ff_count);
332
333     for(i=size-1; ff_count; i--){
334         int v= buf[i];
335
336         if(v==0xFF){
337             buf[i+ff_count]= 0;
338             ff_count--;
339         }
340
341         buf[i+ff_count]= v;
342     }
343 }
344
345 void ff_mjpeg_encode_stuffing(MpegEncContext *s)
346 {
347     int i;
348     PutBitContext *pbc = &s->pb;
349     int mb_y = s->mb_y - !s->mb_x;
350
351     ff_mjpeg_escape_FF(pbc, s->esc_pos);
352
353     if((s->avctx->active_thread_type & FF_THREAD_SLICE) && mb_y < s->mb_height)
354         put_marker(pbc, RST0 + (mb_y&7));
355     s->esc_pos = put_bits_count(pbc) >> 3;
356
357     for(i=0; i<3; i++)
358         s->last_dc[i] = 128 << s->intra_dc_precision;
359 }
360
361 void ff_mjpeg_encode_picture_trailer(PutBitContext *pb, int header_bits)
362 {
363     av_assert1((header_bits & 7) == 0);
364
365     put_marker(pb, EOI);
366 }
367
368 void ff_mjpeg_encode_dc(PutBitContext *pb, int val,
369                         uint8_t *huff_size, uint16_t *huff_code)
370 {
371     int mant, nbits;
372
373     if (val == 0) {
374         put_bits(pb, huff_size[0], huff_code[0]);
375     } else {
376         mant = val;
377         if (val < 0) {
378             val = -val;
379             mant--;
380         }
381
382         nbits= av_log2_16bit(val) + 1;
383
384         put_bits(pb, huff_size[nbits], huff_code[nbits]);
385
386         put_sbits(pb, nbits, mant);
387     }
388 }