Merge commit '2862b63783b5556f7f3fb2d097629bc6879f833a'
[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     MpegEncContext *s = avctx->priv_data;
68
69     if (avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_LJPEG) {
70         int matrix_count = 1 + !!memcmp(luma_intra_matrix,
71                                         chroma_intra_matrix,
72                                         sizeof(luma_intra_matrix[0]) * 64);
73     if (s->force_duplicated_matrix)
74         matrix_count = 2;
75     /* quant matrixes */
76     put_marker(p, DQT);
77     put_bits(p, 16, 2 + matrix_count * (1 + 64));
78     put_bits(p, 4, 0); /* 8 bit precision */
79     put_bits(p, 4, 0); /* table 0 */
80     for(i=0;i<64;i++) {
81         j = intra_scantable->permutated[i];
82         put_bits(p, 8, luma_intra_matrix[j]);
83     }
84
85         if (matrix_count > 1) {
86             put_bits(p, 4, 0); /* 8 bit precision */
87             put_bits(p, 4, 1); /* table 1 */
88             for(i=0;i<64;i++) {
89                 j = intra_scantable->permutated[i];
90                 put_bits(p, 8, chroma_intra_matrix[j]);
91             }
92         }
93     }
94
95     if(avctx->active_thread_type & FF_THREAD_SLICE){
96         put_marker(p, DRI);
97         put_bits(p, 16, 4);
98         put_bits(p, 16, (avctx->width-1)/(8*hsample[0]) + 1);
99     }
100
101     /* huffman table */
102     put_marker(p, DHT);
103     flush_put_bits(p);
104     ptr = put_bits_ptr(p);
105     put_bits(p, 16, 0); /* patched later */
106     size = 2;
107     size += put_huffman_table(p, 0, 0, avpriv_mjpeg_bits_dc_luminance,
108                               avpriv_mjpeg_val_dc);
109     size += put_huffman_table(p, 0, 1, avpriv_mjpeg_bits_dc_chrominance,
110                               avpriv_mjpeg_val_dc);
111
112     size += put_huffman_table(p, 1, 0, avpriv_mjpeg_bits_ac_luminance,
113                               avpriv_mjpeg_val_ac_luminance);
114     size += put_huffman_table(p, 1, 1, avpriv_mjpeg_bits_ac_chrominance,
115                               avpriv_mjpeg_val_ac_chrominance);
116     AV_WB16(ptr, size);
117 }
118
119 static void jpeg_put_comments(AVCodecContext *avctx, PutBitContext *p)
120 {
121     int size;
122     uint8_t *ptr;
123
124     if (avctx->sample_aspect_ratio.num > 0 && avctx->sample_aspect_ratio.den > 0) {
125         /* JFIF header */
126         put_marker(p, APP0);
127         put_bits(p, 16, 16);
128         avpriv_put_string(p, "JFIF", 1); /* this puts the trailing zero-byte too */
129         /* The most significant byte is used for major revisions, the least
130          * significant byte for minor revisions. Version 1.02 is the current
131          * released revision. */
132         put_bits(p, 16, 0x0102);
133         put_bits(p,  8, 0);              /* units type: 0 - aspect ratio */
134         put_bits(p, 16, avctx->sample_aspect_ratio.num);
135         put_bits(p, 16, avctx->sample_aspect_ratio.den);
136         put_bits(p, 8, 0); /* thumbnail width */
137         put_bits(p, 8, 0); /* thumbnail height */
138     }
139
140     /* comment */
141     if (!(avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_BITEXACT)) {
142         put_marker(p, COM);
143         flush_put_bits(p);
144         ptr = put_bits_ptr(p);
145         put_bits(p, 16, 0); /* patched later */
146         avpriv_put_string(p, LIBAVCODEC_IDENT, 1);
147         size = strlen(LIBAVCODEC_IDENT)+3;
148         AV_WB16(ptr, size);
149     }
150
151     if (((avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV420P ||
152           avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV422P ||
153           avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P) && avctx->color_range != AVCOL_RANGE_JPEG)
154         || avctx->color_range == AVCOL_RANGE_MPEG) {
155         put_marker(p, COM);
156         flush_put_bits(p);
157         ptr = put_bits_ptr(p);
158         put_bits(p, 16, 0); /* patched later */
159         avpriv_put_string(p, "CS=ITU601", 1);
160         size = strlen("CS=ITU601")+3;
161         AV_WB16(ptr, size);
162     }
163 }
164
165 void ff_mjpeg_init_hvsample(AVCodecContext *avctx, int hsample[4], int vsample[4])
166 {
167     int chroma_h_shift, chroma_v_shift;
168
169     av_pix_fmt_get_chroma_sub_sample(avctx->pix_fmt, &chroma_h_shift,
170                                      &chroma_v_shift);
171     if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_LJPEG &&
172         (   avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR0
173          || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGRA
174          || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR24)) {
175         vsample[0] = hsample[0] =
176         vsample[1] = hsample[1] =
177         vsample[2] = hsample[2] =
178         vsample[3] = hsample[3] = 1;
179     } else if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ444P) {
180         vsample[0] = vsample[1] = vsample[2] = 2;
181         hsample[0] = hsample[1] = hsample[2] = 1;
182     } else {
183         vsample[0] = 2;
184         vsample[1] = 2 >> chroma_v_shift;
185         vsample[2] = 2 >> chroma_v_shift;
186         hsample[0] = 2;
187         hsample[1] = 2 >> chroma_h_shift;
188         hsample[2] = 2 >> chroma_h_shift;
189     }
190 }
191
192 void ff_mjpeg_encode_picture_header(AVCodecContext *avctx, PutBitContext *pb,
193                                     ScanTable *intra_scantable, int pred,
194                                     uint16_t luma_intra_matrix[64],
195                                     uint16_t chroma_intra_matrix[64])
196 {
197     const int lossless = avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_MJPEG && avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_AMV;
198     int hsample[4], vsample[4];
199     int i;
200     int components = 3 + (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGRA);
201     int chroma_matrix = !!memcmp(luma_intra_matrix,
202                                  chroma_intra_matrix,
203                                  sizeof(luma_intra_matrix[0])*64);
204
205     ff_mjpeg_init_hvsample(avctx, hsample, vsample);
206
207     put_marker(pb, SOI);
208
209     // hack for AMV mjpeg format
210     if(avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_AMV) goto end;
211
212     jpeg_put_comments(avctx, pb);
213
214     jpeg_table_header(avctx, pb, intra_scantable, luma_intra_matrix, chroma_intra_matrix, hsample);
215
216     switch (avctx->codec_id) {
217     case AV_CODEC_ID_MJPEG:  put_marker(pb, SOF0 ); break;
218     case AV_CODEC_ID_LJPEG:  put_marker(pb, SOF3 ); break;
219     default: av_assert0(0);
220     }
221
222     put_bits(pb, 16, 17);
223     if (lossless && (  avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR0
224                     || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGRA
225                     || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR24))
226         put_bits(pb, 8, 9); /* 9 bits/component RCT */
227     else
228         put_bits(pb, 8, 8); /* 8 bits/component */
229     put_bits(pb, 16, avctx->height);
230     put_bits(pb, 16, avctx->width);
231     put_bits(pb, 8, components); /* 3 or 4 components */
232
233     /* Y component */
234     put_bits(pb, 8, 1); /* component number */
235     put_bits(pb, 4, hsample[0]); /* H factor */
236     put_bits(pb, 4, vsample[0]); /* V factor */
237     put_bits(pb, 8, 0); /* select matrix */
238
239     /* Cb component */
240     put_bits(pb, 8, 2); /* component number */
241     put_bits(pb, 4, hsample[1]); /* H factor */
242     put_bits(pb, 4, vsample[1]); /* V factor */
243     put_bits(pb, 8, lossless ? 0 : chroma_matrix); /* select matrix */
244
245     /* Cr component */
246     put_bits(pb, 8, 3); /* component number */
247     put_bits(pb, 4, hsample[2]); /* H factor */
248     put_bits(pb, 4, vsample[2]); /* V factor */
249     put_bits(pb, 8, lossless ? 0 : chroma_matrix); /* select matrix */
250
251     if (components == 4) {
252         put_bits(pb, 8, 4); /* component number */
253         put_bits(pb, 4, hsample[3]); /* H factor */
254         put_bits(pb, 4, vsample[3]); /* V factor */
255         put_bits(pb, 8, 0); /* select matrix */
256     }
257
258     /* scan header */
259     put_marker(pb, SOS);
260     put_bits(pb, 16, 6 + 2*components); /* length */
261     put_bits(pb, 8, components); /* 3 components */
262
263     /* Y component */
264     put_bits(pb, 8, 1); /* index */
265     put_bits(pb, 4, 0); /* DC huffman table index */
266     put_bits(pb, 4, 0); /* AC huffman table index */
267
268     /* Cb component */
269     put_bits(pb, 8, 2); /* index */
270     put_bits(pb, 4, 1); /* DC huffman table index */
271     put_bits(pb, 4, lossless ? 0 : 1); /* AC huffman table index */
272
273     /* Cr component */
274     put_bits(pb, 8, 3); /* index */
275     put_bits(pb, 4, 1); /* DC huffman table index */
276     put_bits(pb, 4, lossless ? 0 : 1); /* AC huffman table index */
277
278     if (components == 4) {
279         /* Alpha component */
280         put_bits(pb, 8, 4); /* index */
281         put_bits(pb, 4, 0); /* DC huffman table index */
282         put_bits(pb, 4, 0); /* AC huffman table index */
283     }
284
285     put_bits(pb, 8, lossless ? pred : 0); /* Ss (not used) */
286
287     switch (avctx->codec_id) {
288     case AV_CODEC_ID_MJPEG:  put_bits(pb, 8, 63); break; /* Se (not used) */
289     case AV_CODEC_ID_LJPEG:  put_bits(pb, 8,  0); break; /* not used */
290     default: av_assert0(0);
291     }
292
293     put_bits(pb, 8, 0); /* Ah/Al (not used) */
294
295 end:
296     if (!lossless) {
297         MpegEncContext *s = avctx->priv_data;
298         av_assert0(avctx->codec->priv_data_size == sizeof(MpegEncContext));
299
300         s->esc_pos = put_bits_count(pb) >> 3;
301         for(i=1; i<s->slice_context_count; i++)
302             s->thread_context[i]->esc_pos = 0;
303     }
304 }
305
306 void ff_mjpeg_escape_FF(PutBitContext *pb, int start)
307 {
308     int size;
309     int i, ff_count;
310     uint8_t *buf = pb->buf + start;
311     int align= (-(size_t)(buf))&3;
312     int pad = (-put_bits_count(pb))&7;
313
314     if (pad)
315         put_bits(pb, pad, (1<<pad)-1);
316
317     flush_put_bits(pb);
318     size = put_bits_count(pb) - start * 8;
319
320     av_assert1((size&7) == 0);
321     size >>= 3;
322
323     ff_count=0;
324     for(i=0; i<size && i<align; i++){
325         if(buf[i]==0xFF) ff_count++;
326     }
327     for(; i<size-15; i+=16){
328         int acc, v;
329
330         v= *(uint32_t*)(&buf[i]);
331         acc= (((v & (v>>4))&0x0F0F0F0F)+0x01010101)&0x10101010;
332         v= *(uint32_t*)(&buf[i+4]);
333         acc+=(((v & (v>>4))&0x0F0F0F0F)+0x01010101)&0x10101010;
334         v= *(uint32_t*)(&buf[i+8]);
335         acc+=(((v & (v>>4))&0x0F0F0F0F)+0x01010101)&0x10101010;
336         v= *(uint32_t*)(&buf[i+12]);
337         acc+=(((v & (v>>4))&0x0F0F0F0F)+0x01010101)&0x10101010;
338
339         acc>>=4;
340         acc+= (acc>>16);
341         acc+= (acc>>8);
342         ff_count+= acc&0xFF;
343     }
344     for(; i<size; i++){
345         if(buf[i]==0xFF) ff_count++;
346     }
347
348     if(ff_count==0) return;
349
350     flush_put_bits(pb);
351     skip_put_bytes(pb, ff_count);
352
353     for(i=size-1; ff_count; i--){
354         int v= buf[i];
355
356         if(v==0xFF){
357             buf[i+ff_count]= 0;
358             ff_count--;
359         }
360
361         buf[i+ff_count]= v;
362     }
363 }
364
365 int ff_mjpeg_encode_stuffing(MpegEncContext *s)
366 {
367     int i;
368     PutBitContext *pbc = &s->pb;
369     int mb_y = s->mb_y - !s->mb_x;
370
371     int ret = ff_mpv_reallocate_putbitbuffer(s, put_bits_count(&s->pb) / 8 + 100,
372                                                 put_bits_count(&s->pb) / 4 + 1000);
373     if (ret < 0) {
374         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Buffer reallocation failed\n");
375         goto fail;
376     }
377
378     ff_mjpeg_escape_FF(pbc, s->esc_pos);
379
380     if((s->avctx->active_thread_type & FF_THREAD_SLICE) && mb_y < s->mb_height)
381         put_marker(pbc, RST0 + (mb_y&7));
382     s->esc_pos = put_bits_count(pbc) >> 3;
383 fail:
384
385     for(i=0; i<3; i++)
386         s->last_dc[i] = 128 << s->intra_dc_precision;
387
388     return ret;
389 }
390
391 void ff_mjpeg_encode_picture_trailer(PutBitContext *pb, int header_bits)
392 {
393     av_assert1((header_bits & 7) == 0);
394
395     put_marker(pb, EOI);
396 }
397
398 void ff_mjpeg_encode_dc(PutBitContext *pb, int val,
399                         uint8_t *huff_size, uint16_t *huff_code)
400 {
401     int mant, nbits;
402
403     if (val == 0) {
404         put_bits(pb, huff_size[0], huff_code[0]);
405     } else {
406         mant = val;
407         if (val < 0) {
408             val = -val;
409             mant--;
410         }
411
412         nbits= av_log2_16bit(val) + 1;
413
414         put_bits(pb, huff_size[nbits], huff_code[nbits]);
415
416         put_sbits(pb, nbits, mant);
417     }
418 }