Rename CONFIG_FFT_FLOAT ---> FFT_FLOAT
[ffmpeg.git] / libavcodec / pngenc.c
1 /*
2  * PNG image format
3  * Copyright (c) 2003 Fabrice Bellard
4  *
5  * This file is part of Libav.
6  *
7  * Libav 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  * Libav 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 Libav; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21 #include "avcodec.h"
22 #include "bytestream.h"
23 #include "dsputil.h"
24 #include "png.h"
25
26 /* TODO:
27  * - add 2, 4 and 16 bit depth support
28  */
29
30 #include <zlib.h>
31
32 #define IOBUF_SIZE 4096
33
34 typedef struct PNGEncContext {
35     DSPContext dsp;
36
37     uint8_t *bytestream;
38     uint8_t *bytestream_start;
39     uint8_t *bytestream_end;
40
41     int filter_type;
42
43     z_stream zstream;
44     uint8_t buf[IOBUF_SIZE];
45 } PNGEncContext;
46
47 static void png_get_interlaced_row(uint8_t *dst, int row_size,
48                                    int bits_per_pixel, int pass,
49                                    const uint8_t *src, int width)
50 {
51     int x, mask, dst_x, j, b, bpp;
52     uint8_t *d;
53     const uint8_t *s;
54
55     mask = ff_png_pass_mask[pass];
56     switch(bits_per_pixel) {
57     case 1:
58         memset(dst, 0, row_size);
59         dst_x = 0;
60         for(x = 0; x < width; x++) {
61             j = (x & 7);
62             if ((mask << j) & 0x80) {
63                 b = (src[x >> 3] >> (7 - j)) & 1;
64                 dst[dst_x >> 3] |= b << (7 - (dst_x & 7));
65                 dst_x++;
66             }
67         }
68         break;
69     default:
70         bpp = bits_per_pixel >> 3;
71         d = dst;
72         s = src;
73         for(x = 0; x < width; x++) {
74             j = x & 7;
75             if ((mask << j) & 0x80) {
76                 memcpy(d, s, bpp);
77                 d += bpp;
78             }
79             s += bpp;
80         }
81         break;
82     }
83 }
84
85 static void sub_png_paeth_prediction(uint8_t *dst, uint8_t *src, uint8_t *top, int w, int bpp)
86 {
87     int i;
88     for(i = 0; i < w; i++) {
89         int a, b, c, p, pa, pb, pc;
90
91         a = src[i - bpp];
92         b = top[i];
93         c = top[i - bpp];
94
95         p = b - c;
96         pc = a - c;
97
98         pa = abs(p);
99         pb = abs(pc);
100         pc = abs(p + pc);
101
102         if (pa <= pb && pa <= pc)
103             p = a;
104         else if (pb <= pc)
105             p = b;
106         else
107             p = c;
108         dst[i] = src[i] - p;
109     }
110 }
111
112 static void png_filter_row(DSPContext *dsp, uint8_t *dst, int filter_type,
113                            uint8_t *src, uint8_t *top, int size, int bpp)
114 {
115     int i;
116
117     switch(filter_type) {
118     case PNG_FILTER_VALUE_NONE:
119         memcpy(dst, src, size);
120         break;
121     case PNG_FILTER_VALUE_SUB:
122         dsp->diff_bytes(dst, src, src-bpp, size);
123         memcpy(dst, src, bpp);
124         break;
125     case PNG_FILTER_VALUE_UP:
126         dsp->diff_bytes(dst, src, top, size);
127         break;
128     case PNG_FILTER_VALUE_AVG:
129         for(i = 0; i < bpp; i++)
130             dst[i] = src[i] - (top[i] >> 1);
131         for(; i < size; i++)
132             dst[i] = src[i] - ((src[i-bpp] + top[i]) >> 1);
133         break;
134     case PNG_FILTER_VALUE_PAETH:
135         for(i = 0; i < bpp; i++)
136             dst[i] = src[i] - top[i];
137         sub_png_paeth_prediction(dst+i, src+i, top+i, size-i, bpp);
138         break;
139     }
140 }
141
142 static uint8_t *png_choose_filter(PNGEncContext *s, uint8_t *dst,
143                                   uint8_t *src, uint8_t *top, int size, int bpp)
144 {
145     int pred = s->filter_type;
146     assert(bpp || !pred);
147     if(!top && pred)
148         pred = PNG_FILTER_VALUE_SUB;
149     if(pred == PNG_FILTER_VALUE_MIXED) {
150         int i;
151         int cost, bcost = INT_MAX;
152         uint8_t *buf1 = dst, *buf2 = dst + size + 16;
153         for(pred=0; pred<5; pred++) {
154             png_filter_row(&s->dsp, buf1+1, pred, src, top, size, bpp);
155             buf1[0] = pred;
156             cost = 0;
157             for(i=0; i<=size; i++)
158                 cost += abs((int8_t)buf1[i]);
159             if(cost < bcost) {
160                 bcost = cost;
161                 FFSWAP(uint8_t*, buf1, buf2);
162             }
163         }
164         return buf2;
165     } else {
166         png_filter_row(&s->dsp, dst+1, pred, src, top, size, bpp);
167         dst[0] = pred;
168         return dst;
169     }
170 }
171
172 static void convert_from_rgb32(uint8_t *dst, const uint8_t *src, int width)
173 {
174     uint8_t *d;
175     int j;
176     unsigned int v;
177
178     d = dst;
179     for(j = 0; j < width; j++) {
180         v = ((const uint32_t *)src)[j];
181         d[0] = v >> 16;
182         d[1] = v >> 8;
183         d[2] = v;
184         d[3] = v >> 24;
185         d += 4;
186     }
187 }
188
189 static void png_write_chunk(uint8_t **f, uint32_t tag,
190                             const uint8_t *buf, int length)
191 {
192     uint32_t crc;
193     uint8_t tagbuf[4];
194
195     bytestream_put_be32(f, length);
196     crc = crc32(0, Z_NULL, 0);
197     AV_WL32(tagbuf, tag);
198     crc = crc32(crc, tagbuf, 4);
199     bytestream_put_be32(f, av_bswap32(tag));
200     if (length > 0) {
201         crc = crc32(crc, buf, length);
202         memcpy(*f, buf, length);
203         *f += length;
204     }
205     bytestream_put_be32(f, crc);
206 }
207
208 /* XXX: do filtering */
209 static int png_write_row(PNGEncContext *s, const uint8_t *data, int size)
210 {
211     int ret;
212
213     s->zstream.avail_in = size;
214     s->zstream.next_in = (uint8_t *)data;
215     while (s->zstream.avail_in > 0) {
216         ret = deflate(&s->zstream, Z_NO_FLUSH);
217         if (ret != Z_OK)
218             return -1;
219         if (s->zstream.avail_out == 0) {
220             if(s->bytestream_end - s->bytestream > IOBUF_SIZE + 100)
221                 png_write_chunk(&s->bytestream, MKTAG('I', 'D', 'A', 'T'), s->buf, IOBUF_SIZE);
222             s->zstream.avail_out = IOBUF_SIZE;
223             s->zstream.next_out = s->buf;
224         }
225     }
226     return 0;
227 }
228
229 static int encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
230                         const AVFrame *pict, int *got_packet)
231 {
232     PNGEncContext *s = avctx->priv_data;
233     const AVFrame * const p = pict;
234     int bit_depth, color_type, y, len, row_size, ret, is_progressive;
235     int bits_per_pixel, pass_row_size, enc_row_size, max_packet_size;
236     int compression_level;
237     uint8_t *ptr, *top;
238     uint8_t *crow_base = NULL, *crow_buf, *crow;
239     uint8_t *progressive_buf = NULL;
240     uint8_t *rgba_buf = NULL;
241     uint8_t *top_buf = NULL;
242
243     is_progressive = !!(avctx->flags & CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT);
244     switch(avctx->pix_fmt) {
245     case AV_PIX_FMT_RGB32:
246         bit_depth = 8;
247         color_type = PNG_COLOR_TYPE_RGB_ALPHA;
248         break;
249     case AV_PIX_FMT_RGB24:
250         bit_depth = 8;
251         color_type = PNG_COLOR_TYPE_RGB;
252         break;
253     case AV_PIX_FMT_GRAY16BE:
254         bit_depth = 16;
255         color_type = PNG_COLOR_TYPE_GRAY;
256         break;
257     case AV_PIX_FMT_GRAY8:
258         bit_depth = 8;
259         color_type = PNG_COLOR_TYPE_GRAY;
260         break;
261     case AV_PIX_FMT_MONOBLACK:
262         bit_depth = 1;
263         color_type = PNG_COLOR_TYPE_GRAY;
264         break;
265     case AV_PIX_FMT_PAL8:
266         bit_depth = 8;
267         color_type = PNG_COLOR_TYPE_PALETTE;
268         break;
269     default:
270         return -1;
271     }
272     bits_per_pixel = ff_png_get_nb_channels(color_type) * bit_depth;
273     row_size = (avctx->width * bits_per_pixel + 7) >> 3;
274
275     s->zstream.zalloc = ff_png_zalloc;
276     s->zstream.zfree = ff_png_zfree;
277     s->zstream.opaque = NULL;
278     compression_level = avctx->compression_level == FF_COMPRESSION_DEFAULT ?
279                             Z_DEFAULT_COMPRESSION :
280                             av_clip(avctx->compression_level, 0, 9);
281     ret = deflateInit2(&s->zstream, compression_level,
282                        Z_DEFLATED, 15, 8, Z_DEFAULT_STRATEGY);
283     if (ret != Z_OK)
284         return -1;
285
286     enc_row_size    = deflateBound(&s->zstream, row_size);
287     max_packet_size = avctx->height * (enc_row_size +
288                                        ((enc_row_size + IOBUF_SIZE - 1) / IOBUF_SIZE) * 12)
289                       + FF_MIN_BUFFER_SIZE;
290     if (!pkt->data &&
291         (ret = av_new_packet(pkt, max_packet_size)) < 0) {
292         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not allocate output packet of size %d.\n",
293                max_packet_size);
294         return ret;
295     }
296
297     s->bytestream_start =
298     s->bytestream       = pkt->data;
299     s->bytestream_end   = pkt->data + pkt->size;
300
301     crow_base = av_malloc((row_size + 32) << (s->filter_type == PNG_FILTER_VALUE_MIXED));
302     if (!crow_base)
303         goto fail;
304     crow_buf = crow_base + 15; // pixel data should be aligned, but there's a control byte before it
305     if (is_progressive) {
306         progressive_buf = av_malloc(row_size + 1);
307         if (!progressive_buf)
308             goto fail;
309     }
310     if (color_type == PNG_COLOR_TYPE_RGB_ALPHA) {
311         rgba_buf = av_malloc(row_size + 1);
312         if (!rgba_buf)
313             goto fail;
314     }
315     if (is_progressive || color_type == PNG_COLOR_TYPE_RGB_ALPHA) {
316         top_buf = av_malloc(row_size + 1);
317         if (!top_buf)
318             goto fail;
319     }
320
321     /* write png header */
322     memcpy(s->bytestream, ff_pngsig, 8);
323     s->bytestream += 8;
324
325     AV_WB32(s->buf, avctx->width);
326     AV_WB32(s->buf + 4, avctx->height);
327     s->buf[8] = bit_depth;
328     s->buf[9] = color_type;
329     s->buf[10] = 0; /* compression type */
330     s->buf[11] = 0; /* filter type */
331     s->buf[12] = is_progressive; /* interlace type */
332
333     png_write_chunk(&s->bytestream, MKTAG('I', 'H', 'D', 'R'), s->buf, 13);
334
335     /* put the palette if needed */
336     if (color_type == PNG_COLOR_TYPE_PALETTE) {
337         int has_alpha, alpha, i;
338         unsigned int v;
339         uint32_t *palette;
340         uint8_t *alpha_ptr;
341
342         palette = (uint32_t *)p->data[1];
343         ptr = s->buf;
344         alpha_ptr = s->buf + 256 * 3;
345         has_alpha = 0;
346         for(i = 0; i < 256; i++) {
347             v = palette[i];
348             alpha = v >> 24;
349             if (alpha && alpha != 0xff)
350                 has_alpha = 1;
351             *alpha_ptr++ = alpha;
352             bytestream_put_be24(&ptr, v);
353         }
354         png_write_chunk(&s->bytestream, MKTAG('P', 'L', 'T', 'E'), s->buf, 256 * 3);
355         if (has_alpha) {
356             png_write_chunk(&s->bytestream, MKTAG('t', 'R', 'N', 'S'), s->buf + 256 * 3, 256);
357         }
358     }
359
360     /* now put each row */
361     s->zstream.avail_out = IOBUF_SIZE;
362     s->zstream.next_out = s->buf;
363     if (is_progressive) {
364         int pass;
365
366         for(pass = 0; pass < NB_PASSES; pass++) {
367             /* NOTE: a pass is completely omitted if no pixels would be
368                output */
369             pass_row_size = ff_png_pass_row_size(pass, bits_per_pixel, avctx->width);
370             if (pass_row_size > 0) {
371                 top = NULL;
372                 for(y = 0; y < avctx->height; y++) {
373                     if ((ff_png_pass_ymask[pass] << (y & 7)) & 0x80) {
374                         ptr = p->data[0] + y * p->linesize[0];
375                         FFSWAP(uint8_t*, progressive_buf, top_buf);
376                         if (color_type == PNG_COLOR_TYPE_RGB_ALPHA) {
377                             convert_from_rgb32(rgba_buf, ptr, avctx->width);
378                             ptr = rgba_buf;
379                         }
380                         png_get_interlaced_row(progressive_buf, pass_row_size,
381                                                bits_per_pixel, pass,
382                                                ptr, avctx->width);
383                         crow = png_choose_filter(s, crow_buf, progressive_buf, top, pass_row_size, bits_per_pixel>>3);
384                         png_write_row(s, crow, pass_row_size + 1);
385                         top = progressive_buf;
386                     }
387                 }
388             }
389         }
390     } else {
391         top = NULL;
392         for(y = 0; y < avctx->height; y++) {
393             ptr = p->data[0] + y * p->linesize[0];
394             if (color_type == PNG_COLOR_TYPE_RGB_ALPHA) {
395                 FFSWAP(uint8_t*, rgba_buf, top_buf);
396                 convert_from_rgb32(rgba_buf, ptr, avctx->width);
397                 ptr = rgba_buf;
398             }
399             crow = png_choose_filter(s, crow_buf, ptr, top, row_size, bits_per_pixel>>3);
400             png_write_row(s, crow, row_size + 1);
401             top = ptr;
402         }
403     }
404     /* compress last bytes */
405     for(;;) {
406         ret = deflate(&s->zstream, Z_FINISH);
407         if (ret == Z_OK || ret == Z_STREAM_END) {
408             len = IOBUF_SIZE - s->zstream.avail_out;
409             if (len > 0 && s->bytestream_end - s->bytestream > len + 100) {
410                 png_write_chunk(&s->bytestream, MKTAG('I', 'D', 'A', 'T'), s->buf, len);
411             }
412             s->zstream.avail_out = IOBUF_SIZE;
413             s->zstream.next_out = s->buf;
414             if (ret == Z_STREAM_END)
415                 break;
416         } else {
417             goto fail;
418         }
419     }
420     png_write_chunk(&s->bytestream, MKTAG('I', 'E', 'N', 'D'), NULL, 0);
421
422     pkt->size   = s->bytestream - s->bytestream_start;
423     pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
424     *got_packet = 1;
425     ret         = 0;
426
427  the_end:
428     av_free(crow_base);
429     av_free(progressive_buf);
430     av_free(rgba_buf);
431     av_free(top_buf);
432     deflateEnd(&s->zstream);
433     return ret;
434  fail:
435     ret = -1;
436     goto the_end;
437 }
438
439 static av_cold int png_enc_init(AVCodecContext *avctx){
440     PNGEncContext *s = avctx->priv_data;
441
442     avctx->coded_frame = av_frame_alloc();
443     if (!avctx->coded_frame)
444         return AVERROR(ENOMEM);
445
446     avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
447     avctx->coded_frame->key_frame = 1;
448
449     ff_dsputil_init(&s->dsp, avctx);
450
451     s->filter_type = av_clip(avctx->prediction_method, PNG_FILTER_VALUE_NONE, PNG_FILTER_VALUE_MIXED);
452     if(avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_MONOBLACK)
453         s->filter_type = PNG_FILTER_VALUE_NONE;
454
455     return 0;
456 }
457
458 static av_cold int png_enc_close(AVCodecContext *avctx)
459 {
460     av_frame_free(&avctx->coded_frame);
461     return 0;
462 }
463
464 AVCodec ff_png_encoder = {
465     .name           = "png",
466     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("PNG (Portable Network Graphics) image"),
467     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
468     .id             = AV_CODEC_ID_PNG,
469     .priv_data_size = sizeof(PNGEncContext),
470     .init           = png_enc_init,
471     .close          = png_enc_close,
472     .encode2        = encode_frame,
473     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]){
474         AV_PIX_FMT_RGB24, AV_PIX_FMT_RGB32, AV_PIX_FMT_PAL8, AV_PIX_FMT_GRAY8,
475         AV_PIX_FMT_GRAY16BE,
476         AV_PIX_FMT_MONOBLACK, AV_PIX_FMT_NONE
477     },
478 };