Use AV_xx throughout libavcodec
[ffmpeg.git] / libavcodec / zmbvenc.c
1 /*
2  * Zip Motion Blocks Video (ZMBV) encoder
3  * Copyright (c) 2006 Konstantin Shishkov
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  *
21  */
22
23 /**
24  * @file zmbvenc.c
25  * Zip Motion Blocks Video encoder
26  */
27
28 #include <stdio.h>
29 #include <stdlib.h>
30
31 #include "avcodec.h"
32
33 #include <zlib.h>
34
35 #define ZMBV_KEYFRAME 1
36 #define ZMBV_DELTAPAL 2
37
38 #define ZMBV_BLOCK 16
39
40 /**
41  * Encoder context
42  */
43 typedef struct ZmbvEncContext {
44     AVCodecContext *avctx;
45     AVFrame pic;
46
47     int range;
48     uint8_t *comp_buf, *work_buf;
49     uint8_t pal[768];
50     uint32_t pal2[256]; //for quick comparisons
51     uint8_t *prev;
52     int pstride;
53     int comp_size;
54     int keyint, curfrm;
55     z_stream zstream;
56 } ZmbvEncContext;
57
58 /** Block comparing function
59  * XXX should be optimized and moved to DSPContext
60  * TODO handle out of edge ME
61  */
62 static inline int block_cmp(uint8_t *src, int stride, uint8_t *src2, int stride2, int bw, int bh)
63 {
64     int sum = 0;
65     int i, j;
66
67     for(j = 0; j < bh; j++){
68         for(i = 0; i < bw; i++)
69             sum += src[i] ^ src2[i];
70         src += stride;
71         src2 += stride2;
72     }
73     return sum;
74 }
75
76 /** Motion estimation function
77  * TODO make better ME decisions
78  */
79 static int zmbv_me(ZmbvEncContext *c, uint8_t *src, int sstride, uint8_t *prev, int pstride,
80                     int x, int y, int *mx, int *my)
81 {
82     int dx, dy, tx, ty, tv, bv, bw, bh;
83
84     *mx = *my = 0;
85     bw = FFMIN(ZMBV_BLOCK, c->avctx->width - x);
86     bh = FFMIN(ZMBV_BLOCK, c->avctx->height - y);
87     bv = block_cmp(src, sstride, prev, pstride, bw, bh);
88     if(!bv) return 0;
89     for(ty = FFMAX(y - c->range, 0); ty < FFMIN(y + c->range, c->avctx->height - bh); ty++){
90         for(tx = FFMAX(x - c->range, 0); tx < FFMIN(x + c->range, c->avctx->width - bw); tx++){
91             if(tx == x && ty == y) continue; // we already tested this block
92             dx = tx - x;
93             dy = ty - y;
94             tv = block_cmp(src, sstride, prev + dx + dy*pstride, pstride, bw, bh);
95             if(tv < bv){
96                  bv = tv;
97                  *mx = dx;
98                  *my = dy;
99                  if(!bv) return 0;
100              }
101          }
102     }
103     return bv;
104 }
105
106 static int encode_frame(AVCodecContext *avctx, uint8_t *buf, int buf_size, void *data)
107 {
108     ZmbvEncContext * const c = avctx->priv_data;
109     AVFrame *pict = data;
110     AVFrame * const p = &c->pic;
111     uint8_t *src, *prev;
112     uint32_t *palptr;
113     int zret = Z_OK;
114     int len = 0;
115     int keyframe, chpal;
116     int fl;
117     int work_size = 0;
118     int bw, bh;
119     int i, j;
120
121     keyframe = !c->curfrm;
122     c->curfrm++;
123     if(c->curfrm == c->keyint)
124         c->curfrm = 0;
125     *p = *pict;
126     p->pict_type= keyframe ? FF_I_TYPE : FF_P_TYPE;
127     p->key_frame= keyframe;
128     chpal = !keyframe && memcmp(p->data[1], c->pal2, 1024);
129
130     fl = (keyframe ? ZMBV_KEYFRAME : 0) | (chpal ? ZMBV_DELTAPAL : 0);
131     *buf++ = fl; len++;
132     if(keyframe){
133         deflateReset(&c->zstream);
134         *buf++ = 0; len++; // hi ver
135         *buf++ = 1; len++; // lo ver
136         *buf++ = 1; len++; // comp
137         *buf++ = 4; len++; // format - 8bpp
138         *buf++ = ZMBV_BLOCK; len++; // block width
139         *buf++ = ZMBV_BLOCK; len++; // block height
140     }
141     palptr = (uint32_t*)p->data[1];
142     src = p->data[0];
143     prev = c->prev;
144     if(chpal){
145         uint8_t tpal[3];
146         for(i = 0; i < 256; i++){
147             AV_WB24(tpal, palptr[i]);
148             c->work_buf[work_size++] = tpal[0] ^ c->pal[i * 3 + 0];
149             c->work_buf[work_size++] = tpal[1] ^ c->pal[i * 3 + 1];
150             c->work_buf[work_size++] = tpal[2] ^ c->pal[i * 3 + 2];
151             c->pal[i * 3 + 0] = tpal[0];
152             c->pal[i * 3 + 1] = tpal[1];
153             c->pal[i * 3 + 2] = tpal[2];
154         }
155         memcpy(c->pal2, p->data[1], 1024);
156     }
157     if(keyframe){
158         for(i = 0; i < 256; i++){
159             AV_WB24(c->pal+(i*3), palptr[i]);
160         }
161         memcpy(c->work_buf, c->pal, 768);
162         memcpy(c->pal2, p->data[1], 1024);
163         work_size = 768;
164         for(i = 0; i < avctx->height; i++){
165             memcpy(c->work_buf + work_size, src, avctx->width);
166             src += p->linesize[0];
167             work_size += avctx->width;
168         }
169     }else{
170         int x, y, bh2, bw2;
171         uint8_t *tsrc, *tprev;
172         uint8_t *mv;
173         int mx, my, bv;
174
175         bw = (avctx->width + ZMBV_BLOCK - 1) / ZMBV_BLOCK;
176         bh = (avctx->height + ZMBV_BLOCK - 1) / ZMBV_BLOCK;
177         mv = c->work_buf + work_size;
178         memset(c->work_buf + work_size, 0, (bw * bh * 2 + 3) & ~3);
179         work_size += (bw * bh * 2 + 3) & ~3;
180         /* for now just XOR'ing */
181         for(y = 0; y < avctx->height; y += ZMBV_BLOCK) {
182             bh2 = FFMIN(avctx->height - y, ZMBV_BLOCK);
183             for(x = 0; x < avctx->width; x += ZMBV_BLOCK, mv += 2) {
184                 bw2 = FFMIN(avctx->width - x, ZMBV_BLOCK);
185
186                 tsrc = src + x;
187                 tprev = prev + x;
188
189                 bv = zmbv_me(c, tsrc, p->linesize[0], tprev, c->pstride, x, y, &mx, &my);
190                 mv[0] = (mx << 1) | !!bv;
191                 mv[1] = my << 1;
192                 tprev += mx + my * c->pstride;
193                 if(bv){
194                     for(j = 0; j < bh2; j++){
195                         for(i = 0; i < bw2; i++)
196                             c->work_buf[work_size++] = tsrc[i] ^ tprev[i];
197                         tsrc += p->linesize[0];
198                         tprev += c->pstride;
199                     }
200                 }
201             }
202             src += p->linesize[0] * ZMBV_BLOCK;
203             prev += c->pstride * ZMBV_BLOCK;
204         }
205     }
206     /* save the previous frame */
207     src = p->data[0];
208     prev = c->prev;
209     for(i = 0; i < avctx->height; i++){
210         memcpy(prev, src, avctx->width);
211         prev += c->pstride;
212         src += p->linesize[0];
213     }
214
215     c->zstream.next_in = c->work_buf;
216     c->zstream.avail_in = work_size;
217     c->zstream.total_in = 0;
218
219     c->zstream.next_out = c->comp_buf;
220     c->zstream.avail_out = c->comp_size;
221     c->zstream.total_out = 0;
222     if((zret = deflate(&c->zstream, Z_SYNC_FLUSH)) != Z_OK){
223         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error compressing data\n");
224         return -1;
225     }
226
227     memcpy(buf, c->comp_buf, c->zstream.total_out);
228     return len + c->zstream.total_out;
229 }
230
231
232 /**
233  * Init zmbv encoder
234  */
235 static int encode_init(AVCodecContext *avctx)
236 {
237     ZmbvEncContext * const c = avctx->priv_data;
238     int zret; // Zlib return code
239     int lvl = 9;
240
241     c->avctx = avctx;
242
243     c->pic.data[0] = NULL;
244     c->curfrm = 0;
245     c->keyint = avctx->keyint_min;
246     c->range = 8;
247     if(avctx->me_range > 0)
248         c->range = FFMIN(avctx->me_range, 127);
249
250     if(avctx->compression_level >= 0)
251         lvl = avctx->compression_level;
252     if(lvl < 0 || lvl > 9){
253         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Compression level should be 0-9, not %i\n", lvl);
254         return -1;
255     }
256
257     if (avcodec_check_dimensions(avctx, avctx->width, avctx->height) < 0) {
258         return -1;
259     }
260
261     // Needed if zlib unused or init aborted before deflateInit
262     memset(&(c->zstream), 0, sizeof(z_stream));
263     c->comp_size = avctx->width * avctx->height + 1024 +
264         ((avctx->width + ZMBV_BLOCK - 1) / ZMBV_BLOCK) * ((avctx->height + ZMBV_BLOCK - 1) / ZMBV_BLOCK) * 2 + 4;
265     if ((c->work_buf = av_malloc(c->comp_size)) == NULL) {
266         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Can't allocate work buffer.\n");
267         return -1;
268     }
269     /* Conservative upper bound taken from zlib v1.2.1 source via lcl.c */
270     c->comp_size = c->comp_size + ((c->comp_size + 7) >> 3) +
271                            ((c->comp_size + 63) >> 6) + 11;
272
273     /* Allocate compression buffer */
274     if ((c->comp_buf = av_malloc(c->comp_size)) == NULL) {
275         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Can't allocate compression buffer.\n");
276         return -1;
277     }
278     c->pstride = (avctx->width + 15) & ~15;
279     if ((c->prev = av_malloc(c->pstride * avctx->height)) == NULL) {
280         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Can't allocate picture.\n");
281         return -1;
282     }
283
284     c->zstream.zalloc = Z_NULL;
285     c->zstream.zfree = Z_NULL;
286     c->zstream.opaque = Z_NULL;
287     zret = deflateInit(&(c->zstream), lvl);
288     if (zret != Z_OK) {
289         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Inflate init error: %d\n", zret);
290         return -1;
291     }
292
293     return 0;
294 }
295
296
297
298 /**
299  * Uninit zmbv encoder
300  */
301 static int encode_end(AVCodecContext *avctx)
302 {
303     ZmbvEncContext * const c = avctx->priv_data;
304
305     av_freep(&c->comp_buf);
306     av_freep(&c->work_buf);
307
308     deflateEnd(&(c->zstream));
309     av_freep(&c->prev);
310
311     return 0;
312 }
313
314 AVCodec zmbv_encoder = {
315     "zmbv",
316     CODEC_TYPE_VIDEO,
317     CODEC_ID_ZMBV,
318     sizeof(ZmbvEncContext),
319     encode_init,
320     encode_frame,
321     encode_end,
322     .pix_fmts = (enum PixelFormat[]){PIX_FMT_PAL8, -1},
323 };