0dd5d37a1a2df67110b264cd1397ead669227522
[ffmpeg.git] / libavcodec / pngenc.c
1 /*
2  * PNG image format
3  * Copyright (c) 2003 Fabrice Bellard.
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 #include "avcodec.h"
22 #include "bytestream.h"
23 #include "png.h"
24
25 /* TODO:
26  * - add 2, 4 and 16 bit depth support
27  * - use filters when generating a png (better compression)
28  */
29
30 #include <zlib.h>
31
32 //#define DEBUG
33
34 #define IOBUF_SIZE 4096
35
36 typedef struct PNGEncContext {
37     uint8_t *bytestream;
38     uint8_t *bytestream_start;
39     uint8_t *bytestream_end;
40     AVFrame picture;
41
42     z_stream zstream;
43     uint8_t buf[IOBUF_SIZE];
44 } PNGEncContext;
45
46 static void png_get_interlaced_row(uint8_t *dst, int row_size,
47                                    int bits_per_pixel, int pass,
48                                    const uint8_t *src, int width)
49 {
50     int x, mask, dst_x, j, b, bpp;
51     uint8_t *d;
52     const uint8_t *s;
53
54     mask = ff_png_pass_mask[pass];
55     switch(bits_per_pixel) {
56     case 1:
57         memset(dst, 0, row_size);
58         dst_x = 0;
59         for(x = 0; x < width; x++) {
60             j = (x & 7);
61             if ((mask << j) & 0x80) {
62                 b = (src[x >> 3] >> (7 - j)) & 1;
63                 dst[dst_x >> 3] |= b << (7 - (dst_x & 7));
64                 dst_x++;
65             }
66         }
67         break;
68     default:
69         bpp = bits_per_pixel >> 3;
70         d = dst;
71         s = src;
72         for(x = 0; x < width; x++) {
73             j = x & 7;
74             if ((mask << j) & 0x80) {
75                 memcpy(d, s, bpp);
76                 d += bpp;
77             }
78             s += bpp;
79         }
80         break;
81     }
82 }
83
84 static void convert_from_rgb32(uint8_t *dst, const uint8_t *src, int width)
85 {
86     uint8_t *d;
87     int j;
88     unsigned int v;
89
90     d = dst;
91     for(j = 0; j < width; j++) {
92         v = ((const uint32_t *)src)[j];
93         d[0] = v >> 16;
94         d[1] = v >> 8;
95         d[2] = v;
96         d[3] = v >> 24;
97         d += 4;
98     }
99 }
100
101 static void png_write_chunk(uint8_t **f, uint32_t tag,
102                             const uint8_t *buf, int length)
103 {
104     uint32_t crc;
105     uint8_t tagbuf[4];
106
107     bytestream_put_be32(f, length);
108     crc = crc32(0, Z_NULL, 0);
109     AV_WL32(tagbuf, tag);
110     crc = crc32(crc, tagbuf, 4);
111     bytestream_put_be32(f, bswap_32(tag));
112     if (length > 0) {
113         crc = crc32(crc, buf, length);
114         memcpy(*f, buf, length);
115         *f += length;
116     }
117     bytestream_put_be32(f, crc);
118 }
119
120 /* XXX: do filtering */
121 static int png_write_row(PNGEncContext *s, const uint8_t *data, int size)
122 {
123     int ret;
124
125     s->zstream.avail_in = size;
126     s->zstream.next_in = (uint8_t *)data;
127     while (s->zstream.avail_in > 0) {
128         ret = deflate(&s->zstream, Z_NO_FLUSH);
129         if (ret != Z_OK)
130             return -1;
131         if (s->zstream.avail_out == 0) {
132             if(s->bytestream_end - s->bytestream > IOBUF_SIZE + 100)
133                 png_write_chunk(&s->bytestream, MKTAG('I', 'D', 'A', 'T'), s->buf, IOBUF_SIZE);
134             s->zstream.avail_out = IOBUF_SIZE;
135             s->zstream.next_out = s->buf;
136         }
137     }
138     return 0;
139 }
140
141 static int encode_frame(AVCodecContext *avctx, unsigned char *buf, int buf_size, void *data){
142     PNGEncContext *s = avctx->priv_data;
143     AVFrame *pict = data;
144     AVFrame * const p= (AVFrame*)&s->picture;
145     int bit_depth, color_type, y, len, row_size, ret, is_progressive;
146     int bits_per_pixel, pass_row_size;
147     int compression_level;
148     uint8_t *ptr;
149     uint8_t *crow_buf = NULL;
150     uint8_t *tmp_buf = NULL;
151
152     *p = *pict;
153     p->pict_type= FF_I_TYPE;
154     p->key_frame= 1;
155
156     s->bytestream_start=
157     s->bytestream= buf;
158     s->bytestream_end= buf+buf_size;
159
160     is_progressive = !!(avctx->flags & CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT);
161     switch(avctx->pix_fmt) {
162     case PIX_FMT_RGB32:
163         bit_depth = 8;
164         color_type = PNG_COLOR_TYPE_RGB_ALPHA;
165         break;
166     case PIX_FMT_RGB24:
167         bit_depth = 8;
168         color_type = PNG_COLOR_TYPE_RGB;
169         break;
170     case PIX_FMT_GRAY8:
171         bit_depth = 8;
172         color_type = PNG_COLOR_TYPE_GRAY;
173         break;
174     case PIX_FMT_MONOBLACK:
175         bit_depth = 1;
176         color_type = PNG_COLOR_TYPE_GRAY;
177         break;
178     case PIX_FMT_PAL8:
179         bit_depth = 8;
180         color_type = PNG_COLOR_TYPE_PALETTE;
181         break;
182     default:
183         return -1;
184     }
185     bits_per_pixel = ff_png_get_nb_channels(color_type) * bit_depth;
186     row_size = (avctx->width * bits_per_pixel + 7) >> 3;
187
188     s->zstream.zalloc = ff_png_zalloc;
189     s->zstream.zfree = ff_png_zfree;
190     s->zstream.opaque = NULL;
191     compression_level = avctx->compression_level == FF_COMPRESSION_DEFAULT ?
192                             Z_DEFAULT_COMPRESSION :
193                             av_clip(avctx->compression_level, 0, 9);
194     ret = deflateInit2(&s->zstream, compression_level,
195                        Z_DEFLATED, 15, 8, Z_DEFAULT_STRATEGY);
196     if (ret != Z_OK)
197         return -1;
198     crow_buf = av_malloc(row_size + 1);
199     if (!crow_buf)
200         goto fail;
201     if (is_progressive) {
202         tmp_buf = av_malloc(row_size + 1);
203         if (!tmp_buf)
204             goto fail;
205     }
206
207     /* write png header */
208     memcpy(s->bytestream, ff_pngsig, 8);
209     s->bytestream += 8;
210
211     AV_WB32(s->buf, avctx->width);
212     AV_WB32(s->buf + 4, avctx->height);
213     s->buf[8] = bit_depth;
214     s->buf[9] = color_type;
215     s->buf[10] = 0; /* compression type */
216     s->buf[11] = 0; /* filter type */
217     s->buf[12] = is_progressive; /* interlace type */
218
219     png_write_chunk(&s->bytestream, MKTAG('I', 'H', 'D', 'R'), s->buf, 13);
220
221     /* put the palette if needed */
222     if (color_type == PNG_COLOR_TYPE_PALETTE) {
223         int has_alpha, alpha, i;
224         unsigned int v;
225         uint32_t *palette;
226         uint8_t *alpha_ptr;
227
228         palette = (uint32_t *)p->data[1];
229         ptr = s->buf;
230         alpha_ptr = s->buf + 256 * 3;
231         has_alpha = 0;
232         for(i = 0; i < 256; i++) {
233             v = palette[i];
234             alpha = v >> 24;
235             if (alpha && alpha != 0xff)
236                 has_alpha = 1;
237             *alpha_ptr++ = alpha;
238             bytestream_put_be24(&ptr, v);
239         }
240         png_write_chunk(&s->bytestream, MKTAG('P', 'L', 'T', 'E'), s->buf, 256 * 3);
241         if (has_alpha) {
242             png_write_chunk(&s->bytestream, MKTAG('t', 'R', 'N', 'S'), s->buf + 256 * 3, 256);
243         }
244     }
245
246     /* now put each row */
247     s->zstream.avail_out = IOBUF_SIZE;
248     s->zstream.next_out = s->buf;
249     if (is_progressive) {
250         uint8_t *ptr1;
251         int pass;
252
253         for(pass = 0; pass < NB_PASSES; pass++) {
254             /* NOTE: a pass is completely omited if no pixels would be
255                output */
256             pass_row_size = ff_png_pass_row_size(pass, bits_per_pixel, avctx->width);
257             if (pass_row_size > 0) {
258                 for(y = 0; y < avctx->height; y++) {
259                     if ((ff_png_pass_ymask[pass] << (y & 7)) & 0x80) {
260                         ptr = p->data[0] + y * p->linesize[0];
261                         if (color_type == PNG_COLOR_TYPE_RGB_ALPHA) {
262                             convert_from_rgb32(tmp_buf, ptr, avctx->width);
263                             ptr1 = tmp_buf;
264                         } else {
265                             ptr1 = ptr;
266                         }
267                         png_get_interlaced_row(crow_buf + 1, pass_row_size,
268                                                bits_per_pixel, pass,
269                                                ptr1, avctx->width);
270                         crow_buf[0] = PNG_FILTER_VALUE_NONE;
271                         png_write_row(s, crow_buf, pass_row_size + 1);
272                     }
273                 }
274             }
275         }
276     } else {
277         for(y = 0; y < avctx->height; y++) {
278             ptr = p->data[0] + y * p->linesize[0];
279             if (color_type == PNG_COLOR_TYPE_RGB_ALPHA)
280                 convert_from_rgb32(crow_buf + 1, ptr, avctx->width);
281             else
282                 memcpy(crow_buf + 1, ptr, row_size);
283             crow_buf[0] = PNG_FILTER_VALUE_NONE;
284             png_write_row(s, crow_buf, row_size + 1);
285         }
286     }
287     /* compress last bytes */
288     for(;;) {
289         ret = deflate(&s->zstream, Z_FINISH);
290         if (ret == Z_OK || ret == Z_STREAM_END) {
291             len = IOBUF_SIZE - s->zstream.avail_out;
292             if (len > 0 && s->bytestream_end - s->bytestream > len + 100) {
293                 png_write_chunk(&s->bytestream, MKTAG('I', 'D', 'A', 'T'), s->buf, len);
294             }
295             s->zstream.avail_out = IOBUF_SIZE;
296             s->zstream.next_out = s->buf;
297             if (ret == Z_STREAM_END)
298                 break;
299         } else {
300             goto fail;
301         }
302     }
303     png_write_chunk(&s->bytestream, MKTAG('I', 'E', 'N', 'D'), NULL, 0);
304
305     ret = s->bytestream - s->bytestream_start;
306  the_end:
307     av_free(crow_buf);
308     av_free(tmp_buf);
309     deflateEnd(&s->zstream);
310     return ret;
311  fail:
312     ret = -1;
313     goto the_end;
314 }
315
316 static int png_enc_init(AVCodecContext *avctx){
317     PNGEncContext *s = avctx->priv_data;
318
319     avcodec_get_frame_defaults((AVFrame*)&s->picture);
320     avctx->coded_frame= (AVFrame*)&s->picture;
321
322     return 0;
323 }
324
325 AVCodec png_encoder = {
326     "png",
327     CODEC_TYPE_VIDEO,
328     CODEC_ID_PNG,
329     sizeof(PNGEncContext),
330     png_enc_init,
331     encode_frame,
332     NULL, //encode_end,
333     .pix_fmts= (enum PixelFormat[]){PIX_FMT_RGB24, PIX_FMT_RGB32, PIX_FMT_PAL8, PIX_FMT_GRAY8, PIX_FMT_MONOBLACK, -1},
334 };