Subversion Repositories Kolibri OS

Rev

Blame | Last modification | View Log | RSS feed

  1. /*
  2.  * JPEG-LS encoder
  3.  * Copyright (c) 2003 Michael Niedermayer
  4.  * Copyright (c) 2006 Konstantin Shishkov
  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. /**
  24.  * @file
  25.  * JPEG-LS encoder.
  26.  */
  27.  
  28. #include "avcodec.h"
  29. #include "get_bits.h"
  30. #include "put_bits.h"
  31. #include "golomb.h"
  32. #include "internal.h"
  33. #include "mathops.h"
  34. #include "mjpeg.h"
  35. #include "jpegls.h"
  36.  
  37. /**
  38.  * Encode error from regular symbol
  39.  */
  40. static inline void ls_encode_regular(JLSState *state, PutBitContext *pb, int Q,
  41.                                      int err)
  42. {
  43.     int k;
  44.     int val;
  45.     int map;
  46.  
  47.     for (k = 0; (state->N[Q] << k) < state->A[Q]; k++)
  48.         ;
  49.  
  50.     map = !state->near && !k && (2 * state->B[Q] <= -state->N[Q]);
  51.  
  52.     if (err < 0)
  53.         err += state->range;
  54.     if (err >= (state->range + 1 >> 1)) {
  55.         err -= state->range;
  56.         val  = 2 * FFABS(err) - 1 - map;
  57.     } else
  58.         val = 2 * err + map;
  59.  
  60.     set_ur_golomb_jpegls(pb, val, k, state->limit, state->qbpp);
  61.  
  62.     ff_jpegls_update_state_regular(state, Q, err);
  63. }
  64.  
  65. /**
  66.  * Encode error from run termination
  67.  */
  68. static inline void ls_encode_runterm(JLSState *state, PutBitContext *pb,
  69.                                      int RItype, int err, int limit_add)
  70. {
  71.     int k;
  72.     int val, map;
  73.     int Q = 365 + RItype;
  74.     int temp;
  75.  
  76.     temp = state->A[Q];
  77.     if (RItype)
  78.         temp += state->N[Q] >> 1;
  79.     for (k = 0; (state->N[Q] << k) < temp; k++)
  80.         ;
  81.     map = 0;
  82.     if (!k && err && (2 * state->B[Q] < state->N[Q]))
  83.         map = 1;
  84.  
  85.     if (err < 0)
  86.         val = -(2 * err) - 1 - RItype + map;
  87.     else
  88.         val = 2 * err - RItype - map;
  89.     set_ur_golomb_jpegls(pb, val, k, state->limit - limit_add - 1, state->qbpp);
  90.  
  91.     if (err < 0)
  92.         state->B[Q]++;
  93.     state->A[Q] += (val + 1 - RItype) >> 1;
  94.  
  95.     ff_jpegls_downscale_state(state, Q);
  96. }
  97.  
  98. /**
  99.  * Encode run value as specified by JPEG-LS standard
  100.  */
  101. static inline void ls_encode_run(JLSState *state, PutBitContext *pb, int run,
  102.                                  int comp, int trail)
  103. {
  104.     while (run >= (1 << ff_log2_run[state->run_index[comp]])) {
  105.         put_bits(pb, 1, 1);
  106.         run -= 1 << ff_log2_run[state->run_index[comp]];
  107.         if (state->run_index[comp] < 31)
  108.             state->run_index[comp]++;
  109.     }
  110.     /* if hit EOL, encode another full run, else encode aborted run */
  111.     if (!trail && run) {
  112.         put_bits(pb, 1, 1);
  113.     } else if (trail) {
  114.         put_bits(pb, 1, 0);
  115.         if (ff_log2_run[state->run_index[comp]])
  116.             put_bits(pb, ff_log2_run[state->run_index[comp]], run);
  117.     }
  118. }
  119.  
  120. /**
  121.  * Encode one line of image
  122.  */
  123. static inline void ls_encode_line(JLSState *state, PutBitContext *pb,
  124.                                   void *last, void *cur, int last2, int w,
  125.                                   int stride, int comp, int bits)
  126. {
  127.     int x = 0;
  128.     int Ra, Rb, Rc, Rd;
  129.     int D0, D1, D2;
  130.  
  131.     while (x < w) {
  132.         int err, pred, sign;
  133.  
  134.         /* compute gradients */
  135.         Ra = x ? R(cur, x - stride) : R(last, x);
  136.         Rb = R(last, x);
  137.         Rc = x ? R(last, x - stride) : last2;
  138.         Rd = (x >= w - stride) ? R(last, x) : R(last, x + stride);
  139.         D0 = Rd - Rb;
  140.         D1 = Rb - Rc;
  141.         D2 = Rc - Ra;
  142.  
  143.         /* run mode */
  144.         if ((FFABS(D0) <= state->near) &&
  145.             (FFABS(D1) <= state->near) &&
  146.             (FFABS(D2) <= state->near)) {
  147.             int RUNval, RItype, run;
  148.  
  149.             run    = 0;
  150.             RUNval = Ra;
  151.             while (x < w && (FFABS(R(cur, x) - RUNval) <= state->near)) {
  152.                 run++;
  153.                 W(cur, x, Ra);
  154.                 x += stride;
  155.             }
  156.             ls_encode_run(state, pb, run, comp, x < w);
  157.             if (x >= w)
  158.                 return;
  159.             Rb     = R(last, x);
  160.             RItype = FFABS(Ra - Rb) <= state->near;
  161.             pred   = RItype ? Ra : Rb;
  162.             err    = R(cur, x) - pred;
  163.  
  164.             if (!RItype && Ra > Rb)
  165.                 err = -err;
  166.  
  167.             if (state->near) {
  168.                 if (err > 0)
  169.                     err =  (state->near + err) / state->twonear;
  170.                 else
  171.                     err = -(state->near - err) / state->twonear;
  172.  
  173.                 if (RItype || (Rb >= Ra))
  174.                     Ra = av_clip(pred + err * state->twonear, 0, state->maxval);
  175.                 else
  176.                     Ra = av_clip(pred - err * state->twonear, 0, state->maxval);
  177.                 W(cur, x, Ra);
  178.             }
  179.             if (err < 0)
  180.                 err += state->range;
  181.             if (err >= state->range + 1 >> 1)
  182.                 err -= state->range;
  183.  
  184.             ls_encode_runterm(state, pb, RItype, err,
  185.                               ff_log2_run[state->run_index[comp]]);
  186.  
  187.             if (state->run_index[comp] > 0)
  188.                 state->run_index[comp]--;
  189.         } else { /* regular mode */
  190.             int context;
  191.  
  192.             context = ff_jpegls_quantize(state, D0) * 81 +
  193.                       ff_jpegls_quantize(state, D1) *  9 +
  194.                       ff_jpegls_quantize(state, D2);
  195.             pred    = mid_pred(Ra, Ra + Rb - Rc, Rb);
  196.  
  197.             if (context < 0) {
  198.                 context = -context;
  199.                 sign    = 1;
  200.                 pred    = av_clip(pred - state->C[context], 0, state->maxval);
  201.                 err     = pred - R(cur, x);
  202.             } else {
  203.                 sign = 0;
  204.                 pred = av_clip(pred + state->C[context], 0, state->maxval);
  205.                 err  = R(cur, x) - pred;
  206.             }
  207.  
  208.             if (state->near) {
  209.                 if (err > 0)
  210.                     err =  (state->near + err) / state->twonear;
  211.                 else
  212.                     err = -(state->near - err) / state->twonear;
  213.                 if (!sign)
  214.                     Ra = av_clip(pred + err * state->twonear, 0, state->maxval);
  215.                 else
  216.                     Ra = av_clip(pred - err * state->twonear, 0, state->maxval);
  217.                 W(cur, x, Ra);
  218.             }
  219.  
  220.             ls_encode_regular(state, pb, context, err);
  221.         }
  222.         x += stride;
  223.     }
  224. }
  225.  
  226. static void ls_store_lse(JLSState *state, PutBitContext *pb)
  227. {
  228.     /* Test if we have default params and don't need to store LSE */
  229.     JLSState state2 = { 0 };
  230.     state2.bpp  = state->bpp;
  231.     state2.near = state->near;
  232.     ff_jpegls_reset_coding_parameters(&state2, 1);
  233.     if (state->T1 == state2.T1 &&
  234.         state->T2 == state2.T2 &&
  235.         state->T3 == state2.T3 &&
  236.         state->reset == state2.reset)
  237.         return;
  238.     /* store LSE type 1 */
  239.     put_marker(pb, LSE);
  240.     put_bits(pb, 16, 13);
  241.     put_bits(pb, 8, 1);
  242.     put_bits(pb, 16, state->maxval);
  243.     put_bits(pb, 16, state->T1);
  244.     put_bits(pb, 16, state->T2);
  245.     put_bits(pb, 16, state->T3);
  246.     put_bits(pb, 16, state->reset);
  247. }
  248.  
  249. static int encode_picture_ls(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
  250.                              const AVFrame *pict, int *got_packet)
  251. {
  252.     JpeglsContext *const s = avctx->priv_data;
  253.     AVFrame *const p       = &s->picture;
  254.     const int near         = avctx->prediction_method;
  255.     PutBitContext pb, pb2;
  256.     GetBitContext gb;
  257.     uint8_t *buf2, *zero, *cur, *last;
  258.     JLSState *state;
  259.     int i, size, ret;
  260.     int comps;
  261.  
  262.     *p           = *pict;
  263.     p->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
  264.     p->key_frame = 1;
  265.  
  266.     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_GRAY8 ||
  267.         avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_GRAY16)
  268.         comps = 1;
  269.     else
  270.         comps = 3;
  271.  
  272.     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, avctx->width  *avctx->height * comps * 4 +
  273.                                 FF_MIN_BUFFER_SIZE)) < 0)
  274.         return ret;
  275.  
  276.     buf2 = av_malloc(pkt->size);
  277.  
  278.     init_put_bits(&pb, pkt->data, pkt->size);
  279.     init_put_bits(&pb2, buf2, pkt->size);
  280.  
  281.     /* write our own JPEG header, can't use mjpeg_picture_header */
  282.     put_marker(&pb, SOI);
  283.     put_marker(&pb, SOF48);
  284.     put_bits(&pb, 16, 8 + comps * 3); // header size depends on components
  285.     put_bits(&pb, 8, (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_GRAY16) ? 16 : 8);  // bpp
  286.     put_bits(&pb, 16, avctx->height);
  287.     put_bits(&pb, 16, avctx->width);
  288.     put_bits(&pb, 8, comps);          // components
  289.     for (i = 1; i <= comps; i++) {
  290.         put_bits(&pb, 8, i);     // component ID
  291.         put_bits(&pb, 8, 0x11);  // subsampling: none
  292.         put_bits(&pb, 8, 0);     // Tiq, used by JPEG-LS ext
  293.     }
  294.  
  295.     put_marker(&pb, SOS);
  296.     put_bits(&pb, 16, 6 + comps * 2);
  297.     put_bits(&pb, 8, comps);
  298.     for (i = 1; i <= comps; i++) {
  299.         put_bits(&pb, 8, i);   // component ID
  300.         put_bits(&pb, 8, 0);   // mapping index: none
  301.     }
  302.     put_bits(&pb, 8, near);
  303.     put_bits(&pb, 8, (comps > 1) ? 1 : 0);  // interleaving: 0 - plane, 1 - line
  304.     put_bits(&pb, 8, 0);  // point transform: none
  305.  
  306.     state = av_mallocz(sizeof(JLSState));
  307.     /* initialize JPEG-LS state from JPEG parameters */
  308.     state->near = near;
  309.     state->bpp  = (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_GRAY16) ? 16 : 8;
  310.     ff_jpegls_reset_coding_parameters(state, 0);
  311.     ff_jpegls_init_state(state);
  312.  
  313.     ls_store_lse(state, &pb);
  314.  
  315.     zero = av_mallocz(FFABS(p->linesize[0]));
  316.     if (!zero) {
  317.         av_free(state);
  318.         return AVERROR(ENOMEM);
  319.     }
  320.     last = zero;
  321.     cur  = p->data[0];
  322.     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_GRAY8) {
  323.         int t = 0;
  324.  
  325.         for (i = 0; i < avctx->height; i++) {
  326.             ls_encode_line(state, &pb2, last, cur, t, avctx->width, 1, 0, 8);
  327.             t    = last[0];
  328.             last = cur;
  329.             cur += p->linesize[0];
  330.         }
  331.     } else if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_GRAY16) {
  332.         int t = 0;
  333.  
  334.         for (i = 0; i < avctx->height; i++) {
  335.             ls_encode_line(state, &pb2, last, cur, t, avctx->width, 1, 0, 16);
  336.             t    = *((uint16_t *)last);
  337.             last = cur;
  338.             cur += p->linesize[0];
  339.         }
  340.     } else if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_RGB24) {
  341.         int j, width;
  342.         int Rc[3] = { 0, 0, 0 };
  343.  
  344.         width = avctx->width * 3;
  345.         for (i = 0; i < avctx->height; i++) {
  346.             for (j = 0; j < 3; j++) {
  347.                 ls_encode_line(state, &pb2, last + j, cur + j, Rc[j],
  348.                                width, 3, j, 8);
  349.                 Rc[j] = last[j];
  350.             }
  351.             last = cur;
  352.             cur += s->picture.linesize[0];
  353.         }
  354.     } else if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR24) {
  355.         int j, width;
  356.         int Rc[3] = { 0, 0, 0 };
  357.  
  358.         width = avctx->width * 3;
  359.         for (i = 0; i < avctx->height; i++) {
  360.             for (j = 2; j >= 0; j--) {
  361.                 ls_encode_line(state, &pb2, last + j, cur + j, Rc[j],
  362.                                width, 3, j, 8);
  363.                 Rc[j] = last[j];
  364.             }
  365.             last = cur;
  366.             cur += s->picture.linesize[0];
  367.         }
  368.     }
  369.  
  370.     av_freep(&zero);
  371.     av_freep(&state);
  372.  
  373.     /* the specification says that after doing 0xff escaping unused bits in
  374.      * the last byte must be set to 0, so just append 7 "optional" zero-bits
  375.      * to avoid special-casing. */
  376.     put_bits(&pb2, 7, 0);
  377.     size = put_bits_count(&pb2);
  378.     flush_put_bits(&pb2);
  379.     /* do escape coding */
  380.     init_get_bits(&gb, buf2, size);
  381.     size -= 7;
  382.     while (get_bits_count(&gb) < size) {
  383.         int v;
  384.         v = get_bits(&gb, 8);
  385.         put_bits(&pb, 8, v);
  386.         if (v == 0xFF) {
  387.             v = get_bits(&gb, 7);
  388.             put_bits(&pb, 8, v);
  389.         }
  390.     }
  391.     avpriv_align_put_bits(&pb);
  392.     av_free(buf2);
  393.  
  394.     /* End of image */
  395.     put_marker(&pb, EOI);
  396.     flush_put_bits(&pb);
  397.  
  398.     emms_c();
  399.  
  400.     pkt->size   = put_bits_count(&pb) >> 3;
  401.     pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
  402.     *got_packet = 1;
  403.     return 0;
  404. }
  405.  
  406. static av_cold int encode_init_ls(AVCodecContext *ctx)
  407. {
  408.     JpeglsContext *c = (JpeglsContext *)ctx->priv_data;
  409.  
  410.     c->avctx         = ctx;
  411.     ctx->coded_frame = &c->picture;
  412.  
  413.     if (ctx->pix_fmt != AV_PIX_FMT_GRAY8  &&
  414.         ctx->pix_fmt != AV_PIX_FMT_GRAY16 &&
  415.         ctx->pix_fmt != AV_PIX_FMT_RGB24  &&
  416.         ctx->pix_fmt != AV_PIX_FMT_BGR24) {
  417.         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
  418.                "Only grayscale and RGB24/BGR24 images are supported\n");
  419.         return -1;
  420.     }
  421.     return 0;
  422. }
  423.  
  424. AVCodec ff_jpegls_encoder = {
  425.     .name           = "jpegls",
  426.     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("JPEG-LS"),
  427.     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
  428.     .id             = AV_CODEC_ID_JPEGLS,
  429.     .priv_data_size = sizeof(JpeglsContext),
  430.     .init           = encode_init_ls,
  431.     .encode2        = encode_picture_ls,
  432.     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]) {
  433.         AV_PIX_FMT_BGR24, AV_PIX_FMT_RGB24,
  434.         AV_PIX_FMT_GRAY8, AV_PIX_FMT_GRAY16,
  435.         AV_PIX_FMT_NONE
  436.     },
  437. };
  438.