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 "mjpegenc.h"
  36. #include "jpegls.h"
  37.  
  38. /**
  39.  * Encode error from regular symbol
  40.  */
  41. static inline void ls_encode_regular(JLSState *state, PutBitContext *pb, int Q,
  42.                                      int err)
  43. {
  44.     int k;
  45.     int val;
  46.     int map;
  47.  
  48.     for (k = 0; (state->N[Q] << k) < state->A[Q]; k++)
  49.         ;
  50.  
  51.     map = !state->near && !k && (2 * state->B[Q] <= -state->N[Q]);
  52.  
  53.     if (err < 0)
  54.         err += state->range;
  55.     if (err >= (state->range + 1 >> 1)) {
  56.         err -= state->range;
  57.         val  = 2 * FFABS(err) - 1 - map;
  58.     } else
  59.         val = 2 * err + map;
  60.  
  61.     set_ur_golomb_jpegls(pb, val, k, state->limit, state->qbpp);
  62.  
  63.     ff_jpegls_update_state_regular(state, Q, err);
  64. }
  65.  
  66. /**
  67.  * Encode error from run termination
  68.  */
  69. static inline void ls_encode_runterm(JLSState *state, PutBitContext *pb,
  70.                                      int RItype, int err, int limit_add)
  71. {
  72.     int k;
  73.     int val, map;
  74.     int Q = 365 + RItype;
  75.     int temp;
  76.  
  77.     temp = state->A[Q];
  78.     if (RItype)
  79.         temp += state->N[Q] >> 1;
  80.     for (k = 0; (state->N[Q] << k) < temp; k++)
  81.         ;
  82.     map = 0;
  83.     if (!k && err && (2 * state->B[Q] < state->N[Q]))
  84.         map = 1;
  85.  
  86.     if (err < 0)
  87.         val = -(2 * err) - 1 - RItype + map;
  88.     else
  89.         val = 2 * err - RItype - map;
  90.     set_ur_golomb_jpegls(pb, val, k, state->limit - limit_add - 1, state->qbpp);
  91.  
  92.     if (err < 0)
  93.         state->B[Q]++;
  94.     state->A[Q] += (val + 1 - RItype) >> 1;
  95.  
  96.     ff_jpegls_downscale_state(state, Q);
  97. }
  98.  
  99. /**
  100.  * Encode run value as specified by JPEG-LS standard
  101.  */
  102. static inline void ls_encode_run(JLSState *state, PutBitContext *pb, int run,
  103.                                  int comp, int trail)
  104. {
  105.     while (run >= (1 << ff_log2_run[state->run_index[comp]])) {
  106.         put_bits(pb, 1, 1);
  107.         run -= 1 << ff_log2_run[state->run_index[comp]];
  108.         if (state->run_index[comp] < 31)
  109.             state->run_index[comp]++;
  110.     }
  111.     /* if hit EOL, encode another full run, else encode aborted run */
  112.     if (!trail && run) {
  113.         put_bits(pb, 1, 1);
  114.     } else if (trail) {
  115.         put_bits(pb, 1, 0);
  116.         if (ff_log2_run[state->run_index[comp]])
  117.             put_bits(pb, ff_log2_run[state->run_index[comp]], run);
  118.     }
  119. }
  120.  
  121. /**
  122.  * Encode one line of image
  123.  */
  124. static inline void ls_encode_line(JLSState *state, PutBitContext *pb,
  125.                                   void *last, void *cur, int last2, int w,
  126.                                   int stride, int comp, int bits)
  127. {
  128.     int x = 0;
  129.     int Ra, Rb, Rc, Rd;
  130.     int D0, D1, D2;
  131.  
  132.     while (x < w) {
  133.         int err, pred, sign;
  134.  
  135.         /* compute gradients */
  136.         Ra = x ? R(cur, x - stride) : R(last, x);
  137.         Rb = R(last, x);
  138.         Rc = x ? R(last, x - stride) : last2;
  139.         Rd = (x >= w - stride) ? R(last, x) : R(last, x + stride);
  140.         D0 = Rd - Rb;
  141.         D1 = Rb - Rc;
  142.         D2 = Rc - Ra;
  143.  
  144.         /* run mode */
  145.         if ((FFABS(D0) <= state->near) &&
  146.             (FFABS(D1) <= state->near) &&
  147.             (FFABS(D2) <= state->near)) {
  148.             int RUNval, RItype, run;
  149.  
  150.             run    = 0;
  151.             RUNval = Ra;
  152.             while (x < w && (FFABS(R(cur, x) - RUNval) <= state->near)) {
  153.                 run++;
  154.                 W(cur, x, Ra);
  155.                 x += stride;
  156.             }
  157.             ls_encode_run(state, pb, run, comp, x < w);
  158.             if (x >= w)
  159.                 return;
  160.             Rb     = R(last, x);
  161.             RItype = FFABS(Ra - Rb) <= state->near;
  162.             pred   = RItype ? Ra : Rb;
  163.             err    = R(cur, x) - pred;
  164.  
  165.             if (!RItype && Ra > Rb)
  166.                 err = -err;
  167.  
  168.             if (state->near) {
  169.                 if (err > 0)
  170.                     err =  (state->near + err) / state->twonear;
  171.                 else
  172.                     err = -(state->near - err) / state->twonear;
  173.  
  174.                 if (RItype || (Rb >= Ra))
  175.                     Ra = av_clip(pred + err * state->twonear, 0, state->maxval);
  176.                 else
  177.                     Ra = av_clip(pred - err * state->twonear, 0, state->maxval);
  178.                 W(cur, x, Ra);
  179.             }
  180.             if (err < 0)
  181.                 err += state->range;
  182.             if (err >= state->range + 1 >> 1)
  183.                 err -= state->range;
  184.  
  185.             ls_encode_runterm(state, pb, RItype, err,
  186.                               ff_log2_run[state->run_index[comp]]);
  187.  
  188.             if (state->run_index[comp] > 0)
  189.                 state->run_index[comp]--;
  190.         } else { /* regular mode */
  191.             int context;
  192.  
  193.             context = ff_jpegls_quantize(state, D0) * 81 +
  194.                       ff_jpegls_quantize(state, D1) *  9 +
  195.                       ff_jpegls_quantize(state, D2);
  196.             pred    = mid_pred(Ra, Ra + Rb - Rc, Rb);
  197.  
  198.             if (context < 0) {
  199.                 context = -context;
  200.                 sign    = 1;
  201.                 pred    = av_clip(pred - state->C[context], 0, state->maxval);
  202.                 err     = pred - R(cur, x);
  203.             } else {
  204.                 sign = 0;
  205.                 pred = av_clip(pred + state->C[context], 0, state->maxval);
  206.                 err  = R(cur, x) - pred;
  207.             }
  208.  
  209.             if (state->near) {
  210.                 if (err > 0)
  211.                     err =  (state->near + err) / state->twonear;
  212.                 else
  213.                     err = -(state->near - err) / state->twonear;
  214.                 if (!sign)
  215.                     Ra = av_clip(pred + err * state->twonear, 0, state->maxval);
  216.                 else
  217.                     Ra = av_clip(pred - err * state->twonear, 0, state->maxval);
  218.                 W(cur, x, Ra);
  219.             }
  220.  
  221.             ls_encode_regular(state, pb, context, err);
  222.         }
  223.         x += stride;
  224.     }
  225. }
  226.  
  227. static void ls_store_lse(JLSState *state, PutBitContext *pb)
  228. {
  229.     /* Test if we have default params and don't need to store LSE */
  230.     JLSState state2 = { 0 };
  231.     state2.bpp  = state->bpp;
  232.     state2.near = state->near;
  233.     ff_jpegls_reset_coding_parameters(&state2, 1);
  234.     if (state->T1 == state2.T1 &&
  235.         state->T2 == state2.T2 &&
  236.         state->T3 == state2.T3 &&
  237.         state->reset == state2.reset)
  238.         return;
  239.     /* store LSE type 1 */
  240.     put_marker(pb, LSE);
  241.     put_bits(pb, 16, 13);
  242.     put_bits(pb, 8, 1);
  243.     put_bits(pb, 16, state->maxval);
  244.     put_bits(pb, 16, state->T1);
  245.     put_bits(pb, 16, state->T2);
  246.     put_bits(pb, 16, state->T3);
  247.     put_bits(pb, 16, state->reset);
  248. }
  249.  
  250. static int encode_picture_ls(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
  251.                              const AVFrame *pict, int *got_packet)
  252. {
  253.     const AVFrame *const p = pict;
  254.     const int near         = avctx->prediction_method;
  255.     PutBitContext pb, pb2;
  256.     GetBitContext gb;
  257.     uint8_t *buf2 = NULL;
  258.     uint8_t *zero = NULL;
  259.     uint8_t *cur  = NULL;
  260.     uint8_t *last = NULL;
  261.     JLSState *state = NULL;
  262.     int i, size, ret;
  263.     int comps;
  264.  
  265.     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_GRAY8 ||
  266.         avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_GRAY16)
  267.         comps = 1;
  268.     else
  269.         comps = 3;
  270.  
  271.     if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, avctx->width  *avctx->height * comps * 4 +
  272.                                 AV_INPUT_BUFFER_MIN_SIZE, 0)) < 0)
  273.         return ret;
  274.  
  275.     buf2 = av_malloc(pkt->size);
  276.     if (!buf2)
  277.         goto memfail;
  278.  
  279.     init_put_bits(&pb, pkt->data, pkt->size);
  280.     init_put_bits(&pb2, buf2, pkt->size);
  281.  
  282.     /* write our own JPEG header, can't use mjpeg_picture_header */
  283.     put_marker(&pb, SOI);
  284.     put_marker(&pb, SOF48);
  285.     put_bits(&pb, 16, 8 + comps * 3); // header size depends on components
  286.     put_bits(&pb, 8, (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_GRAY16) ? 16 : 8);  // bpp
  287.     put_bits(&pb, 16, avctx->height);
  288.     put_bits(&pb, 16, avctx->width);
  289.     put_bits(&pb, 8, comps);          // components
  290.     for (i = 1; i <= comps; i++) {
  291.         put_bits(&pb, 8, i);     // component ID
  292.         put_bits(&pb, 8, 0x11);  // subsampling: none
  293.         put_bits(&pb, 8, 0);     // Tiq, used by JPEG-LS ext
  294.     }
  295.  
  296.     put_marker(&pb, SOS);
  297.     put_bits(&pb, 16, 6 + comps * 2);
  298.     put_bits(&pb, 8, comps);
  299.     for (i = 1; i <= comps; i++) {
  300.         put_bits(&pb, 8, i);   // component ID
  301.         put_bits(&pb, 8, 0);   // mapping index: none
  302.     }
  303.     put_bits(&pb, 8, near);
  304.     put_bits(&pb, 8, (comps > 1) ? 1 : 0);  // interleaving: 0 - plane, 1 - line
  305.     put_bits(&pb, 8, 0);  // point transform: none
  306.  
  307.     state = av_mallocz(sizeof(JLSState));
  308.     if (!state)
  309.         goto memfail;
  310.  
  311.     /* initialize JPEG-LS state from JPEG parameters */
  312.     state->near = near;
  313.     state->bpp  = (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_GRAY16) ? 16 : 8;
  314.     ff_jpegls_reset_coding_parameters(state, 0);
  315.     ff_jpegls_init_state(state);
  316.  
  317.     ls_store_lse(state, &pb);
  318.  
  319.     zero = last = av_mallocz(FFABS(p->linesize[0]));
  320.     if (!zero)
  321.         goto memfail;
  322.  
  323.     cur  = p->data[0];
  324.     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_GRAY8) {
  325.         int t = 0;
  326.  
  327.         for (i = 0; i < avctx->height; i++) {
  328.             ls_encode_line(state, &pb2, last, cur, t, avctx->width, 1, 0, 8);
  329.             t    = last[0];
  330.             last = cur;
  331.             cur += p->linesize[0];
  332.         }
  333.     } else if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_GRAY16) {
  334.         int t = 0;
  335.  
  336.         for (i = 0; i < avctx->height; i++) {
  337.             ls_encode_line(state, &pb2, last, cur, t, avctx->width, 1, 0, 16);
  338.             t    = *((uint16_t *)last);
  339.             last = cur;
  340.             cur += p->linesize[0];
  341.         }
  342.     } else if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_RGB24) {
  343.         int j, width;
  344.         int Rc[3] = { 0, 0, 0 };
  345.  
  346.         width = avctx->width * 3;
  347.         for (i = 0; i < avctx->height; i++) {
  348.             for (j = 0; j < 3; j++) {
  349.                 ls_encode_line(state, &pb2, last + j, cur + j, Rc[j],
  350.                                width, 3, j, 8);
  351.                 Rc[j] = last[j];
  352.             }
  353.             last = cur;
  354.             cur += p->linesize[0];
  355.         }
  356.     } else if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_BGR24) {
  357.         int j, width;
  358.         int Rc[3] = { 0, 0, 0 };
  359.  
  360.         width = avctx->width * 3;
  361.         for (i = 0; i < avctx->height; i++) {
  362.             for (j = 2; j >= 0; j--) {
  363.                 ls_encode_line(state, &pb2, last + j, cur + j, Rc[j],
  364.                                width, 3, j, 8);
  365.                 Rc[j] = last[j];
  366.             }
  367.             last = cur;
  368.             cur += p->linesize[0];
  369.         }
  370.     }
  371.  
  372.     av_freep(&zero);
  373.     av_freep(&state);
  374.  
  375.     /* the specification says that after doing 0xff escaping unused bits in
  376.      * the last byte must be set to 0, so just append 7 "optional" zero-bits
  377.      * to avoid special-casing. */
  378.     put_bits(&pb2, 7, 0);
  379.     size = put_bits_count(&pb2);
  380.     flush_put_bits(&pb2);
  381.     /* do escape coding */
  382.     init_get_bits(&gb, buf2, size);
  383.     size -= 7;
  384.     while (get_bits_count(&gb) < size) {
  385.         int v;
  386.         v = get_bits(&gb, 8);
  387.         put_bits(&pb, 8, v);
  388.         if (v == 0xFF) {
  389.             v = get_bits(&gb, 7);
  390.             put_bits(&pb, 8, v);
  391.         }
  392.     }
  393.     avpriv_align_put_bits(&pb);
  394.     av_freep(&buf2);
  395.  
  396.     /* End of image */
  397.     put_marker(&pb, EOI);
  398.     flush_put_bits(&pb);
  399.  
  400.     emms_c();
  401.  
  402.     pkt->size   = put_bits_count(&pb) >> 3;
  403.     pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
  404.     *got_packet = 1;
  405.     return 0;
  406.  
  407. memfail:
  408.     av_free_packet(pkt);
  409.     av_freep(&buf2);
  410.     av_freep(&state);
  411.     av_freep(&zero);
  412.     return AVERROR(ENOMEM);
  413. }
  414.  
  415. static av_cold int encode_init_ls(AVCodecContext *ctx)
  416. {
  417. #if FF_API_CODED_FRAME
  418. FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
  419.     ctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
  420.     ctx->coded_frame->key_frame = 1;
  421. FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
  422. #endif
  423.  
  424.     if (ctx->pix_fmt != AV_PIX_FMT_GRAY8  &&
  425.         ctx->pix_fmt != AV_PIX_FMT_GRAY16 &&
  426.         ctx->pix_fmt != AV_PIX_FMT_RGB24  &&
  427.         ctx->pix_fmt != AV_PIX_FMT_BGR24) {
  428.         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
  429.                "Only grayscale and RGB24/BGR24 images are supported\n");
  430.         return -1;
  431.     }
  432.     return 0;
  433. }
  434.  
  435. AVCodec ff_jpegls_encoder = {
  436.     .name           = "jpegls",
  437.     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("JPEG-LS"),
  438.     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
  439.     .id             = AV_CODEC_ID_JPEGLS,
  440.     .init           = encode_init_ls,
  441.     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_FRAME_THREADS | AV_CODEC_CAP_INTRA_ONLY,
  442.     .encode2        = encode_picture_ls,
  443.     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]) {
  444.         AV_PIX_FMT_BGR24, AV_PIX_FMT_RGB24,
  445.         AV_PIX_FMT_GRAY8, AV_PIX_FMT_GRAY16,
  446.         AV_PIX_FMT_NONE
  447.     },
  448.     .caps_internal  = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE |
  449.                       FF_CODEC_CAP_INIT_CLEANUP,
  450. };
  451.