Merge remote-tracking branch 'origin/2.4' into merge-2.4
[profile/ivi/opencv.git] / 3rdparty / libwebp / webp / encode.h
1 // Copyright 2011 Google Inc. All Rights Reserved.
2 //
3 // Use of this source code is governed by a BSD-style license
4 // that can be found in the COPYING file in the root of the source
5 // tree. An additional intellectual property rights grant can be found
6 // in the file PATENTS. All contributing project authors may
7 // be found in the AUTHORS file in the root of the source tree.
8 // -----------------------------------------------------------------------------
9 //
10 //   WebP encoder: main interface
11 //
12 // Author: Skal (pascal.massimino@gmail.com)
13
14 #ifndef WEBP_WEBP_ENCODE_H_
15 #define WEBP_WEBP_ENCODE_H_
16
17 #include "./types.h"
18
19 #if defined(__cplusplus) || defined(c_plusplus)
20 extern "C" {
21 #endif
22
23 #define WEBP_ENCODER_ABI_VERSION 0x0201    // MAJOR(8b) + MINOR(8b)
24
25 // Note: forward declaring enumerations is not allowed in (strict) C and C++,
26 // the types are left here for reference.
27 // typedef enum WebPImageHint WebPImageHint;
28 // typedef enum WebPEncCSP WebPEncCSP;
29 // typedef enum WebPPreset WebPPreset;
30 // typedef enum WebPEncodingError WebPEncodingError;
31 typedef struct WebPConfig WebPConfig;
32 typedef struct WebPPicture WebPPicture;   // main structure for I/O
33 typedef struct WebPAuxStats WebPAuxStats;
34 typedef struct WebPMemoryWriter WebPMemoryWriter;
35
36 // Return the encoder's version number, packed in hexadecimal using 8bits for
37 // each of major/minor/revision. E.g: v2.5.7 is 0x020507.
38 WEBP_EXTERN(int) WebPGetEncoderVersion(void);
39
40 //------------------------------------------------------------------------------
41 // One-stop-shop call! No questions asked:
42
43 // Returns the size of the compressed data (pointed to by *output), or 0 if
44 // an error occurred. The compressed data must be released by the caller
45 // using the call 'free(*output)'.
46 // These functions compress using the lossy format, and the quality_factor
47 // can go from 0 (smaller output, lower quality) to 100 (best quality,
48 // larger output).
49 WEBP_EXTERN(size_t) WebPEncodeRGB(const uint8_t* rgb,
50                                   int width, int height, int stride,
51                                   float quality_factor, uint8_t** output);
52 WEBP_EXTERN(size_t) WebPEncodeBGR(const uint8_t* bgr,
53                                   int width, int height, int stride,
54                                   float quality_factor, uint8_t** output);
55 WEBP_EXTERN(size_t) WebPEncodeRGBA(const uint8_t* rgba,
56                                    int width, int height, int stride,
57                                    float quality_factor, uint8_t** output);
58 WEBP_EXTERN(size_t) WebPEncodeBGRA(const uint8_t* bgra,
59                                    int width, int height, int stride,
60                                    float quality_factor, uint8_t** output);
61
62 // These functions are the equivalent of the above, but compressing in a
63 // lossless manner. Files are usually larger than lossy format, but will
64 // not suffer any compression loss.
65 WEBP_EXTERN(size_t) WebPEncodeLosslessRGB(const uint8_t* rgb,
66                                           int width, int height, int stride,
67                                           uint8_t** output);
68 WEBP_EXTERN(size_t) WebPEncodeLosslessBGR(const uint8_t* bgr,
69                                           int width, int height, int stride,
70                                           uint8_t** output);
71 WEBP_EXTERN(size_t) WebPEncodeLosslessRGBA(const uint8_t* rgba,
72                                            int width, int height, int stride,
73                                            uint8_t** output);
74 WEBP_EXTERN(size_t) WebPEncodeLosslessBGRA(const uint8_t* bgra,
75                                            int width, int height, int stride,
76                                            uint8_t** output);
77
78 //------------------------------------------------------------------------------
79 // Coding parameters
80
81 // Image characteristics hint for the underlying encoder.
82 typedef enum WebPImageHint {
83   WEBP_HINT_DEFAULT = 0,  // default preset.
84   WEBP_HINT_PICTURE,      // digital picture, like portrait, inner shot
85   WEBP_HINT_PHOTO,        // outdoor photograph, with natural lighting
86   WEBP_HINT_GRAPH,        // Discrete tone image (graph, map-tile etc).
87   WEBP_HINT_LAST
88 } WebPImageHint;
89
90 // Compression parameters.
91 struct WebPConfig {
92   int lossless;           // Lossless encoding (0=lossy(default), 1=lossless).
93   float quality;          // between 0 (smallest file) and 100 (biggest)
94   int method;             // quality/speed trade-off (0=fast, 6=slower-better)
95
96   WebPImageHint image_hint;  // Hint for image type (lossless only for now).
97
98   // Parameters related to lossy compression only:
99   int target_size;        // if non-zero, set the desired target size in bytes.
100                           // Takes precedence over the 'compression' parameter.
101   float target_PSNR;      // if non-zero, specifies the minimal distortion to
102                           // try to achieve. Takes precedence over target_size.
103   int segments;           // maximum number of segments to use, in [1..4]
104   int sns_strength;       // Spatial Noise Shaping. 0=off, 100=maximum.
105   int filter_strength;    // range: [0 = off .. 100 = strongest]
106   int filter_sharpness;   // range: [0 = off .. 7 = least sharp]
107   int filter_type;        // filtering type: 0 = simple, 1 = strong (only used
108                           // if filter_strength > 0 or autofilter > 0)
109   int autofilter;         // Auto adjust filter's strength [0 = off, 1 = on]
110   int alpha_compression;  // Algorithm for encoding the alpha plane (0 = none,
111                           // 1 = compressed with WebP lossless). Default is 1.
112   int alpha_filtering;    // Predictive filtering method for alpha plane.
113                           //  0: none, 1: fast, 2: best. Default if 1.
114   int alpha_quality;      // Between 0 (smallest size) and 100 (lossless).
115                           // Default is 100.
116   int pass;               // number of entropy-analysis passes (in [1..10]).
117
118   int show_compressed;    // if true, export the compressed picture back.
119                           // In-loop filtering is not applied.
120   int preprocessing;      // preprocessing filter (0=none, 1=segment-smooth)
121   int partitions;         // log2(number of token partitions) in [0..3]. Default
122                           // is set to 0 for easier progressive decoding.
123   int partition_limit;    // quality degradation allowed to fit the 512k limit
124                           // on prediction modes coding (0: no degradation,
125                           // 100: maximum possible degradation).
126   int emulate_jpeg_size;  // If true, compression parameters will be remapped
127                           // to better match the expected output size from
128                           // JPEG compression. Generally, the output size will
129                           // be similar but the degradation will be lower.
130   int thread_level;       // If non-zero, try and use multi-threaded encoding.
131   int low_memory;         // If set, reduce memory usage (but increase CPU use).
132
133   uint32_t pad[5];        // padding for later use
134 };
135
136 // Enumerate some predefined settings for WebPConfig, depending on the type
137 // of source picture. These presets are used when calling WebPConfigPreset().
138 typedef enum WebPPreset {
139   WEBP_PRESET_DEFAULT = 0,  // default preset.
140   WEBP_PRESET_PICTURE,      // digital picture, like portrait, inner shot
141   WEBP_PRESET_PHOTO,        // outdoor photograph, with natural lighting
142   WEBP_PRESET_DRAWING,      // hand or line drawing, with high-contrast details
143   WEBP_PRESET_ICON,         // small-sized colorful images
144   WEBP_PRESET_TEXT          // text-like
145 } WebPPreset;
146
147 // Internal, version-checked, entry point
148 WEBP_EXTERN(int) WebPConfigInitInternal(WebPConfig*, WebPPreset, float, int);
149
150 // Should always be called, to initialize a fresh WebPConfig structure before
151 // modification. Returns false in case of version mismatch. WebPConfigInit()
152 // must have succeeded before using the 'config' object.
153 // Note that the default values are lossless=0 and quality=75.
154 static WEBP_INLINE int WebPConfigInit(WebPConfig* config) {
155   return WebPConfigInitInternal(config, WEBP_PRESET_DEFAULT, 75.f,
156                                 WEBP_ENCODER_ABI_VERSION);
157 }
158
159 // This function will initialize the configuration according to a predefined
160 // set of parameters (referred to by 'preset') and a given quality factor.
161 // This function can be called as a replacement to WebPConfigInit(). Will
162 // return false in case of error.
163 static WEBP_INLINE int WebPConfigPreset(WebPConfig* config,
164                                         WebPPreset preset, float quality) {
165   return WebPConfigInitInternal(config, preset, quality,
166                                 WEBP_ENCODER_ABI_VERSION);
167 }
168
169 // Returns true if 'config' is non-NULL and all configuration parameters are
170 // within their valid ranges.
171 WEBP_EXTERN(int) WebPValidateConfig(const WebPConfig* config);
172
173 //------------------------------------------------------------------------------
174 // Input / Output
175 // Structure for storing auxiliary statistics (mostly for lossy encoding).
176
177 struct WebPAuxStats {
178   int coded_size;         // final size
179
180   float PSNR[5];          // peak-signal-to-noise ratio for Y/U/V/All/Alpha
181   int block_count[3];     // number of intra4/intra16/skipped macroblocks
182   int header_bytes[2];    // approximate number of bytes spent for header
183                           // and mode-partition #0
184   int residual_bytes[3][4];  // approximate number of bytes spent for
185                              // DC/AC/uv coefficients for each (0..3) segments.
186   int segment_size[4];    // number of macroblocks in each segments
187   int segment_quant[4];   // quantizer values for each segments
188   int segment_level[4];   // filtering strength for each segments [0..63]
189
190   int alpha_data_size;    // size of the transparency data
191   int layer_data_size;    // size of the enhancement layer data
192
193   // lossless encoder statistics
194   uint32_t lossless_features;  // bit0:predictor bit1:cross-color transform
195                                // bit2:subtract-green bit3:color indexing
196   int histogram_bits;          // number of precision bits of histogram
197   int transform_bits;          // precision bits for transform
198   int cache_bits;              // number of bits for color cache lookup
199   int palette_size;            // number of color in palette, if used
200   int lossless_size;           // final lossless size
201
202   uint32_t pad[4];        // padding for later use
203 };
204
205 // Signature for output function. Should return true if writing was successful.
206 // data/data_size is the segment of data to write, and 'picture' is for
207 // reference (and so one can make use of picture->custom_ptr).
208 typedef int (*WebPWriterFunction)(const uint8_t* data, size_t data_size,
209                                   const WebPPicture* picture);
210
211 // WebPMemoryWrite: a special WebPWriterFunction that writes to memory using
212 // the following WebPMemoryWriter object (to be set as a custom_ptr).
213 struct WebPMemoryWriter {
214   uint8_t* mem;       // final buffer (of size 'max_size', larger than 'size').
215   size_t   size;      // final size
216   size_t   max_size;  // total capacity
217   uint32_t pad[1];    // padding for later use
218 };
219
220 // The following must be called first before any use.
221 WEBP_EXTERN(void) WebPMemoryWriterInit(WebPMemoryWriter* writer);
222
223 // The custom writer to be used with WebPMemoryWriter as custom_ptr. Upon
224 // completion, writer.mem and writer.size will hold the coded data.
225 // writer.mem must be freed using the call 'free(writer.mem)'.
226 WEBP_EXTERN(int) WebPMemoryWrite(const uint8_t* data, size_t data_size,
227                                  const WebPPicture* picture);
228
229 // Progress hook, called from time to time to report progress. It can return
230 // false to request an abort of the encoding process, or true otherwise if
231 // everything is OK.
232 typedef int (*WebPProgressHook)(int percent, const WebPPicture* picture);
233
234 // Color spaces.
235 typedef enum WebPEncCSP {
236   // chroma sampling
237   WEBP_YUV420 = 0,   // 4:2:0
238   WEBP_YUV422 = 1,   // 4:2:2
239   WEBP_YUV444 = 2,   // 4:4:4
240   WEBP_YUV400 = 3,   // grayscale
241   WEBP_CSP_UV_MASK = 3,   // bit-mask to get the UV sampling factors
242   // alpha channel variants
243   WEBP_YUV420A = 4,
244   WEBP_YUV422A = 5,
245   WEBP_YUV444A = 6,
246   WEBP_YUV400A = 7,   // grayscale + alpha
247   WEBP_CSP_ALPHA_BIT = 4   // bit that is set if alpha is present
248 } WebPEncCSP;
249
250 // Encoding error conditions.
251 typedef enum WebPEncodingError {
252   VP8_ENC_OK = 0,
253   VP8_ENC_ERROR_OUT_OF_MEMORY,            // memory error allocating objects
254   VP8_ENC_ERROR_BITSTREAM_OUT_OF_MEMORY,  // memory error while flushing bits
255   VP8_ENC_ERROR_NULL_PARAMETER,           // a pointer parameter is NULL
256   VP8_ENC_ERROR_INVALID_CONFIGURATION,    // configuration is invalid
257   VP8_ENC_ERROR_BAD_DIMENSION,            // picture has invalid width/height
258   VP8_ENC_ERROR_PARTITION0_OVERFLOW,      // partition is bigger than 512k
259   VP8_ENC_ERROR_PARTITION_OVERFLOW,       // partition is bigger than 16M
260   VP8_ENC_ERROR_BAD_WRITE,                // error while flushing bytes
261   VP8_ENC_ERROR_FILE_TOO_BIG,             // file is bigger than 4G
262   VP8_ENC_ERROR_USER_ABORT,               // abort request by user
263   VP8_ENC_ERROR_LAST                      // list terminator. always last.
264 } WebPEncodingError;
265
266 // maximum width/height allowed (inclusive), in pixels
267 #define WEBP_MAX_DIMENSION 16383
268
269 // Main exchange structure (input samples, output bytes, statistics)
270 struct WebPPicture {
271   //   INPUT
272   //////////////
273   // Main flag for encoder selecting between ARGB or YUV input.
274   // It is recommended to use ARGB input (*argb, argb_stride) for lossless
275   // compression, and YUV input (*y, *u, *v, etc.) for lossy compression
276   // since these are the respective native colorspace for these formats.
277   int use_argb;
278
279   // YUV input (mostly used for input to lossy compression)
280   WebPEncCSP colorspace;     // colorspace: should be YUV420 for now (=Y'CbCr).
281   int width, height;         // dimensions (less or equal to WEBP_MAX_DIMENSION)
282   uint8_t *y, *u, *v;        // pointers to luma/chroma planes.
283   int y_stride, uv_stride;   // luma/chroma strides.
284   uint8_t* a;                // pointer to the alpha plane
285   int a_stride;              // stride of the alpha plane
286   uint32_t pad1[2];          // padding for later use
287
288   // ARGB input (mostly used for input to lossless compression)
289   uint32_t* argb;            // Pointer to argb (32 bit) plane.
290   int argb_stride;           // This is stride in pixels units, not bytes.
291   uint32_t pad2[3];          // padding for later use
292
293   //   OUTPUT
294   ///////////////
295   // Byte-emission hook, to store compressed bytes as they are ready.
296   WebPWriterFunction writer;  // can be NULL
297   void* custom_ptr;           // can be used by the writer.
298
299   // map for extra information (only for lossy compression mode)
300   int extra_info_type;    // 1: intra type, 2: segment, 3: quant
301                           // 4: intra-16 prediction mode,
302                           // 5: chroma prediction mode,
303                           // 6: bit cost, 7: distortion
304   uint8_t* extra_info;    // if not NULL, points to an array of size
305                           // ((width + 15) / 16) * ((height + 15) / 16) that
306                           // will be filled with a macroblock map, depending
307                           // on extra_info_type.
308
309   //   STATS AND REPORTS
310   ///////////////////////////
311   // Pointer to side statistics (updated only if not NULL)
312   WebPAuxStats* stats;
313
314   // Error code for the latest error encountered during encoding
315   WebPEncodingError error_code;
316
317   // If not NULL, report progress during encoding.
318   WebPProgressHook progress_hook;
319
320   void* user_data;        // this field is free to be set to any value and
321                           // used during callbacks (like progress-report e.g.).
322
323   uint32_t pad3[3];       // padding for later use
324
325   // Unused for now: original samples (for non-YUV420 modes)
326   uint8_t *u0, *v0;
327   int uv0_stride;
328
329   uint32_t pad4[7];       // padding for later use
330
331   // PRIVATE FIELDS
332   ////////////////////
333   void* memory_;          // row chunk of memory for yuva planes
334   void* memory_argb_;     // and for argb too.
335   void* pad5[2];          // padding for later use
336 };
337
338 // Internal, version-checked, entry point
339 WEBP_EXTERN(int) WebPPictureInitInternal(WebPPicture*, int);
340
341 // Should always be called, to initialize the structure. Returns false in case
342 // of version mismatch. WebPPictureInit() must have succeeded before using the
343 // 'picture' object.
344 // Note that, by default, use_argb is false and colorspace is WEBP_YUV420.
345 static WEBP_INLINE int WebPPictureInit(WebPPicture* picture) {
346   return WebPPictureInitInternal(picture, WEBP_ENCODER_ABI_VERSION);
347 }
348
349 //------------------------------------------------------------------------------
350 // WebPPicture utils
351
352 // Convenience allocation / deallocation based on picture->width/height:
353 // Allocate y/u/v buffers as per colorspace/width/height specification.
354 // Note! This function will free the previous buffer if needed.
355 // Returns false in case of memory error.
356 WEBP_EXTERN(int) WebPPictureAlloc(WebPPicture* picture);
357
358 // Release the memory allocated by WebPPictureAlloc() or WebPPictureImport*().
359 // Note that this function does _not_ free the memory used by the 'picture'
360 // object itself.
361 // Besides memory (which is reclaimed) all other fields of 'picture' are
362 // preserved.
363 WEBP_EXTERN(void) WebPPictureFree(WebPPicture* picture);
364
365 // Copy the pixels of *src into *dst, using WebPPictureAlloc. Upon return, *dst
366 // will fully own the copied pixels (this is not a view). The 'dst' picture need
367 // not be initialized as its content is overwritten.
368 // Returns false in case of memory allocation error.
369 WEBP_EXTERN(int) WebPPictureCopy(const WebPPicture* src, WebPPicture* dst);
370
371 // Compute PSNR, SSIM or LSIM distortion metric between two pictures.
372 // Result is in dB, stores in result[] in the Y/U/V/Alpha/All order.
373 // Returns false in case of error (src and ref don't have same dimension, ...)
374 // Warning: this function is rather CPU-intensive.
375 WEBP_EXTERN(int) WebPPictureDistortion(
376     const WebPPicture* src, const WebPPicture* ref,
377     int metric_type,           // 0 = PSNR, 1 = SSIM, 2 = LSIM
378     float result[5]);
379
380 // self-crops a picture to the rectangle defined by top/left/width/height.
381 // Returns false in case of memory allocation error, or if the rectangle is
382 // outside of the source picture.
383 // The rectangle for the view is defined by the top-left corner pixel
384 // coordinates (left, top) as well as its width and height. This rectangle
385 // must be fully be comprised inside the 'src' source picture. If the source
386 // picture uses the YUV420 colorspace, the top and left coordinates will be
387 // snapped to even values.
388 WEBP_EXTERN(int) WebPPictureCrop(WebPPicture* picture,
389                                  int left, int top, int width, int height);
390
391 // Extracts a view from 'src' picture into 'dst'. The rectangle for the view
392 // is defined by the top-left corner pixel coordinates (left, top) as well
393 // as its width and height. This rectangle must be fully be comprised inside
394 // the 'src' source picture. If the source picture uses the YUV420 colorspace,
395 // the top and left coordinates will be snapped to even values.
396 // Picture 'src' must out-live 'dst' picture. Self-extraction of view is allowed
397 // ('src' equal to 'dst') as a mean of fast-cropping (but note that doing so,
398 // the original dimension will be lost). Picture 'dst' need not be initialized
399 // with WebPPictureInit() if it is different from 'src', since its content will
400 // be overwritten.
401 // Returns false in case of memory allocation error or invalid parameters.
402 WEBP_EXTERN(int) WebPPictureView(const WebPPicture* src,
403                                  int left, int top, int width, int height,
404                                  WebPPicture* dst);
405
406 // Returns true if the 'picture' is actually a view and therefore does
407 // not own the memory for pixels.
408 WEBP_EXTERN(int) WebPPictureIsView(const WebPPicture* picture);
409
410 // Rescale a picture to new dimension width x height.
411 // Now gamma correction is applied.
412 // Returns false in case of error (invalid parameter or insufficient memory).
413 WEBP_EXTERN(int) WebPPictureRescale(WebPPicture* pic, int width, int height);
414
415 // Colorspace conversion function to import RGB samples.
416 // Previous buffer will be free'd, if any.
417 // *rgb buffer should have a size of at least height * rgb_stride.
418 // Returns false in case of memory error.
419 WEBP_EXTERN(int) WebPPictureImportRGB(
420     WebPPicture* picture, const uint8_t* rgb, int rgb_stride);
421 // Same, but for RGBA buffer.
422 WEBP_EXTERN(int) WebPPictureImportRGBA(
423     WebPPicture* picture, const uint8_t* rgba, int rgba_stride);
424 // Same, but for RGBA buffer. Imports the RGB direct from the 32-bit format
425 // input buffer ignoring the alpha channel. Avoids needing to copy the data
426 // to a temporary 24-bit RGB buffer to import the RGB only.
427 WEBP_EXTERN(int) WebPPictureImportRGBX(
428     WebPPicture* picture, const uint8_t* rgbx, int rgbx_stride);
429
430 // Variants of the above, but taking BGR(A|X) input.
431 WEBP_EXTERN(int) WebPPictureImportBGR(
432     WebPPicture* picture, const uint8_t* bgr, int bgr_stride);
433 WEBP_EXTERN(int) WebPPictureImportBGRA(
434     WebPPicture* picture, const uint8_t* bgra, int bgra_stride);
435 WEBP_EXTERN(int) WebPPictureImportBGRX(
436     WebPPicture* picture, const uint8_t* bgrx, int bgrx_stride);
437
438 // Converts picture->argb data to the YUVA format specified by 'colorspace'.
439 // Upon return, picture->use_argb is set to false. The presence of real
440 // non-opaque transparent values is detected, and 'colorspace' will be
441 // adjusted accordingly. Note that this method is lossy.
442 // Returns false in case of error.
443 WEBP_EXTERN(int) WebPPictureARGBToYUVA(WebPPicture* picture,
444                                        WebPEncCSP colorspace);
445
446 // Converts picture->yuv to picture->argb and sets picture->use_argb to true.
447 // The input format must be YUV_420 or YUV_420A.
448 // Note that the use of this method is discouraged if one has access to the
449 // raw ARGB samples, since using YUV420 is comparatively lossy. Also, the
450 // conversion from YUV420 to ARGB incurs a small loss too.
451 // Returns false in case of error.
452 WEBP_EXTERN(int) WebPPictureYUVAToARGB(WebPPicture* picture);
453
454 // Helper function: given a width x height plane of YUV(A) samples
455 // (with stride 'stride'), clean-up the YUV samples under fully transparent
456 // area, to help compressibility (no guarantee, though).
457 WEBP_EXTERN(void) WebPCleanupTransparentArea(WebPPicture* picture);
458
459 // Scan the picture 'picture' for the presence of non fully opaque alpha values.
460 // Returns true in such case. Otherwise returns false (indicating that the
461 // alpha plane can be ignored altogether e.g.).
462 WEBP_EXTERN(int) WebPPictureHasTransparency(const WebPPicture* picture);
463
464 //------------------------------------------------------------------------------
465 // Main call
466
467 // Main encoding call, after config and picture have been initialized.
468 // 'picture' must be less than 16384x16384 in dimension (cf WEBP_MAX_DIMENSION),
469 // and the 'config' object must be a valid one.
470 // Returns false in case of error, true otherwise.
471 // In case of error, picture->error_code is updated accordingly.
472 // 'picture' can hold the source samples in both YUV(A) or ARGB input, depending
473 // on the value of 'picture->use_argb'. It is highly recommended to use
474 // the former for lossy encoding, and the latter for lossless encoding
475 // (when config.lossless is true). Automatic conversion from one format to
476 // another is provided but they both incur some loss.
477 WEBP_EXTERN(int) WebPEncode(const WebPConfig* config, WebPPicture* picture);
478
479 //------------------------------------------------------------------------------
480
481 #if defined(__cplusplus) || defined(c_plusplus)
482 }    // extern "C"
483 #endif
484
485 #endif  /* WEBP_WEBP_ENCODE_H_ */