libavcodec/xfaceenc.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 1990 James Ashton - Sydney University
   3  * Copyright (c) 2012 Stefano Sabatini
   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  * @file
  24  * X-Face encoder, based on libcompface, by James Ashton.
  25  */
  26
  27 #include "xface.h"
  28 #include "avcodec.h"
  29 #include "codec_internal.h"
  30 #include "encode.h"
  31 #include "libavutil/avassert.h"
  32
  33 typedef struct XFaceContext {
  34     AVClass *class;
  35     uint8_t bitmap[XFACE_PIXELS]; ///< image used internally for decoding
  36     int max_line_len;             ///< max line length for compressed data
  37     int set_header;               ///< set X-Face header in the output
  38 } XFaceContext;
  39
  40 static int all_same(char *bitmap, int w, int h)
  41 {
  42     char val, *row;
  43     int x;
  44
  45     val = *bitmap;
  46     while (h--) {
  47         row = bitmap;
  48         x = w;
  49         while (x--)
  50             if (*(row++) != val)
  51                 return 0;
  52         bitmap += XFACE_WIDTH;
  53     }
  54     return 1;
  55 }
  56
  57 static int all_black(char *bitmap, int w, int h)
  58 {
  59     if (w > 3) {
  60         w /= 2;
  61         h /= 2;
  62         return (all_black(bitmap, w, h) && all_black(bitmap + w, w, h) &&
  63                 all_black(bitmap + XFACE_WIDTH * h, w, h) &&
  64                 all_black(bitmap + XFACE_WIDTH * h + w, w, h));
  65     } else {
  66         /* at least one pixel in the 2x2 grid is non-zero */
  67         return *bitmap || *(bitmap + 1) ||
  68                *(bitmap + XFACE_WIDTH) || *(bitmap + XFACE_WIDTH + 1);
  69     }
  70 }
  71
  72 static int all_white(char *bitmap, int w, int h)
  73 {
  74     return *bitmap == 0 && all_same(bitmap, w, h);
  75 }
  76
  77 typedef struct {
  78     ProbRange prob_ranges[XFACE_PIXELS*2];
  79     int prob_ranges_idx;
  80 } ProbRangesQueue;
  81
  82 static inline int pq_push(ProbRangesQueue *pq, const ProbRange *p)
  83 {
  84     if (pq->prob_ranges_idx >= XFACE_PIXELS * 2 - 1)
  85         return -1;
  86     pq->prob_ranges[pq->prob_ranges_idx++] = *p;
  87     return 0;
  88 }
  89
  90 static void push_greys(ProbRangesQueue *pq, char *bitmap, int w, int h)
  91 {
  92     if (w > 3) {
  93         w /= 2;
  94         h /= 2;
  95         push_greys(pq, bitmap,                       w, h);
  96         push_greys(pq, bitmap + w,                   w, h);
  97         push_greys(pq, bitmap + XFACE_WIDTH * h,     w, h);
  98         push_greys(pq, bitmap + XFACE_WIDTH * h + w, w, h);
  99     } else {
 100         const ProbRange *p = ff_xface_probranges_2x2 +
 101                  *bitmap +
 102             2 * *(bitmap + 1) +
 103             4 * *(bitmap + XFACE_WIDTH) +
 104             8 * *(bitmap + XFACE_WIDTH + 1);
 105         pq_push(pq, p);
 106     }
 107 }
 108
 109 static void encode_block(char *bitmap, int w, int h, int level, ProbRangesQueue *pq)
 110 {
 111     if (all_white(bitmap, w, h)) {
 112         pq_push(pq, &ff_xface_probranges_per_level[level][XFACE_COLOR_WHITE]);
 113     } else if (all_black(bitmap, w, h)) {
 114         pq_push(pq, &ff_xface_probranges_per_level[level][XFACE_COLOR_BLACK]);
 115         push_greys(pq, bitmap, w, h);
 116     } else {
 117         pq_push(pq, &ff_xface_probranges_per_level[level][XFACE_COLOR_GREY]);
 118         w /= 2;
 119         h /= 2;
 120         level++;
 121         encode_block(bitmap,                       w, h, level, pq);
 122         encode_block(bitmap + w,                   w, h, level, pq);
 123         encode_block(bitmap + h * XFACE_WIDTH,     w, h, level, pq);
 124         encode_block(bitmap + w + h * XFACE_WIDTH, w, h, level, pq);
 125     }
 126 }
 127
 128 static void push_integer(BigInt *b, const ProbRange *prange)
 129 {
 130     uint8_t r;
 131
 132     ff_big_div(b, prange->range, &r);
 133     ff_big_mul(b, 0);
 134     ff_big_add(b, r + prange->offset);
 135 }
 136
 137 static int xface_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
 138                               const AVFrame *frame, int *got_packet)
 139 {
 140     XFaceContext *xface = avctx->priv_data;
 141     ProbRangesQueue pq = {{{ 0 }}, 0};
 142     uint8_t bitmap_copy[XFACE_PIXELS];
 143     BigInt b = {0};
 144     int i, j, k, ret = 0;
 145     const uint8_t *buf;
 146     uint8_t *p;
 147     char intbuf[XFACE_MAX_DIGITS];
 148
 149     if (avctx->width || avctx->height) {
 150         if (avctx->width != XFACE_WIDTH || avctx->height != XFACE_HEIGHT) {
 151             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 152                    "Size value %dx%d not supported, only accepts a size of %dx%d\n",
 153                    avctx->width, avctx->height, XFACE_WIDTH, XFACE_HEIGHT);
 154             return AVERROR(EINVAL);
 155         }
 156     }
 157     avctx->width  = XFACE_WIDTH;
 158     avctx->height = XFACE_HEIGHT;
 159
 160     /* convert image from MONOWHITE to 1=black 0=white bitmap */
 161     buf = frame->data[0];
 162     i = j = 0;
 163     do {
 164         for (k = 0; k < 8; k++)
 165             xface->bitmap[i++] = (buf[j]>>(7-k))&1;
 166         if (++j == XFACE_WIDTH/8) {
 167             buf += frame->linesize[0];
 168             j = 0;
 169         }
 170     } while (i < XFACE_PIXELS);
 171
 172     /* create a copy of bitmap */
 173     memcpy(bitmap_copy, xface->bitmap, XFACE_PIXELS);
 174     ff_xface_generate_face(xface->bitmap, bitmap_copy);
 175
 176     encode_block(xface->bitmap,                         16, 16, 0, &pq);
 177     encode_block(xface->bitmap + 16,                    16, 16, 0, &pq);
 178     encode_block(xface->bitmap + 32,                    16, 16, 0, &pq);
 179     encode_block(xface->bitmap + XFACE_WIDTH * 16,      16, 16, 0, &pq);
 180     encode_block(xface->bitmap + XFACE_WIDTH * 16 + 16, 16, 16, 0, &pq);
 181     encode_block(xface->bitmap + XFACE_WIDTH * 16 + 32, 16, 16, 0, &pq);
 182     encode_block(xface->bitmap + XFACE_WIDTH * 32,      16, 16, 0, &pq);
 183     encode_block(xface->bitmap + XFACE_WIDTH * 32 + 16, 16, 16, 0, &pq);
 184     encode_block(xface->bitmap + XFACE_WIDTH * 32 + 32, 16, 16, 0, &pq);
 185
 186     while (pq.prob_ranges_idx > 0)
 187         push_integer(&b, &pq.prob_ranges[--pq.prob_ranges_idx]);
 188
 189     /* write the inverted big integer in b to intbuf */
 190     i = 0;
 191     av_assert0(b.nb_words < XFACE_MAX_WORDS);
 192     while (b.nb_words) {
 193         uint8_t r;
 194         ff_big_div(&b, XFACE_PRINTS, &r);
 195         av_assert0(i < sizeof(intbuf));
 196         intbuf[i++] = r + XFACE_FIRST_PRINT;
 197     }
 198
 199     if ((ret = ff_get_encode_buffer(avctx, pkt, i + 2, 0)) < 0)
 200         return ret;
 201
 202     /* revert the number, and close the buffer */
 203     p = pkt->data;
 204     while (--i >= 0)
 205         *(p++) = intbuf[i];
 206     *(p++) = '\n';
 207     *(p++) = 0;
 208
 209     *got_packet = 1;
 210
 211     return 0;
 212 }
 213
 214 const FFCodec ff_xface_encoder = {
 215     .p.name         = "xface",
 216     .p.long_name    = NULL_IF_CONFIG_SMALL("X-face image"),
 217     .p.type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 218     .p.id           = AV_CODEC_ID_XFACE,
 219     .p.capabilities = AV_CODEC_CAP_DR1,
 220     .p.pix_fmts     = (const enum AVPixelFormat[]) { AV_PIX_FMT_MONOWHITE, AV_PIX_FMT_NONE },
 221     .priv_data_size = sizeof(XFaceContext),
 222     FF_CODEC_ENCODE_CB(xface_encode_frame),
 223 };