libavcodec/flashsvenc.c

   1 /*
   2  * Flash Screen Video encoder
   3  * Copyright (C) 2004 Alex Beregszaszi
   4  * Copyright (C) 2006 Benjamin Larsson
   5  *
   6  * This file is part of Libav.
   7  *
   8  * Libav 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  * Libav 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 Libav; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 /* Encoding development sponsored by http://fh-campuswien.ac.at */
  24
  25 /**
  26  * @file
  27  * Flash Screen Video encoder
  28  * @author Alex Beregszaszi
  29  * @author Benjamin Larsson
  30  *
  31  * A description of the bitstream format for Flash Screen Video version 1/2
  32  * is part of the SWF File Format Specification (version 10), which can be
  33  * downloaded from http://www.adobe.com/devnet/swf.html.
  34  */
  35
  36 /*
  37  * Encoding ideas: A basic encoder would just use a fixed block size.
  38  * Block sizes can be multiples of 16, from 16 to 256. The blocks don't
  39  * have to be quadratic. A brute force search with a set of different
  40  * block sizes should give a better result than to just use a fixed size.
  41  *
  42  * TODO:
  43  * Don't reencode the frame in brute force mode if the frame is a dupe.
  44  * Speed up. Make the difference check faster.
  45  */
  46
  47 #include <stdio.h>
  48 #include <stdlib.h>
  49 #include <zlib.h>
  50
  51 #include "avcodec.h"
  52 #include "put_bits.h"
  53 #include "bytestream.h"
  54
  55
  56 typedef struct FlashSVContext {
  57     AVCodecContext *avctx;
  58     uint8_t        *previous_frame;
  59     AVFrame         frame;
  60     int             image_width, image_height;
  61     int             block_width, block_height;
  62     uint8_t        *tmpblock;
  63     uint8_t        *encbuffer;
  64     int             block_size;
  65     z_stream        zstream;
  66     int             last_key_frame;
  67 } FlashSVContext;
  68
  69 static int copy_region_enc(uint8_t *sptr, uint8_t *dptr, int dx, int dy,
  70                            int h, int w, int stride, uint8_t *pfptr)
  71 {
  72     int i, j;
  73     uint8_t *nsptr;
  74     uint8_t *npfptr;
  75     int diff = 0;
  76
  77     for (i = dx + h; i > dx; i--) {
  78         nsptr  = sptr  + i * stride + dy * 3;
  79         npfptr = pfptr + i * stride + dy * 3;
  80         for (j = 0; j < w * 3; j++) {
  81             diff    |= npfptr[j] ^ nsptr[j];
  82             dptr[j]  = nsptr[j];
  83         }
  84         dptr += w * 3;
  85     }
  86     if (diff)
  87         return 1;
  88     return 0;
  89 }
  90
  91 static av_cold int flashsv_encode_init(AVCodecContext *avctx)
  92 {
  93     FlashSVContext *s = avctx->priv_data;
  94
  95     s->avctx = avctx;
  96
  97     if (avctx->width > 4095 || avctx->height > 4095) {
  98         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
  99                "Input dimensions too large, input must be max 4096x4096 !\n");
 100         return AVERROR_INVALIDDATA;
 101     }
 102
 103     // Needed if zlib unused or init aborted before deflateInit
 104     memset(&s->zstream, 0, sizeof(z_stream));
 105
 106     s->last_key_frame = 0;
 107
 108     s->image_width  = avctx->width;
 109     s->image_height = avctx->height;
 110
 111     s->tmpblock  = av_mallocz(3 * 256 * 256);
 112     s->encbuffer = av_mallocz(s->image_width * s->image_height * 3);
 113
 114     if (!s->tmpblock || !s->encbuffer) {
 115         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Memory allocation failed.\n");
 116         return AVERROR(ENOMEM);
 117     }
 118
 119     return 0;
 120 }
 121
 122
 123 static int encode_bitstream(FlashSVContext *s, AVFrame *p, uint8_t *buf,
 124                             int buf_size, int block_width, int block_height,
 125                             uint8_t *previous_frame, int *I_frame)
 126 {
 127
 128     PutBitContext pb;
 129     int h_blocks, v_blocks, h_part, v_part, i, j;
 130     int buf_pos, res;
 131     int pred_blocks = 0;
 132
 133     init_put_bits(&pb, buf, buf_size * 8);
 134
 135     put_bits(&pb,  4, block_width / 16 - 1);
 136     put_bits(&pb, 12, s->image_width);
 137     put_bits(&pb,  4, block_height / 16 - 1);
 138     put_bits(&pb, 12, s->image_height);
 139     flush_put_bits(&pb);
 140     buf_pos = 4;
 141
 142     h_blocks = s->image_width  / block_width;
 143     h_part   = s->image_width  % block_width;
 144     v_blocks = s->image_height / block_height;
 145     v_part   = s->image_height % block_height;
 146
 147     /* loop over all block columns */
 148     for (j = 0; j < v_blocks + (v_part ? 1 : 0); j++) {
 149
 150         int y_pos = j * block_height; // vertical position in frame
 151         int cur_blk_height = (j < v_blocks) ? block_height : v_part;
 152
 153         /* loop over all block rows */
 154         for (i = 0; i < h_blocks + (h_part ? 1 : 0); i++) {
 155             int x_pos = i * block_width; // horizontal position in frame
 156             int cur_blk_width = (i < h_blocks) ? block_width : h_part;
 157             int ret = Z_OK;
 158             uint8_t *ptr = buf + buf_pos;
 159
 160             /* copy the block to the temp buffer before compression
 161              * (if it differs from the previous frame's block) */
 162             res = copy_region_enc(p->data[0], s->tmpblock,
 163                                   s->image_height - (y_pos + cur_blk_height + 1),
 164                                   x_pos, cur_blk_height, cur_blk_width,
 165                                   p->linesize[0], previous_frame);
 166
 167             if (res || *I_frame) {
 168                 unsigned long zsize = 3 * block_width * block_height;
 169                 ret = compress2(ptr + 2, &zsize, s->tmpblock,
 170                                 3 * cur_blk_width * cur_blk_height, 9);
 171
 172                 //ret = deflateReset(&s->zstream);
 173                 if (ret != Z_OK)
 174                     av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR,
 175                            "error while compressing block %dx%d\n", i, j);
 176
 177                 bytestream_put_be16(&ptr, zsize);
 178                 buf_pos += zsize + 2;
 179                 av_dlog(avctx, "buf_pos = %d\n", buf_pos);
 180             } else {
 181                 pred_blocks++;
 182                 bytestream_put_be16(&ptr, 0);
 183                 buf_pos += 2;
 184             }
 185         }
 186     }
 187
 188     if (pred_blocks)
 189         *I_frame = 0;
 190     else
 191         *I_frame = 1;
 192
 193     return buf_pos;
 194 }
 195
 196
 197 static int flashsv_encode_frame(AVCodecContext *avctx, uint8_t *buf,
 198                                 int buf_size, void *data)
 199 {
 200     FlashSVContext * const s = avctx->priv_data;
 201     AVFrame *pict = data;
 202     AVFrame * const p = &s->frame;
 203     uint8_t *pfptr;
 204     int res;
 205     int I_frame = 0;
 206     int opt_w = 4, opt_h = 4;
 207
 208     *p = *pict;
 209
 210     /* First frame needs to be a keyframe */
 211     if (avctx->frame_number == 0) {
 212         s->previous_frame = av_mallocz(FFABS(p->linesize[0]) * s->image_height);
 213         if (!s->previous_frame) {
 214             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Memory allocation failed.\n");
 215             return AVERROR(ENOMEM);
 216         }
 217         I_frame = 1;
 218     }
 219
 220     if (p->linesize[0] < 0)
 221         pfptr = s->previous_frame - (s->image_height - 1) * p->linesize[0];
 222     else
 223         pfptr = s->previous_frame;
 224
 225     /* Check the placement of keyframes */
 226     if (avctx->gop_size > 0 &&
 227         avctx->frame_number >= s->last_key_frame + avctx->gop_size) {
 228         I_frame = 1;
 229     }
 230
 231     if (buf_size < s->image_width * s->image_height * 3) {
 232         //Conservative upper bound check for compressed data
 233         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "buf_size %d <  %d\n",
 234                buf_size, s->image_width * s->image_height * 3);
 235         return -1;
 236     }
 237
 238     res = encode_bitstream(s, p, buf, buf_size, opt_w * 16, opt_h * 16,
 239                            pfptr, &I_frame);
 240
 241     //save the current frame
 242     if (p->linesize[0] > 0)
 243         memcpy(s->previous_frame, p->data[0], s->image_height * p->linesize[0]);
 244     else
 245         memcpy(s->previous_frame,
 246                p->data[0] + p->linesize[0] * (s->image_height - 1),
 247                s->image_height * FFABS(p->linesize[0]));
 248
 249     //mark the frame type so the muxer can mux it correctly
 250     if (I_frame) {
 251         p->pict_type      = AV_PICTURE_TYPE_I;
 252         p->key_frame      = 1;
 253         s->last_key_frame = avctx->frame_number;
 254         av_dlog(avctx, "Inserting keyframe at frame %d\n", avctx->frame_number);
 255     } else {
 256         p->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_P;
 257         p->key_frame = 0;
 258     }
 259
 260     avctx->coded_frame = p;
 261
 262     return res;
 263 }
 264
 265 static av_cold int flashsv_encode_end(AVCodecContext *avctx)
 266 {
 267     FlashSVContext *s = avctx->priv_data;
 268
 269     deflateEnd(&s->zstream);
 270
 271     av_free(s->encbuffer);
 272     av_free(s->previous_frame);
 273     av_free(s->tmpblock);
 274
 275     return 0;
 276 }
 277
 278 AVCodec ff_flashsv_encoder = {
 279     .name           = "flashsv",
 280     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 281     .id             = CODEC_ID_FLASHSV,
 282     .priv_data_size = sizeof(FlashSVContext),
 283     .init           = flashsv_encode_init,
 284     .encode         = flashsv_encode_frame,
 285     .close          = flashsv_encode_end,
 286     .pix_fmts       = (const enum PixelFormat[]){PIX_FMT_BGR24, PIX_FMT_NONE},
 287     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Flash Screen Video"),
 288 };
 289