mjpegenc.c
上传用户:jxp0626
上传日期:2007-01-08
资源大小:102k
文件大小:13k
源码类别:

流媒体/Mpeg4/MP4

开发平台:

Unix_Linux

  1. /*
  2.  * MJPEG encoder
  3.  * Copyright (c) 2000 Gerard Lantau.
  4.  *
  5.  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  6.  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  7.  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  8.  * (at your option) any later version.
  9.  *
  10.  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  11.  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12.  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13.  * GNU General Public License for more details.
  14.  *
  15.  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  16.  * along with this program; if not, write to the Free Software
  17.  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  18.  */
  19. #include <stdlib.h>
  20. #include <stdio.h>
  21. #include "avcodec.h"
  22. #include "dsputil.h"
  23. #include "mpegvideo.h"
  24. typedef struct MJpegContext {
  25.     UINT8 huff_size_dc_luminance[12];
  26.     UINT16 huff_code_dc_luminance[12];
  27.     UINT8 huff_size_dc_chrominance[12];
  28.     UINT16 huff_code_dc_chrominance[12];
  29.     UINT8 huff_size_ac_luminance[256];
  30.     UINT16 huff_code_ac_luminance[256];
  31.     UINT8 huff_size_ac_chrominance[256];
  32.     UINT16 huff_code_ac_chrominance[256];
  33. } MJpegContext;
  34. #define SOF0 0xc0
  35. #define SOI 0xd8
  36. #define EOI 0xd9
  37. #define DQT 0xdb
  38. #define DHT 0xc4
  39. #define SOS 0xda
  40. #if 0
  41. /* These are the sample quantization tables given in JPEG spec section K.1.
  42.  * The spec says that the values given produce "good" quality, and
  43.  * when divided by 2, "very good" quality.
  44.  */
  45. static const unsigned char std_luminance_quant_tbl[64] = {
  46.     16,  11,  10,  16,  24,  40,  51,  61,
  47.     12,  12,  14,  19,  26,  58,  60,  55,
  48.     14,  13,  16,  24,  40,  57,  69,  56,
  49.     14,  17,  22,  29,  51,  87,  80,  62,
  50.     18,  22,  37,  56,  68, 109, 103,  77,
  51.     24,  35,  55,  64,  81, 104, 113,  92,
  52.     49,  64,  78,  87, 103, 121, 120, 101,
  53.     72,  92,  95,  98, 112, 100, 103,  99
  54. };
  55. static const unsigned char std_chrominance_quant_tbl[64] = {
  56.     17,  18,  24,  47,  99,  99,  99,  99,
  57.     18,  21,  26,  66,  99,  99,  99,  99,
  58.     24,  26,  56,  99,  99,  99,  99,  99,
  59.     47,  66,  99,  99,  99,  99,  99,  99,
  60.     99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,
  61.     99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,
  62.     99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,
  63.     99,  99,  99,  99,  99,  99,  99,  99
  64. };
  65. #endif
  66. /* Set up the standard Huffman tables (cf. JPEG standard section K.3) */
  67. /* IMPORTANT: these are only valid for 8-bit data precision! */
  68. static const UINT8 bits_dc_luminance[17] =
  69. { /* 0-base */ 0, 0, 1, 5, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 };
  70. static const UINT8 val_dc_luminance[] =
  71. { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 };
  72. static const UINT8 bits_dc_chrominance[17] =
  73. { /* 0-base */ 0, 0, 3, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0 };
  74. static const UINT8 val_dc_chrominance[] =
  75. { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 };
  76. static const UINT8 bits_ac_luminance[17] =
  77. { /* 0-base */ 0, 0, 2, 1, 3, 3, 2, 4, 3, 5, 5, 4, 4, 0, 0, 1, 0x7d };
  78. static const UINT8 val_ac_luminance[] =
  79. { 0x01, 0x02, 0x03, 0x00, 0x04, 0x11, 0x05, 0x12,
  80.   0x21, 0x31, 0x41, 0x06, 0x13, 0x51, 0x61, 0x07,
  81.   0x22, 0x71, 0x14, 0x32, 0x81, 0x91, 0xa1, 0x08,
  82.   0x23, 0x42, 0xb1, 0xc1, 0x15, 0x52, 0xd1, 0xf0,
  83.   0x24, 0x33, 0x62, 0x72, 0x82, 0x09, 0x0a, 0x16,
  84.   0x17, 0x18, 0x19, 0x1a, 0x25, 0x26, 0x27, 0x28,
  85.   0x29, 0x2a, 0x34, 0x35, 0x36, 0x37, 0x38, 0x39,
  86.   0x3a, 0x43, 0x44, 0x45, 0x46, 0x47, 0x48, 0x49,
  87.   0x4a, 0x53, 0x54, 0x55, 0x56, 0x57, 0x58, 0x59,
  88.   0x5a, 0x63, 0x64, 0x65, 0x66, 0x67, 0x68, 0x69,
  89.   0x6a, 0x73, 0x74, 0x75, 0x76, 0x77, 0x78, 0x79,
  90.   0x7a, 0x83, 0x84, 0x85, 0x86, 0x87, 0x88, 0x89,
  91.   0x8a, 0x92, 0x93, 0x94, 0x95, 0x96, 0x97, 0x98,
  92.   0x99, 0x9a, 0xa2, 0xa3, 0xa4, 0xa5, 0xa6, 0xa7,
  93.   0xa8, 0xa9, 0xaa, 0xb2, 0xb3, 0xb4, 0xb5, 0xb6,
  94.   0xb7, 0xb8, 0xb9, 0xba, 0xc2, 0xc3, 0xc4, 0xc5,
  95.   0xc6, 0xc7, 0xc8, 0xc9, 0xca, 0xd2, 0xd3, 0xd4,
  96.   0xd5, 0xd6, 0xd7, 0xd8, 0xd9, 0xda, 0xe1, 0xe2,
  97.   0xe3, 0xe4, 0xe5, 0xe6, 0xe7, 0xe8, 0xe9, 0xea,
  98.   0xf1, 0xf2, 0xf3, 0xf4, 0xf5, 0xf6, 0xf7, 0xf8,
  99.   0xf9, 0xfa 
  100. };
  101. static const UINT8 bits_ac_chrominance[17] =
  102. { /* 0-base */ 0, 0, 2, 1, 2, 4, 4, 3, 4, 7, 5, 4, 4, 0, 1, 2, 0x77 };
  103. static const UINT8 val_ac_chrominance[] =
  104. { 0x00, 0x01, 0x02, 0x03, 0x11, 0x04, 0x05, 0x21,
  105.   0x31, 0x06, 0x12, 0x41, 0x51, 0x07, 0x61, 0x71,
  106.   0x13, 0x22, 0x32, 0x81, 0x08, 0x14, 0x42, 0x91,
  107.   0xa1, 0xb1, 0xc1, 0x09, 0x23, 0x33, 0x52, 0xf0,
  108.   0x15, 0x62, 0x72, 0xd1, 0x0a, 0x16, 0x24, 0x34,
  109.   0xe1, 0x25, 0xf1, 0x17, 0x18, 0x19, 0x1a, 0x26,
  110.   0x27, 0x28, 0x29, 0x2a, 0x35, 0x36, 0x37, 0x38,
  111.   0x39, 0x3a, 0x43, 0x44, 0x45, 0x46, 0x47, 0x48,
  112.   0x49, 0x4a, 0x53, 0x54, 0x55, 0x56, 0x57, 0x58,
  113.   0x59, 0x5a, 0x63, 0x64, 0x65, 0x66, 0x67, 0x68,
  114.   0x69, 0x6a, 0x73, 0x74, 0x75, 0x76, 0x77, 0x78,
  115.   0x79, 0x7a, 0x82, 0x83, 0x84, 0x85, 0x86, 0x87,
  116.   0x88, 0x89, 0x8a, 0x92, 0x93, 0x94, 0x95, 0x96,
  117.   0x97, 0x98, 0x99, 0x9a, 0xa2, 0xa3, 0xa4, 0xa5,
  118.   0xa6, 0xa7, 0xa8, 0xa9, 0xaa, 0xb2, 0xb3, 0xb4,
  119.   0xb5, 0xb6, 0xb7, 0xb8, 0xb9, 0xba, 0xc2, 0xc3,
  120.   0xc4, 0xc5, 0xc6, 0xc7, 0xc8, 0xc9, 0xca, 0xd2,
  121.   0xd3, 0xd4, 0xd5, 0xd6, 0xd7, 0xd8, 0xd9, 0xda,
  122.   0xe2, 0xe3, 0xe4, 0xe5, 0xe6, 0xe7, 0xe8, 0xe9,
  123.   0xea, 0xf2, 0xf3, 0xf4, 0xf5, 0xf6, 0xf7, 0xf8,
  124.   0xf9, 0xfa 
  125. };
  126. /* isn't this function nicer than the one in the libjpeg ? */
  127. static void build_huffman_codes(UINT8 *huff_size, UINT16 *huff_code,
  128.                                 const UINT8 *bits_table, const UINT8 *val_table)
  129. {
  130.     int i, j, k,nb, code, sym;
  131.     code = 0;
  132.     k = 0;
  133.     for(i=1;i<=16;i++) {
  134.         nb = bits_table[i];
  135.         for(j=0;j<nb;j++) {
  136.             sym = val_table[k++];
  137.             huff_size[sym] = i;
  138.             huff_code[sym] = code;
  139.             code++;
  140.         }
  141.         code <<= 1;
  142.     }
  143. }
  144. int mjpeg_init(MpegEncContext *s)
  145. {
  146.     MJpegContext *m;
  147.     
  148.     m = malloc(sizeof(MJpegContext));
  149.     if (!m)
  150.         return -1;
  151.     /* build all the huffman tables */
  152.     build_huffman_codes(m->huff_size_dc_luminance,
  153.                         m->huff_code_dc_luminance,
  154.                         bits_dc_luminance,
  155.                         val_dc_luminance);
  156.     build_huffman_codes(m->huff_size_dc_chrominance,
  157.                         m->huff_code_dc_chrominance,
  158.                         bits_dc_chrominance,
  159.                         val_dc_chrominance);
  160.     build_huffman_codes(m->huff_size_ac_luminance,
  161.                         m->huff_code_ac_luminance,
  162.                         bits_ac_luminance,
  163.                         val_ac_luminance);
  164.     build_huffman_codes(m->huff_size_ac_chrominance,
  165.                         m->huff_code_ac_chrominance,
  166.                         bits_ac_chrominance,
  167.                         val_ac_chrominance);
  168.     
  169.     s->mjpeg_ctx = m;
  170.     return 0;
  171. }
  172. void mjpeg_close(MpegEncContext *s)
  173. {
  174.     free(s->mjpeg_ctx);
  175. }
  176. static inline void put_marker(PutBitContext *p, int code)
  177. {
  178.     put_bits(p, 8, 0xff);
  179.     put_bits(p, 8, code);
  180. }
  181. /* table_class: 0 = DC coef, 1 = AC coefs */
  182. static int put_huffman_table(MpegEncContext *s, int table_class, int table_id,
  183.                              const UINT8 *bits_table, const UINT8 *value_table)
  184. {
  185.     PutBitContext *p = &s->pb;
  186.     int n, i;
  187.     put_bits(p, 4, table_class);
  188.     put_bits(p, 4, table_id);
  189.     n = 0;
  190.     for(i=1;i<=16;i++) {
  191.         n += bits_table[i];
  192.         put_bits(p, 8, bits_table[i]);
  193.     }
  194.     for(i=0;i<n;i++)
  195.         put_bits(p, 8, value_table[i]);
  196.     return n + 17;
  197. }
  198. static void jpeg_table_header(MpegEncContext *s)
  199. {
  200.     PutBitContext *p = &s->pb;
  201.     int i, size;
  202.     UINT8 *ptr;
  203.     /* quant matrixes */
  204.     put_marker(p, DQT);
  205.     put_bits(p, 16, 2 + 1 * (1 + 64));
  206.     put_bits(p, 4, 0); /* 8 bit precision */
  207.     put_bits(p, 4, 0); /* table 0 */
  208.     for(i=0;i<64;i++) {
  209.         put_bits(p, 8, s->init_intra_matrix[i]);
  210.     }
  211. #if 0
  212.     put_bits(p, 4, 0); /* 8 bit precision */
  213.     put_bits(p, 4, 1); /* table 1 */
  214.     for(i=0;i<64;i++) {
  215.         put_bits(p, 8, m->chrominance_matrix[i]);
  216.     }
  217. #endif
  218.     /* huffman table */
  219.     put_marker(p, DHT);
  220.     flush_put_bits(p);
  221.     ptr = p->buf_ptr;
  222.     put_bits(p, 16, 0); /* patched later */
  223.     size = 2;
  224.     size += put_huffman_table(s, 0, 0, bits_dc_luminance, val_dc_luminance);
  225.     size += put_huffman_table(s, 0, 1, bits_dc_chrominance, val_dc_chrominance);
  226.     
  227.     size += put_huffman_table(s, 1, 0, bits_ac_luminance, val_ac_luminance);
  228.     size += put_huffman_table(s, 1, 1, bits_ac_chrominance, val_ac_chrominance);
  229.     ptr[0] = size >> 8;
  230.     ptr[1] = size;
  231. }
  232. void mjpeg_picture_header(MpegEncContext *s)
  233. {
  234.     put_marker(&s->pb, SOI);
  235.     jpeg_table_header(s);
  236.     put_marker(&s->pb, SOF0);
  237.     put_bits(&s->pb, 16, 17);
  238.     put_bits(&s->pb, 8, 8); /* 8 bits/component */
  239.     put_bits(&s->pb, 16, s->height);
  240.     put_bits(&s->pb, 16, s->width);
  241.     put_bits(&s->pb, 8, 3); /* 3 components */
  242.     
  243.     /* Y component */
  244.     put_bits(&s->pb, 8, 1); /* component number */
  245.     put_bits(&s->pb, 4, 2); /* H factor */
  246.     put_bits(&s->pb, 4, 2); /* V factor */
  247.     put_bits(&s->pb, 8, 0); /* select matrix */
  248.     
  249.     /* Cb component */
  250.     put_bits(&s->pb, 8, 2); /* component number */
  251.     put_bits(&s->pb, 4, 1); /* H factor */
  252.     put_bits(&s->pb, 4, 1); /* V factor */
  253.     put_bits(&s->pb, 8, 0); /* select matrix */
  254.     /* Cr component */
  255.     put_bits(&s->pb, 8, 3); /* component number */
  256.     put_bits(&s->pb, 4, 1); /* H factor */
  257.     put_bits(&s->pb, 4, 1); /* V factor */
  258.     put_bits(&s->pb, 8, 0); /* select matrix */
  259.     /* scan header */
  260.     put_marker(&s->pb, SOS);
  261.     put_bits(&s->pb, 16, 12); /* length */
  262.     put_bits(&s->pb, 8, 3); /* 3 components */
  263.     
  264.     /* Y component */
  265.     put_bits(&s->pb, 8, 1); /* index */
  266.     put_bits(&s->pb, 4, 0); /* DC huffman table index */
  267.     put_bits(&s->pb, 4, 0); /* AC huffman table index */
  268.     
  269.     /* Cb component */
  270.     put_bits(&s->pb, 8, 2); /* index */
  271.     put_bits(&s->pb, 4, 1); /* DC huffman table index */
  272.     put_bits(&s->pb, 4, 1); /* AC huffman table index */
  273.     
  274.     /* Cr component */
  275.     put_bits(&s->pb, 8, 3); /* index */
  276.     put_bits(&s->pb, 4, 1); /* DC huffman table index */
  277.     put_bits(&s->pb, 4, 1); /* AC huffman table index */
  278.     put_bits(&s->pb, 8, 0); /* Ss (not used) */
  279.     put_bits(&s->pb, 8, 63); /* Se (not used) */
  280.     put_bits(&s->pb, 8, 0); /* (not used) */
  281. }
  282. void mjpeg_picture_trailer(MpegEncContext *s)
  283. {
  284.     jflush_put_bits(&s->pb);
  285.     put_marker(&s->pb, EOI);
  286. }
  287. static inline void encode_dc(MpegEncContext *s, int val, 
  288.                              UINT8 *huff_size, UINT16 *huff_code)
  289. {
  290.     int mant, nbits;
  291.     if (val == 0) {
  292.         jput_bits(&s->pb, huff_size[0], huff_code[0]);
  293.     } else {
  294.         mant = val;
  295.         if (val < 0) {
  296.             val = -val;
  297.             mant--;
  298.         }
  299.         
  300.         /* compute the log (XXX: optimize) */
  301.         nbits = 0;
  302.         while (val != 0) {
  303.             val = val >> 1;
  304.             nbits++;
  305.         }
  306.             
  307.         jput_bits(&s->pb, huff_size[nbits], huff_code[nbits]);
  308.         
  309.         jput_bits(&s->pb, nbits, mant & ((1 << nbits) - 1));
  310.     }
  311. }
  312. static void encode_block(MpegEncContext *s, DCTELEM *block, int n)
  313. {
  314.     int mant, nbits, code, i, j;
  315.     int component, dc, run, last_index, val;
  316.     MJpegContext *m = s->mjpeg_ctx;
  317.     UINT8 *huff_size_ac;
  318.     UINT16 *huff_code_ac;
  319.     
  320.     /* DC coef */
  321.     component = (n <= 3 ? 0 : n - 4 + 1);
  322.     dc = block[0]; /* overflow is impossible */
  323.     val = dc - s->last_dc[component];
  324.     if (n < 4) {
  325.         encode_dc(s, val, m->huff_size_dc_luminance, m->huff_code_dc_luminance);
  326.         huff_size_ac = m->huff_size_ac_luminance;
  327.         huff_code_ac = m->huff_code_ac_luminance;
  328.     } else {
  329.         encode_dc(s, val, m->huff_size_dc_chrominance, m->huff_code_dc_chrominance);
  330.         huff_size_ac = m->huff_size_ac_chrominance;
  331.         huff_code_ac = m->huff_code_ac_chrominance;
  332.     }
  333.     s->last_dc[component] = dc;
  334.     
  335.     /* AC coefs */
  336.     
  337.     run = 0;
  338.     last_index = s->block_last_index[n];
  339.     for(i=1;i<=last_index;i++) {
  340.         j = zigzag_direct[i];
  341.         val = block[j];
  342.         if (val == 0) {
  343.             run++;
  344.         } else {
  345.             while (run >= 16) {
  346.                 jput_bits(&s->pb, huff_size_ac[0xf0], huff_code_ac[0xf0]);
  347.                 run -= 16;
  348.             }
  349.             mant = val;
  350.             if (val < 0) {
  351.                 val = -val;
  352.                 mant--;
  353.             }
  354.             
  355.             /* compute the log (XXX: optimize) */
  356.             nbits = 0;
  357.             while (val != 0) {
  358.                 val = val >> 1;
  359.                 nbits++;
  360.             }
  361.             code = (run << 4) | nbits;
  362.             jput_bits(&s->pb, huff_size_ac[code], huff_code_ac[code]);
  363.         
  364.             jput_bits(&s->pb, nbits, mant & ((1 << nbits) - 1));
  365.             run = 0;
  366.         }
  367.     }
  368.     /* output EOB only if not already 64 values */
  369.     if (last_index < 63 || run != 0)
  370.         jput_bits(&s->pb, huff_size_ac[0], huff_code_ac[0]);
  371. }
  372. void mjpeg_encode_mb(MpegEncContext *s, 
  373.                      DCTELEM block[6][64])
  374. {
  375.     int i;
  376.     for(i=0;i<6;i++) {
  377.         encode_block(s, block[i], i);
  378.     }
  379. }