git.sesse.net Git - x264/blob - encoder/set.c

   1 /*****************************************************************************
   2  * set: h264 encoder (SPS and PPS init and write)
   3  *****************************************************************************
   4  * Copyright (C) 2003 Laurent Aimar
   5  * $Id: set.c,v 1.1 2004/06/03 19:27:08 fenrir Exp $
   6  *
   7  * Authors: Laurent Aimar <fenrir@via.ecp.fr>
   8  *
   9  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  10  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  11  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  12  * (at your option) any later version.
  13  *
  14  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  17  * GNU General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  20  * along with this program; if not, write to the Free Software
  21  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA  02111, USA.
  22  *****************************************************************************/
  23
  24 #ifdef HAVE_STDINT_H
  25 #include <stdint.h>
  26 #else
  27 #include <inttypes.h>
  28 #endif
  29 #include <stdlib.h>
  30 #include <stdio.h>
  31 #include <string.h>
  32 #include <stdarg.h>
  33
  34 #include "../x264.h"
  35 #include "../core/bs.h"
  36 #include "../core/set.h"
  37
  38 void x264_sps_init( x264_sps_t *sps, int i_id, x264_param_t *param )
  39 {
  40     sps->i_id               = i_id;
  41
  42     if( param->b_cabac || param->i_bframe > 0 )
  43         sps->i_profile_idc      = PROFILE_MAIN;
  44     else
  45         sps->i_profile_idc      = PROFILE_BASELINE;
  46
  47     sps->i_level_idc        = 21;               /* FIXME ? */
  48     sps->b_constraint_set0  = 0;
  49     sps->b_constraint_set1  = 0;
  50     sps->b_constraint_set2  = 0;
  51
  52     sps->i_log2_max_frame_num = 4;  /* at least 4 */
  53     while( (1 << sps->i_log2_max_frame_num) <= param->i_idrframe * param->i_iframe )
  54     {
  55         sps->i_log2_max_frame_num++;
  56     }
  57     sps->i_log2_max_frame_num++;    /* just in case */
  58
  59     sps->i_poc_type = 0;
  60     if( sps->i_poc_type == 0 )
  61     {
  62         sps->i_log2_max_poc_lsb = sps->i_log2_max_frame_num + 1;    /* max poc = 2*frame_num */
  63     }
  64     else if( sps->i_poc_type == 1 )
  65     {
  66         int i;
  67
  68         /* FIXME */
  69         sps->b_delta_pic_order_always_zero = 1;
  70         sps->i_offset_for_non_ref_pic = 0;
  71         sps->i_offset_for_top_to_bottom_field = 0;
  72         sps->i_num_ref_frames_in_poc_cycle = 0;
  73
  74         for( i = 0; i < sps->i_num_ref_frames_in_poc_cycle; i++ )
  75         {
  76             sps->i_offset_for_ref_frame[i] = 0;
  77         }
  78     }
  79
  80     sps->i_num_ref_frames = param->i_frame_reference + 1; /* +1 for 2 ref in B */
  81     sps->b_gaps_in_frame_num_value_allowed = 0;
  82     sps->i_mb_width = ( param->i_width + 15 ) / 16;
  83     sps->i_mb_height= ( param->i_height + 15 )/ 16;
  84     sps->b_frame_mbs_only = 1;
  85     sps->b_mb_adaptive_frame_field = 0;
  86     sps->b_direct8x8_inference = 0;
  87     if( sps->b_frame_mbs_only == 0 )
  88     {
  89         sps->b_direct8x8_inference = 1;
  90     }
  91
  92     if( param->i_width % 16 != 0 || param->i_height % 16 != 0 )
  93     {
  94         sps->b_crop = 1;
  95         sps->crop.i_left    = 0;
  96         sps->crop.i_right   = ( 16 - param->i_width % 16)/2;
  97         sps->crop.i_top     = 0;
  98         sps->crop.i_bottom  = ( 16 - param->i_height % 16)/2;
  99     }
 100     else
 101     {
 102         sps->b_crop = 0;
 103         sps->crop.i_left    = 0;
 104         sps->crop.i_right   = 0;
 105         sps->crop.i_top     = 0;
 106         sps->crop.i_bottom  = 0;
 107     }
 108
 109     sps->b_vui = 0;
 110
 111     if( param->vui.i_sar_width > 0 && param->vui.i_sar_height > 0 )
 112     {
 113         int w = param->vui.i_sar_width;
 114         int h = param->vui.i_sar_height;
 115         int a = w, b = h;
 116
 117         while( b != 0 )
 118         {
 119             int t = a;
 120
 121             a = b;
 122             b = t % b;
 123         }
 124
 125         w /= a;
 126         h /= a;
 127         while( w > 65535 || h > 65535 )
 128         {
 129             w /= 2;
 130             h /= 2;
 131         }
 132
 133         if( w == 0 || h == 0 )
 134         {
 135             fprintf( stderr, "x264: cannot create valid sample aspect ratio\n" );
 136             sps->vui.b_aspect_ratio_info_present = 0;
 137         }
 138         else if( w == h )
 139         {
 140             fprintf( stderr, "x264: no need for a SAR\n" );
 141             sps->vui.b_aspect_ratio_info_present = 0;
 142         }
 143         else
 144         {
 145             fprintf( stderr, "x264: using SAR=%d/%d\n", w, h );
 146             sps->vui.b_aspect_ratio_info_present = 1;
 147             sps->vui.i_sar_width = w;
 148             sps->vui.i_sar_height= h;
 149         }
 150     }
 151     sps->b_vui |= sps->vui.b_aspect_ratio_info_present;
 152
 153     if( param->i_fps_num > 0 && param->i_fps_den > 0)
 154     {
 155         sps->vui.b_timing_info_present = 1;
 156         /* The standard is confusing me, but this seems to work best
 157            with other encoders */
 158         sps->vui.i_num_units_in_tick = param->i_fps_den;
 159         sps->vui.i_time_scale = param->i_fps_num;
 160         sps->vui.b_fixed_frame_rate = 1;
 161     }
 162     sps->b_vui |= sps->vui.b_timing_info_present;
 163 }
 164
 165
 166 void x264_sps_write( bs_t *s, x264_sps_t *sps )
 167 {
 168     bs_write( s, 8, sps->i_profile_idc );
 169     bs_write( s, 1, sps->b_constraint_set0 );
 170     bs_write( s, 1, sps->b_constraint_set1 );
 171     bs_write( s, 1, sps->b_constraint_set2 );
 172
 173     bs_write( s, 5, 0 );    /* reserved */
 174
 175     bs_write( s, 8, sps->i_level_idc );
 176
 177     bs_write_ue( s, sps->i_id );
 178     bs_write_ue( s, sps->i_log2_max_frame_num - 4 );
 179     bs_write_ue( s, sps->i_poc_type );
 180     if( sps->i_poc_type == 0 )
 181     {
 182         bs_write_ue( s, sps->i_log2_max_poc_lsb - 4 );
 183     }
 184     else if( sps->i_poc_type == 1 )
 185     {
 186         int i;
 187
 188         bs_write( s, 1, sps->b_delta_pic_order_always_zero );
 189         bs_write_se( s, sps->i_offset_for_non_ref_pic );
 190         bs_write_se( s, sps->i_offset_for_top_to_bottom_field );
 191         bs_write_ue( s, sps->i_num_ref_frames_in_poc_cycle );
 192
 193         for( i = 0; i < sps->i_num_ref_frames_in_poc_cycle; i++ )
 194         {
 195             bs_write_se( s, sps->i_offset_for_ref_frame[i] );
 196         }
 197     }
 198     bs_write_ue( s, sps->i_num_ref_frames );
 199     bs_write( s, 1, sps->b_gaps_in_frame_num_value_allowed );
 200     bs_write_ue( s, sps->i_mb_width - 1 );
 201     bs_write_ue( s, sps->i_mb_height - 1);
 202     bs_write( s, 1, sps->b_frame_mbs_only );
 203     if( !sps->b_frame_mbs_only )
 204     {
 205         bs_write( s, 1, sps->b_mb_adaptive_frame_field );
 206     }
 207     bs_write( s, 1, sps->b_direct8x8_inference );
 208
 209     bs_write( s, 1, sps->b_crop );
 210     if( sps->b_crop )
 211     {
 212         bs_write_ue( s, sps->crop.i_left );
 213         bs_write_ue( s, sps->crop.i_right );
 214         bs_write_ue( s, sps->crop.i_top );
 215         bs_write_ue( s, sps->crop.i_bottom );
 216     }
 217
 218     bs_write( s, 1, sps->b_vui );
 219     if( sps->b_vui )
 220     {
 221         bs_write1( s, sps->vui.b_aspect_ratio_info_present );
 222         if( sps->vui.b_aspect_ratio_info_present )
 223         {
 224             int i;
 225             static const struct { int w, h; int sar; } sar[] =
 226             {
 227                 { 1,   1, 1 }, { 12, 11, 2 }, { 10, 11, 3 }, { 16, 11, 4 },
 228                 { 40, 33, 5 }, { 24, 11, 6 }, { 20, 11, 7 }, { 32, 11, 8 },
 229                 { 80, 33, 9 }, { 18, 11, 10}, { 15, 11, 11}, { 64, 33, 12},
 230                 { 160,99, 13}, { 0, 0, -1 }
 231             };
 232             for( i = 0; sar[i].sar != -1; i++ )
 233             {
 234                 if( sar[i].w == sps->vui.i_sar_width &&
 235                     sar[i].h == sps->vui.i_sar_height )
 236                     break;
 237             }
 238             if( sar[i].sar != -1 )
 239             {
 240                 bs_write( s, 8, sar[i].sar );
 241             }
 242             else
 243             {
 244                 bs_write( s, 8, 255);   /* aspect_ration_idc (extented) */
 245                 bs_write( s, 16, sps->vui.i_sar_width );
 246                 bs_write( s, 16, sps->vui.i_sar_height );
 247             }
 248         }
 249
 250         bs_write1( s, 0 );      /* overscan_info_present_flag */
 251
 252         bs_write1( s, 0 );      /* video_signal_type_present_flag */
 253 #if 0
 254         bs_write( s, 3, 5 );    /* unspecified video format */
 255         bs_write1( s, 1 );      /* video full range flag */
 256         bs_write1( s, 0 );      /* colour description present flag */
 257 #endif
 258         bs_write1( s, 0 );      /* chroma_loc_info_present_flag */
 259
 260         bs_write1( s, sps->vui.b_timing_info_present );
 261         if( sps->vui.b_timing_info_present )
 262         {
 263             bs_write( s, 32, sps->vui.i_num_units_in_tick );
 264             bs_write( s, 32, sps->vui.i_time_scale );
 265             bs_write1( s, sps->vui.b_fixed_frame_rate );
 266         }
 267
 268         bs_write1( s, 0 );      /* nal_hrd_parameters_present_flag */
 269         bs_write1( s, 0 );      /* vcl_hrd_parameters_present_flag */
 270         bs_write1( s, 0 );      /* pic_struct_present_flag */
 271         bs_write1( s, 0 );      /* bitstream_restriction_flag */
 272     }
 273
 274     bs_rbsp_trailing( s );
 275 }
 276
 277 void x264_pps_init( x264_pps_t *pps, int i_id, x264_param_t *param, x264_sps_t *sps )
 278 {
 279     pps->i_id = i_id;
 280     pps->i_sps_id = sps->i_id;
 281     pps->b_cabac = param->b_cabac;
 282
 283     pps->b_pic_order = 0;
 284     pps->i_num_slice_groups = 1;
 285
 286     if( pps->i_num_slice_groups > 1 )
 287     {
 288         int i;
 289
 290         pps->i_slice_group_map_type = 0;
 291         if( pps->i_slice_group_map_type == 0 )
 292         {
 293             for( i = 0; i < pps->i_num_slice_groups; i++ )
 294             {
 295                 pps->i_run_length[i] = 1;
 296             }
 297         }
 298         else if( pps->i_slice_group_map_type == 2 )
 299         {
 300             for( i = 0; i < pps->i_num_slice_groups; i++ )
 301             {
 302                 pps->i_top_left[i] = 0;
 303                 pps->i_bottom_right[i] = 0;
 304             }
 305         }
 306         else if( pps->i_slice_group_map_type >= 3 &&
 307                  pps->i_slice_group_map_type <= 5 )
 308         {
 309             pps->b_slice_group_change_direction = 0;
 310             pps->i_slice_group_change_rate = 0;
 311         }
 312         else if( pps->i_slice_group_map_type == 6 )
 313         {
 314             pps->i_pic_size_in_map_units = 1;
 315             for( i = 0; i < pps->i_pic_size_in_map_units; i++ )
 316             {
 317                 pps->i_slice_group_id[i] = 0;
 318             }
 319         }
 320     }
 321     pps->i_num_ref_idx_l0_active = 1;
 322     pps->i_num_ref_idx_l1_active = 1;
 323
 324     pps->b_weighted_pred = 0;
 325     pps->b_weighted_bipred = 0;
 326
 327     pps->i_pic_init_qp = 26;
 328     pps->i_pic_init_qs = 26;
 329
 330     pps->i_chroma_qp_index_offset = 0;
 331 #if 0
 332     if( !param->b_deblocking_filter )
 333     {
 334         pps->b_deblocking_filter_control = 1;
 335     }
 336     else
 337     {
 338         pps->b_deblocking_filter_control = 1;
 339     }
 340 #endif
 341     pps->b_deblocking_filter_control = 1;
 342     pps->b_constrained_intra_pred = 0;
 343     pps->b_redundant_pic_cnt = 0;
 344 }
 345
 346 void x264_pps_write( bs_t *s, x264_pps_t *pps )
 347 {
 348     bs_write_ue( s, pps->i_id );
 349     bs_write_ue( s, pps->i_sps_id );
 350
 351     bs_write( s, 1, pps->b_cabac );
 352     bs_write( s, 1, pps->b_pic_order );
 353     bs_write_ue( s, pps->i_num_slice_groups - 1 );
 354
 355     if( pps->i_num_slice_groups > 1 )
 356     {
 357         int i;
 358
 359         bs_write_ue( s, pps->i_slice_group_map_type );
 360         if( pps->i_slice_group_map_type == 0 )
 361         {
 362             for( i = 0; i < pps->i_num_slice_groups; i++ )
 363             {
 364                 bs_write_ue( s, pps->i_run_length[i] - 1 );
 365             }
 366         }
 367         else if( pps->i_slice_group_map_type == 2 )
 368         {
 369             for( i = 0; i < pps->i_num_slice_groups; i++ )
 370             {
 371                 bs_write_ue( s, pps->i_top_left[i] );
 372                 bs_write_ue( s, pps->i_bottom_right[i] );
 373             }
 374         }
 375         else if( pps->i_slice_group_map_type >= 3 &&
 376                  pps->i_slice_group_map_type <= 5 )
 377         {
 378             bs_write( s, 1, pps->b_slice_group_change_direction );
 379             bs_write_ue( s, pps->b_slice_group_change_direction - 1 );
 380         }
 381         else if( pps->i_slice_group_map_type == 6 )
 382         {
 383             bs_write_ue( s, pps->i_pic_size_in_map_units - 1 );
 384             for( i = 0; i < pps->i_pic_size_in_map_units; i++ )
 385             {
 386                 /* FIXME */
 387                 /* bs_write( s, ceil( log2( pps->i_pic_size_in_map_units +1 ) ),
 388                  *              pps->i_slice_group_id[i] );
 389                  */
 390             }
 391         }
 392     }
 393
 394     bs_write_ue( s, pps->i_num_ref_idx_l0_active - 1 );
 395     bs_write_ue( s, pps->i_num_ref_idx_l1_active - 1 );
 396     bs_write( s, 1, pps->b_weighted_pred );
 397     bs_write( s, 2, pps->b_weighted_bipred );
 398
 399     bs_write_se( s, pps->i_pic_init_qp - 26 );
 400     bs_write_se( s, pps->i_pic_init_qs - 26 );
 401     bs_write_se( s, pps->i_chroma_qp_index_offset );
 402
 403     bs_write( s, 1, pps->b_deblocking_filter_control );
 404     bs_write( s, 1, pps->b_constrained_intra_pred );
 405     bs_write( s, 1, pps->b_redundant_pic_cnt );
 406
 407     bs_rbsp_trailing( s );
 408 }
 409