git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/h261enc.c

   1 /*
   2  * H261 encoder
   3  * Copyright (c) 2002-2004 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
   4  * Copyright (c) 2004 Maarten Daniels
   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 /**
  24  * @file
  25  * H.261 encoder.
  26  */
  27
  28 #include "libavutil/attributes.h"
  29 #include "avcodec.h"
  30 #include "mpegvideo.h"
  31 #include "h263.h"
  32 #include "h261.h"
  33
  34 int ff_h261_get_picture_format(int width, int height)
  35 {
  36     // QCIF
  37     if (width == 176 && height == 144)
  38         return 0;
  39     // CIF
  40     else if (width == 352 && height == 288)
  41         return 1;
  42     // ERROR
  43     else
  44         return -1;
  45 }
  46
  47 void ff_h261_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number)
  48 {
  49     H261Context *h = (H261Context *)s;
  50     int format, temp_ref;
  51
  52     avpriv_align_put_bits(&s->pb);
  53
  54     /* Update the pointer to last GOB */
  55     s->ptr_lastgob = put_bits_ptr(&s->pb);
  56
  57     put_bits(&s->pb, 20, 0x10); /* PSC */
  58
  59     temp_ref = s->picture_number * (int64_t)30000 * s->avctx->time_base.num /
  60                (1001 * (int64_t)s->avctx->time_base.den);   // FIXME maybe this should use a timestamp
  61     put_sbits(&s->pb, 5, temp_ref); /* TemporalReference */
  62
  63     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* split screen off */
  64     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* camera  off */
  65     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* freeze picture release off */
  66
  67     format = ff_h261_get_picture_format(s->width, s->height);
  68
  69     put_bits(&s->pb, 1, format); /* 0 == QCIF, 1 == CIF */
  70
  71     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* still image mode */
  72     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* reserved */
  73
  74     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no PEI */
  75     if (format == 0)
  76         h->gob_number = -1;
  77     else
  78         h->gob_number = 0;
  79     h->current_mba = 0;
  80 }
  81
  82 /**
  83  * Encode a group of blocks header.
  84  */
  85 static void h261_encode_gob_header(MpegEncContext *s, int mb_line)
  86 {
  87     H261Context *h = (H261Context *)s;
  88     if (ff_h261_get_picture_format(s->width, s->height) == 0) {
  89         h->gob_number += 2; // QCIF
  90     } else {
  91         h->gob_number++;    // CIF
  92     }
  93     put_bits(&s->pb, 16, 1);            /* GBSC */
  94     put_bits(&s->pb, 4, h->gob_number); /* GN */
  95     put_bits(&s->pb, 5, s->qscale);     /* GQUANT */
  96     put_bits(&s->pb, 1, 0);             /* no GEI */
  97     h->current_mba  = 0;
  98     h->previous_mba = 0;
  99     h->current_mv_x = 0;
 100     h->current_mv_y = 0;
 101 }
 102
 103 void ff_h261_reorder_mb_index(MpegEncContext *s)
 104 {
 105     int index = s->mb_x + s->mb_y * s->mb_width;
 106
 107     if (index % 33 == 0)
 108         h261_encode_gob_header(s, 0);
 109
 110     /* for CIF the GOB's are fragmented in the middle of a scanline
 111      * that's why we need to adjust the x and y index of the macroblocks */
 112     if (ff_h261_get_picture_format(s->width, s->height) == 1) { // CIF
 113         s->mb_x  = index % 11;
 114         index   /= 11;
 115         s->mb_y  = index % 3;
 116         index   /= 3;
 117         s->mb_x += 11 * (index % 2);
 118         index   /= 2;
 119         s->mb_y += 3 * index;
 120
 121         ff_init_block_index(s);
 122         ff_update_block_index(s);
 123     }
 124 }
 125
 126 static void h261_encode_motion(H261Context *h, int val)
 127 {
 128     MpegEncContext *const s = &h->s;
 129     int sign, code;
 130     if (val == 0) {
 131         code = 0;
 132         put_bits(&s->pb, ff_h261_mv_tab[code][1], ff_h261_mv_tab[code][0]);
 133     } else {
 134         if (val > 15)
 135             val -= 32;
 136         if (val < -16)
 137             val += 32;
 138         sign = val < 0;
 139         code = sign ? -val : val;
 140         put_bits(&s->pb, ff_h261_mv_tab[code][1], ff_h261_mv_tab[code][0]);
 141         put_bits(&s->pb, 1, sign);
 142     }
 143 }
 144
 145 static inline int get_cbp(MpegEncContext *s, int16_t block[6][64])
 146 {
 147     int i, cbp;
 148     cbp = 0;
 149     for (i = 0; i < 6; i++)
 150         if (s->block_last_index[i] >= 0)
 151             cbp |= 1 << (5 - i);
 152     return cbp;
 153 }
 154
 155 /**
 156  * Encode an 8x8 block.
 157  * @param block the 8x8 block
 158  * @param n block index (0-3 are luma, 4-5 are chroma)
 159  */
 160 static void h261_encode_block(H261Context *h, int16_t *block, int n)
 161 {
 162     MpegEncContext *const s = &h->s;
 163     int level, run, i, j, last_index, last_non_zero, sign, slevel, code;
 164     RLTable *rl;
 165
 166     rl = &ff_h261_rl_tcoeff;
 167     if (s->mb_intra) {
 168         /* DC coef */
 169         level = block[0];
 170         /* 255 cannot be represented, so we clamp */
 171         if (level > 254) {
 172             level    = 254;
 173             block[0] = 254;
 174         }
 175         /* 0 cannot be represented also */
 176         else if (level < 1) {
 177             level    = 1;
 178             block[0] = 1;
 179         }
 180         if (level == 128)
 181             put_bits(&s->pb, 8, 0xff);
 182         else
 183             put_bits(&s->pb, 8, level);
 184         i = 1;
 185     } else if ((block[0] == 1 || block[0] == -1) &&
 186                (s->block_last_index[n] > -1)) {
 187         // special case
 188         put_bits(&s->pb, 2, block[0] > 0 ? 2 : 3);
 189         i = 1;
 190     } else {
 191         i = 0;
 192     }
 193
 194     /* AC coefs */
 195     last_index    = s->block_last_index[n];
 196     last_non_zero = i - 1;
 197     for (; i <= last_index; i++) {
 198         j     = s->intra_scantable.permutated[i];
 199         level = block[j];
 200         if (level) {
 201             run    = i - last_non_zero - 1;
 202             sign   = 0;
 203             slevel = level;
 204             if (level < 0) {
 205                 sign  = 1;
 206                 level = -level;
 207             }
 208             code = get_rl_index(rl, 0 /*no last in H.261, EOB is used*/,
 209                                 run, level);
 210             if (run == 0 && level < 16)
 211                 code += 1;
 212             put_bits(&s->pb, rl->table_vlc[code][1], rl->table_vlc[code][0]);
 213             if (code == rl->n) {
 214                 put_bits(&s->pb, 6, run);
 215                 assert(slevel != 0);
 216                 assert(level <= 127);
 217                 put_sbits(&s->pb, 8, slevel);
 218             } else {
 219                 put_bits(&s->pb, 1, sign);
 220             }
 221             last_non_zero = i;
 222         }
 223     }
 224     if (last_index > -1)
 225         put_bits(&s->pb, rl->table_vlc[0][1], rl->table_vlc[0][0]); // EOB
 226 }
 227
 228 void ff_h261_encode_mb(MpegEncContext *s, int16_t block[6][64],
 229                        int motion_x, int motion_y)
 230 {
 231     H261Context *h = (H261Context *)s;
 232     int mvd, mv_diff_x, mv_diff_y, i, cbp;
 233     cbp = 63; // avoid warning
 234     mvd = 0;
 235
 236     h->current_mba++;
 237     h->mtype = 0;
 238
 239     if (!s->mb_intra) {
 240         /* compute cbp */
 241         cbp = get_cbp(s, block);
 242
 243         /* mvd indicates if this block is motion compensated */
 244         mvd = motion_x | motion_y;
 245
 246         if ((cbp | mvd | s->dquant) == 0) {
 247             /* skip macroblock */
 248             s->skip_count++;
 249             h->current_mv_x = 0;
 250             h->current_mv_y = 0;
 251             return;
 252         }
 253     }
 254
 255     /* MB is not skipped, encode MBA */
 256     put_bits(&s->pb,
 257              ff_h261_mba_bits[(h->current_mba - h->previous_mba) - 1],
 258              ff_h261_mba_code[(h->current_mba - h->previous_mba) - 1]);
 259
 260     /* calculate MTYPE */
 261     if (!s->mb_intra) {
 262         h->mtype++;
 263
 264         if (mvd || s->loop_filter)
 265             h->mtype += 3;
 266         if (s->loop_filter)
 267             h->mtype += 3;
 268         if (cbp || s->dquant)
 269             h->mtype++;
 270         assert(h->mtype > 1);
 271     }
 272
 273     if (s->dquant)
 274         h->mtype++;
 275
 276     put_bits(&s->pb,
 277              ff_h261_mtype_bits[h->mtype],
 278              ff_h261_mtype_code[h->mtype]);
 279
 280     h->mtype = ff_h261_mtype_map[h->mtype];
 281
 282     if (IS_QUANT(h->mtype)) {
 283         ff_set_qscale(s, s->qscale + s->dquant);
 284         put_bits(&s->pb, 5, s->qscale);
 285     }
 286
 287     if (IS_16X16(h->mtype)) {
 288         mv_diff_x       = (motion_x >> 1) - h->current_mv_x;
 289         mv_diff_y       = (motion_y >> 1) - h->current_mv_y;
 290         h->current_mv_x = (motion_x >> 1);
 291         h->current_mv_y = (motion_y >> 1);
 292         h261_encode_motion(h, mv_diff_x);
 293         h261_encode_motion(h, mv_diff_y);
 294     }
 295
 296     h->previous_mba = h->current_mba;
 297
 298     if (HAS_CBP(h->mtype)) {
 299         assert(cbp > 0);
 300         put_bits(&s->pb,
 301                  ff_h261_cbp_tab[cbp - 1][1],
 302                  ff_h261_cbp_tab[cbp - 1][0]);
 303     }
 304     for (i = 0; i < 6; i++)
 305         /* encode each block */
 306         h261_encode_block(h, block[i], i);
 307
 308     if ((h->current_mba == 11) || (h->current_mba == 22) ||
 309         (h->current_mba == 33) || (!IS_16X16(h->mtype))) {
 310         h->current_mv_x = 0;
 311         h->current_mv_y = 0;
 312     }
 313 }
 314
 315 av_cold void ff_h261_encode_init(MpegEncContext *s)
 316 {
 317     ff_h261_common_init();
 318
 319     s->min_qcoeff       = -127;
 320     s->max_qcoeff       = 127;
 321     s->y_dc_scale_table =
 322     s->c_dc_scale_table = ff_mpeg1_dc_scale_table;
 323 }
 324
 325 FF_MPV_GENERIC_CLASS(h261)
 326
 327 AVCodec ff_h261_encoder = {
 328     .name           = "h261",
 329     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("H.261"),
 330     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 331     .id             = AV_CODEC_ID_H261,
 332     .priv_data_size = sizeof(H261Context),
 333     .init           = ff_MPV_encode_init,
 334     .encode2        = ff_MPV_encode_picture,
 335     .close          = ff_MPV_encode_end,
 336     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]) { AV_PIX_FMT_YUV420P,
 337                                                      AV_PIX_FMT_NONE },
 338     .priv_class     = &h261_class,
 339 };