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 FFmpeg.
   7  *
   8  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; 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/avassert.h"
  29 #include "dsputil.h"
  30 #include "avcodec.h"
  31 #include "mpegvideo.h"
  32 #include "h263.h"
  33 #include "h261.h"
  34 #include "h261data.h"
  35
  36 extern uint8_t ff_h261_rl_table_store[2][2*MAX_RUN + MAX_LEVEL + 3];
  37
  38 static void h261_encode_block(H261Context * h, DCTELEM * block,
  39                               int n);
  40
  41 int ff_h261_get_picture_format(int width, int height){
  42     // QCIF
  43     if (width == 176 && height == 144)
  44         return 0;
  45     // CIF
  46     else if (width == 352 && height == 288)
  47         return 1;
  48     // ERROR
  49     else
  50         return -1;
  51 }
  52
  53 void ff_h261_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number){
  54     H261Context * h = (H261Context *) s;
  55     int format, temp_ref;
  56
  57     avpriv_align_put_bits(&s->pb);
  58
  59     /* Update the pointer to last GOB */
  60     s->ptr_lastgob = put_bits_ptr(&s->pb);
  61
  62     put_bits(&s->pb, 20, 0x10); /* PSC */
  63
  64     temp_ref= s->picture_number * (int64_t)30000 * s->avctx->time_base.num /
  65                          (1001 * (int64_t)s->avctx->time_base.den); //FIXME maybe this should use a timestamp
  66     put_sbits(&s->pb, 5, temp_ref); /* TemporalReference */
  67
  68     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* split screen off */
  69     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* camera  off */
  70     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* freeze picture release off */
  71
  72     format = ff_h261_get_picture_format(s->width, s->height);
  73
  74     put_bits(&s->pb, 1, format); /* 0 == QCIF, 1 == CIF */
  75
  76     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* still image mode */
  77     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* reserved */
  78
  79     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no PEI */
  80     if(format == 0)
  81         h->gob_number = -1;
  82     else
  83         h->gob_number = 0;
  84     h->current_mba = 0;
  85 }
  86
  87 /**
  88  * Encode a group of blocks header.
  89  */
  90 static void h261_encode_gob_header(MpegEncContext * s, int mb_line){
  91     H261Context * h = (H261Context *)s;
  92     if(ff_h261_get_picture_format(s->width, s->height) == 0){
  93         h->gob_number+=2; // QCIF
  94     }
  95     else{
  96         h->gob_number++; // CIF
  97     }
  98     put_bits(&s->pb, 16, 1); /* GBSC */
  99     put_bits(&s->pb, 4, h->gob_number); /* GN */
 100     put_bits(&s->pb, 5, s->qscale); /* GQUANT */
 101     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no GEI */
 102     h->current_mba = 0;
 103     h->previous_mba = 0;
 104     h->current_mv_x=0;
 105     h->current_mv_y=0;
 106 }
 107
 108 void ff_h261_reorder_mb_index(MpegEncContext* s){
 109     int index= s->mb_x + s->mb_y*s->mb_width;
 110
 111     if(index % 33 == 0)
 112         h261_encode_gob_header(s,0);
 113
 114     /* for CIF the GOB's are fragmented in the middle of a scanline
 115        that's why we need to adjust the x and y index of the macroblocks */
 116     if(ff_h261_get_picture_format(s->width,s->height) == 1){ // CIF
 117         s->mb_x =     index % 11 ; index /= 11;
 118         s->mb_y =     index %  3 ; index /=  3;
 119         s->mb_x+= 11*(index %  2); index /=  2;
 120         s->mb_y+=  3*index;
 121
 122         ff_init_block_index(s);
 123         ff_update_block_index(s);
 124     }
 125 }
 126
 127 static void h261_encode_motion(H261Context * h, int val){
 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     }
 134     else{
 135         if(val > 15)
 136             val -=32;
 137         if(val < -16)
 138             val+=32;
 139         sign = val < 0;
 140         code = sign ? -val : val;
 141         put_bits(&s->pb,ff_h261_mv_tab[code][1],ff_h261_mv_tab[code][0]);
 142         put_bits(&s->pb,1,sign);
 143     }
 144 }
 145
 146 static inline int get_cbp(MpegEncContext * s,
 147                       DCTELEM block[6][64])
 148 {
 149     int i, cbp;
 150     cbp= 0;
 151     for (i = 0; i < 6; i++) {
 152         if (s->block_last_index[i] >= 0)
 153             cbp |= 1 << (5 - i);
 154     }
 155     return cbp;
 156 }
 157 void ff_h261_encode_mb(MpegEncContext * s,
 158          DCTELEM block[6][64],
 159          int motion_x, int motion_y)
 160 {
 161     H261Context * h = (H261Context *)s;
 162     int mvd, mv_diff_x, mv_diff_y, i, cbp;
 163     cbp = 63; // avoid warning
 164     mvd = 0;
 165
 166     h->current_mba++;
 167     h->mtype = 0;
 168
 169     if (!s->mb_intra){
 170         /* compute cbp */
 171         cbp= get_cbp(s, block);
 172
 173         /* mvd indicates if this block is motion compensated */
 174         mvd = motion_x | motion_y;
 175
 176         if((cbp | mvd | s->dquant ) == 0) {
 177             /* skip macroblock */
 178             s->skip_count++;
 179             h->current_mv_x=0;
 180             h->current_mv_y=0;
 181             return;
 182         }
 183     }
 184
 185     /* MB is not skipped, encode MBA */
 186     put_bits(&s->pb, ff_h261_mba_bits[(h->current_mba-h->previous_mba)-1], ff_h261_mba_code[(h->current_mba-h->previous_mba)-1]);
 187
 188     /* calculate MTYPE */
 189     if(!s->mb_intra){
 190         h->mtype++;
 191
 192         if(mvd || s->loop_filter)
 193             h->mtype+=3;
 194         if(s->loop_filter)
 195             h->mtype+=3;
 196         if(cbp || s->dquant)
 197             h->mtype++;
 198         av_assert1(h->mtype > 1);
 199     }
 200
 201     if(s->dquant)
 202         h->mtype++;
 203
 204     put_bits(&s->pb, ff_h261_mtype_bits[h->mtype], ff_h261_mtype_code[h->mtype]);
 205
 206     h->mtype = ff_h261_mtype_map[h->mtype];
 207
 208     if(IS_QUANT(h->mtype)){
 209         ff_set_qscale(s,s->qscale+s->dquant);
 210         put_bits(&s->pb, 5, s->qscale);
 211     }
 212
 213     if(IS_16X16(h->mtype)){
 214         mv_diff_x = (motion_x >> 1) - h->current_mv_x;
 215         mv_diff_y = (motion_y >> 1) - h->current_mv_y;
 216         h->current_mv_x = (motion_x >> 1);
 217         h->current_mv_y = (motion_y >> 1);
 218         h261_encode_motion(h,mv_diff_x);
 219         h261_encode_motion(h,mv_diff_y);
 220     }
 221
 222     h->previous_mba = h->current_mba;
 223
 224     if(HAS_CBP(h->mtype)){
 225         av_assert1(cbp>0);
 226         put_bits(&s->pb,ff_h261_cbp_tab[cbp-1][1],ff_h261_cbp_tab[cbp-1][0]);
 227     }
 228     for(i=0; i<6; i++) {
 229         /* encode each block */
 230         h261_encode_block(h, block[i], i);
 231     }
 232
 233     if ( ( h->current_mba == 11 ) || ( h->current_mba == 22 ) || ( h->current_mba == 33 ) || ( !IS_16X16 ( h->mtype ) )){
 234         h->current_mv_x=0;
 235         h->current_mv_y=0;
 236     }
 237 }
 238
 239 void ff_h261_encode_init(MpegEncContext *s){
 240     static int done = 0;
 241
 242     if (!done) {
 243         done = 1;
 244         ff_init_rl(&ff_h261_rl_tcoeff, ff_h261_rl_table_store);
 245     }
 246
 247     s->min_qcoeff= -127;
 248     s->max_qcoeff=  127;
 249     s->y_dc_scale_table=
 250     s->c_dc_scale_table= ff_mpeg1_dc_scale_table;
 251 }
 252
 253
 254 /**
 255  * Encode an 8x8 block.
 256  * @param block the 8x8 block
 257  * @param n block index (0-3 are luma, 4-5 are chroma)
 258  */
 259 static void h261_encode_block(H261Context * h, DCTELEM * block, int n){
 260     MpegEncContext * const s = &h->s;
 261     int level, run, i, j, last_index, last_non_zero, sign, slevel, code;
 262     RLTable *rl;
 263
 264     rl = &ff_h261_rl_tcoeff;
 265     if (s->mb_intra) {
 266         /* DC coef */
 267         level = block[0];
 268         /* 255 cannot be represented, so we clamp */
 269         if (level > 254) {
 270             level = 254;
 271             block[0] = 254;
 272         }
 273         /* 0 cannot be represented also */
 274         else if (level < 1) {
 275             level = 1;
 276             block[0] = 1;
 277         }
 278         if (level == 128)
 279             put_bits(&s->pb, 8, 0xff);
 280         else
 281             put_bits(&s->pb, 8, level);
 282         i = 1;
 283     } else if((block[0]==1 || block[0] == -1) && (s->block_last_index[n] > -1)){
 284         //special case
 285         put_bits(&s->pb,2,block[0]>0 ? 2 : 3 );
 286         i = 1;
 287     } else {
 288         i = 0;
 289     }
 290
 291     /* AC coefs */
 292     last_index = s->block_last_index[n];
 293     last_non_zero = i - 1;
 294     for (; i <= last_index; i++) {
 295         j = s->intra_scantable.permutated[i];
 296         level = block[j];
 297         if (level) {
 298             run = i - last_non_zero - 1;
 299             sign = 0;
 300             slevel = level;
 301             if (level < 0) {
 302                 sign = 1;
 303                 level = -level;
 304             }
 305             code = get_rl_index(rl, 0 /*no last in H.261, EOB is used*/, run, level);
 306             if(run==0 && level < 16)
 307             code+=1;
 308             put_bits(&s->pb, rl->table_vlc[code][1], rl->table_vlc[code][0]);
 309             if (code == rl->n) {
 310                 put_bits(&s->pb, 6, run);
 311                 av_assert1(slevel != 0);
 312                 av_assert1(level <= 127);
 313                 put_sbits(&s->pb, 8, slevel);
 314             } else {
 315                 put_bits(&s->pb, 1, sign);
 316             }
 317             last_non_zero = i;
 318         }
 319     }
 320     if(last_index > -1){
 321         put_bits(&s->pb, rl->table_vlc[0][1], rl->table_vlc[0][0]);// END OF BLOCK
 322     }
 323 }
 324
 325 FF_MPV_GENERIC_CLASS(h261)
 326
 327 AVCodec ff_h261_encoder = {
 328     .name           = "h261",
 329     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 330     .id             = CODEC_ID_H261,
 331     .priv_data_size = sizeof(H261Context),
 332     .init           = ff_MPV_encode_init,
 333     .encode2        = ff_MPV_encode_picture,
 334     .close          = ff_MPV_encode_end,
 335     .pix_fmts       = (const enum PixelFormat[]){ PIX_FMT_YUV420P, PIX_FMT_NONE },
 336     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("H.261"),
 337     .priv_class     = &h261_class,
 338 };