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 "mpegutils.h"
  31 #include "mpegvideo.h"
  32 #include "h263.h"
  33 #include "h261.h"
  34
  35 int ff_h261_get_picture_format(int width, int height)
  36 {
  37     // QCIF
  38     if (width == 176 && height == 144)
  39         return 0;
  40     // CIF
  41     else if (width == 352 && height == 288)
  42         return 1;
  43     // ERROR
  44     else
  45         return -1;
  46 }
  47
  48 void ff_h261_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number)
  49 {
  50     H261Context *h = (H261Context *)s;
  51     int format, temp_ref;
  52
  53     avpriv_align_put_bits(&s->pb);
  54
  55     /* Update the pointer to last GOB */
  56     s->ptr_lastgob = put_bits_ptr(&s->pb);
  57
  58     put_bits(&s->pb, 20, 0x10); /* PSC */
  59
  60     temp_ref = s->picture_number * (int64_t)30000 * s->avctx->time_base.num /
  61                (1001 * (int64_t)s->avctx->time_base.den);   // FIXME maybe this should use a timestamp
  62     put_sbits(&s->pb, 5, temp_ref); /* TemporalReference */
  63
  64     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* split screen off */
  65     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* camera  off */
  66     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* freeze picture release off */
  67
  68     format = ff_h261_get_picture_format(s->width, s->height);
  69
  70     put_bits(&s->pb, 1, format); /* 0 == QCIF, 1 == CIF */
  71
  72     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* still image mode */
  73     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* reserved */
  74
  75     put_bits(&s->pb, 1, 0); /* no PEI */
  76     if (format == 0)
  77         h->gob_number = -1;
  78     else
  79         h->gob_number = 0;
  80     h->current_mba = 0;
  81 }
  82
  83 /**
  84  * Encode a group of blocks header.
  85  */
  86 static void h261_encode_gob_header(MpegEncContext *s, int mb_line)
  87 {
  88     H261Context *h = (H261Context *)s;
  89     if (ff_h261_get_picture_format(s->width, s->height) == 0) {
  90         h->gob_number += 2; // QCIF
  91     } else {
  92         h->gob_number++;    // CIF
  93     }
  94     put_bits(&s->pb, 16, 1);            /* GBSC */
  95     put_bits(&s->pb, 4, h->gob_number); /* GN */
  96     put_bits(&s->pb, 5, s->qscale);     /* GQUANT */
  97     put_bits(&s->pb, 1, 0);             /* no GEI */
  98     h->current_mba  = 0;
  99     h->previous_mba = 0;
 100     h->current_mv_x = 0;
 101     h->current_mv_y = 0;
 102 }
 103
 104 void ff_h261_reorder_mb_index(MpegEncContext *s)
 105 {
 106     int index = s->mb_x + s->mb_y * s->mb_width;
 107
 108     if (index % 33 == 0)
 109         h261_encode_gob_header(s, 0);
 110
 111     /* for CIF the GOB's are fragmented in the middle of a scanline
 112      * that's why we need to adjust the x and y index of the macroblocks */
 113     if (ff_h261_get_picture_format(s->width, s->height) == 1) { // CIF
 114         s->mb_x  = index % 11;
 115         index   /= 11;
 116         s->mb_y  = index % 3;
 117         index   /= 3;
 118         s->mb_x += 11 * (index % 2);
 119         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 {
 129     MpegEncContext *const s = &h->s;
 130     int sign, code;
 131     if (val == 0) {
 132         code = 0;
 133         put_bits(&s->pb, ff_h261_mv_tab[code][1], ff_h261_mv_tab[code][0]);
 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, int16_t block[6][64])
 147 {
 148     int i, cbp;
 149     cbp = 0;
 150     for (i = 0; i < 6; i++)
 151         if (s->block_last_index[i] >= 0)
 152             cbp |= 1 << (5 - i);
 153     return cbp;
 154 }
 155
 156 /**
 157  * Encode an 8x8 block.
 158  * @param block the 8x8 block
 159  * @param n block index (0-3 are luma, 4-5 are chroma)
 160  */
 161 static void h261_encode_block(H261Context *h, int16_t *block, int n)
 162 {
 163     MpegEncContext *const s = &h->s;
 164     int level, run, i, j, last_index, last_non_zero, sign, slevel, code;
 165     RLTable *rl;
 166
 167     rl = &ff_h261_rl_tcoeff;
 168     if (s->mb_intra) {
 169         /* DC coef */
 170         level = block[0];
 171         /* 255 cannot be represented, so we clamp */
 172         if (level > 254) {
 173             level    = 254;
 174             block[0] = 254;
 175         }
 176         /* 0 cannot be represented also */
 177         else if (level < 1) {
 178             level    = 1;
 179             block[0] = 1;
 180         }
 181         if (level == 128)
 182             put_bits(&s->pb, 8, 0xff);
 183         else
 184             put_bits(&s->pb, 8, level);
 185         i = 1;
 186     } else if ((block[0] == 1 || block[0] == -1) &&
 187                (s->block_last_index[n] > -1)) {
 188         // special case
 189         put_bits(&s->pb, 2, block[0] > 0 ? 2 : 3);
 190         i = 1;
 191     } else {
 192         i = 0;
 193     }
 194
 195     /* AC coefs */
 196     last_index    = s->block_last_index[n];
 197     last_non_zero = i - 1;
 198     for (; i <= last_index; i++) {
 199         j     = s->intra_scantable.permutated[i];
 200         level = block[j];
 201         if (level) {
 202             run    = i - last_non_zero - 1;
 203             sign   = 0;
 204             slevel = level;
 205             if (level < 0) {
 206                 sign  = 1;
 207                 level = -level;
 208             }
 209             code = get_rl_index(rl, 0 /*no last in H.261, EOB is used*/,
 210                                 run, level);
 211             if (run == 0 && level < 16)
 212                 code += 1;
 213             put_bits(&s->pb, rl->table_vlc[code][1], rl->table_vlc[code][0]);
 214             if (code == rl->n) {
 215                 put_bits(&s->pb, 6, run);
 216                 assert(slevel != 0);
 217                 assert(level <= 127);
 218                 put_sbits(&s->pb, 8, slevel);
 219             } else {
 220                 put_bits(&s->pb, 1, sign);
 221             }
 222             last_non_zero = i;
 223         }
 224     }
 225     if (last_index > -1)
 226         put_bits(&s->pb, rl->table_vlc[0][1], rl->table_vlc[0][0]); // EOB
 227 }
 228
 229 void ff_h261_encode_mb(MpegEncContext *s, int16_t block[6][64],
 230                        int motion_x, int motion_y)
 231 {
 232     H261Context *h = (H261Context *)s;
 233     int mvd, mv_diff_x, mv_diff_y, i, cbp;
 234     cbp = 63; // avoid warning
 235     mvd = 0;
 236
 237     h->current_mba++;
 238     h->mtype = 0;
 239
 240     if (!s->mb_intra) {
 241         /* compute cbp */
 242         cbp = get_cbp(s, block);
 243
 244         /* mvd indicates if this block is motion compensated */
 245         mvd = motion_x | motion_y;
 246
 247         if ((cbp | mvd | s->dquant) == 0) {
 248             /* skip macroblock */
 249             s->skip_count++;
 250             h->current_mv_x = 0;
 251             h->current_mv_y = 0;
 252             return;
 253         }
 254     }
 255
 256     /* MB is not skipped, encode MBA */
 257     put_bits(&s->pb,
 258              ff_h261_mba_bits[(h->current_mba - h->previous_mba) - 1],
 259              ff_h261_mba_code[(h->current_mba - h->previous_mba) - 1]);
 260
 261     /* calculate MTYPE */
 262     if (!s->mb_intra) {
 263         h->mtype++;
 264
 265         if (mvd || s->loop_filter)
 266             h->mtype += 3;
 267         if (s->loop_filter)
 268             h->mtype += 3;
 269         if (cbp || s->dquant)
 270             h->mtype++;
 271         assert(h->mtype > 1);
 272     }
 273
 274     if (s->dquant)
 275         h->mtype++;
 276
 277     put_bits(&s->pb,
 278              ff_h261_mtype_bits[h->mtype],
 279              ff_h261_mtype_code[h->mtype]);
 280
 281     h->mtype = ff_h261_mtype_map[h->mtype];
 282
 283     if (IS_QUANT(h->mtype)) {
 284         ff_set_qscale(s, s->qscale + s->dquant);
 285         put_bits(&s->pb, 5, s->qscale);
 286     }
 287
 288     if (IS_16X16(h->mtype)) {
 289         mv_diff_x       = (motion_x >> 1) - h->current_mv_x;
 290         mv_diff_y       = (motion_y >> 1) - h->current_mv_y;
 291         h->current_mv_x = (motion_x >> 1);
 292         h->current_mv_y = (motion_y >> 1);
 293         h261_encode_motion(h, mv_diff_x);
 294         h261_encode_motion(h, mv_diff_y);
 295     }
 296
 297     h->previous_mba = h->current_mba;
 298
 299     if (HAS_CBP(h->mtype)) {
 300         assert(cbp > 0);
 301         put_bits(&s->pb,
 302                  ff_h261_cbp_tab[cbp - 1][1],
 303                  ff_h261_cbp_tab[cbp - 1][0]);
 304     }
 305     for (i = 0; i < 6; i++)
 306         /* encode each block */
 307         h261_encode_block(h, block[i], i);
 308
 309     if ((h->current_mba == 11) || (h->current_mba == 22) ||
 310         (h->current_mba == 33) || (!IS_16X16(h->mtype))) {
 311         h->current_mv_x = 0;
 312         h->current_mv_y = 0;
 313     }
 314 }
 315
 316 av_cold void ff_h261_encode_init(MpegEncContext *s)
 317 {
 318     ff_h261_common_init();
 319
 320     s->min_qcoeff       = -127;
 321     s->max_qcoeff       = 127;
 322     s->y_dc_scale_table =
 323     s->c_dc_scale_table = ff_mpeg1_dc_scale_table;
 324 }
 325
 326 FF_MPV_GENERIC_CLASS(h261)
 327
 328 AVCodec ff_h261_encoder = {
 329     .name           = "h261",
 330     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("H.261"),
 331     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 332     .id             = AV_CODEC_ID_H261,
 333     .priv_data_size = sizeof(H261Context),
 334     .init           = ff_mpv_encode_init,
 335     .encode2        = ff_mpv_encode_picture,
 336     .close          = ff_mpv_encode_end,
 337     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]) { AV_PIX_FMT_YUV420P,
 338                                                      AV_PIX_FMT_NONE },
 339     .priv_class     = &h261_class,
 340 };