]> git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/libxavs.c
lavc: mark the old audio/video encoding API as deprecated
[ffmpeg] / libavcodec / libxavs.c
1 /*
2  * AVS encoding using the xavs library
3  * Copyright (C) 2010 Amanda, Y.N. Wu <amanda11192003@gmail.com>
4  *
5  * This file is part of Libav.
6  *
7  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 #include <stdio.h>
23 #include <stdlib.h>
24 #include <string.h>
25 #include <math.h>
26 #include <stdint.h>
27 #include <float.h>
28 #include <xavs.h>
29 #include "avcodec.h"
30 #include "internal.h"
31 #include "libavutil/internal.h"
32 #include "libavutil/mem.h"
33 #include "libavutil/opt.h"
34
35 #define END_OF_STREAM 0x001
36
37 #define XAVS_PART_I8X8 0x002 /* Analyze i8x8 (requires 8x8 transform) */
38 #define XAVS_PART_P8X8 0x010 /* Analyze p16x8, p8x16 and p8x8 */
39 #define XAVS_PART_B8X8 0x100 /* Analyze b16x8, b*/
40
41 typedef struct XavsContext {
42     AVClass        *class;
43     xavs_param_t    params;
44     xavs_t         *enc;
45     xavs_picture_t  pic;
46     uint8_t        *sei;
47     int             sei_size;
48     int             end_of_stream;
49     float crf;
50     int cqp;
51     int b_bias;
52     float cplxblur;
53     int direct_pred;
54     int aud;
55     int fast_pskip;
56     int motion_est;
57     int mbtree;
58     int mixed_refs;
59     int b_frame_strategy;
60     int chroma_offset;
61     int scenechange_threshold;
62     int noise_reduction;
63
64     int64_t *pts_buffer;
65     int out_frame_count;
66 } XavsContext;
67
68 static void XAVS_log(void *p, int level, const char *fmt, va_list args)
69 {
70     static const int level_map[] = {
71         [XAVS_LOG_ERROR]   = AV_LOG_ERROR,
72         [XAVS_LOG_WARNING] = AV_LOG_WARNING,
73         [XAVS_LOG_INFO]    = AV_LOG_INFO,
74         [XAVS_LOG_DEBUG]   = AV_LOG_DEBUG
75     };
76
77     if (level < 0 || level > XAVS_LOG_DEBUG)
78         return;
79
80     av_vlog(p, level_map[level], fmt, args);
81 }
82
83 static int encode_nals(AVCodecContext *ctx, AVPacket *pkt,
84                        xavs_nal_t *nals, int nnal)
85 {
86     XavsContext *x4 = ctx->priv_data;
87     uint8_t *p;
88     int i, s, ret, size = x4->sei_size + AV_INPUT_BUFFER_MIN_SIZE;
89
90     if (!nnal)
91         return 0;
92
93     for (i = 0; i < nnal; i++)
94         size += nals[i].i_payload;
95
96     if ((ret = ff_alloc_packet(pkt, size)) < 0) {
97         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Error getting output packet of size %d.\n", size);
98         return ret;
99     }
100     p = pkt->data;
101
102     /* Write the SEI as part of the first frame. */
103     if (x4->sei_size > 0 && nnal > 0) {
104         memcpy(p, x4->sei, x4->sei_size);
105         p += x4->sei_size;
106         x4->sei_size = 0;
107     }
108
109     for (i = 0; i < nnal; i++) {
110         s = xavs_nal_encode(p, &size, 1, nals + i);
111         if (s < 0)
112             return -1;
113         p += s;
114     }
115     pkt->size = p - pkt->data;
116
117     return 1;
118 }
119
120 static int XAVS_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
121                       const AVFrame *frame, int *got_packet)
122 {
123     XavsContext *x4 = avctx->priv_data;
124     xavs_nal_t *nal;
125     int nnal, i, ret;
126     xavs_picture_t pic_out;
127     uint8_t *sd;
128
129     x4->pic.img.i_csp   = XAVS_CSP_I420;
130     x4->pic.img.i_plane = 3;
131
132     if (frame) {
133        for (i = 0; i < 3; i++) {
134             x4->pic.img.plane[i] = frame->data[i];
135             x4->pic.img.i_stride[i] = frame->linesize[i];
136        }
137
138         x4->pic.i_pts  = frame->pts;
139         x4->pic.i_type = XAVS_TYPE_AUTO;
140         x4->pts_buffer[avctx->frame_number % (avctx->max_b_frames+1)] = frame->pts;
141     }
142
143     if (xavs_encoder_encode(x4->enc, &nal, &nnal,
144                             frame? &x4->pic: NULL, &pic_out) < 0)
145     return -1;
146
147     ret = encode_nals(avctx, pkt, nal, nnal);
148
149     if (ret < 0)
150         return -1;
151
152     if (!ret) {
153         if (!frame && !(x4->end_of_stream)) {
154             if ((ret = ff_alloc_packet(pkt, 4)) < 0)
155                 return ret;
156
157             pkt->data[0] = 0x0;
158             pkt->data[1] = 0x0;
159             pkt->data[2] = 0x01;
160             pkt->data[3] = 0xb1;
161             pkt->dts = 2*x4->pts_buffer[(x4->out_frame_count-1)%(avctx->max_b_frames+1)] -
162                        x4->pts_buffer[(x4->out_frame_count-2)%(avctx->max_b_frames+1)];
163             x4->end_of_stream = END_OF_STREAM;
164             *got_packet = 1;
165         }
166         return 0;
167     }
168
169 #if FF_API_CODED_FRAME
170 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
171     avctx->coded_frame->pts = pic_out.i_pts;
172 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
173 #endif
174     pkt->pts = pic_out.i_pts;
175     if (avctx->has_b_frames) {
176         if (!x4->out_frame_count)
177             pkt->dts = pkt->pts - (x4->pts_buffer[1] - x4->pts_buffer[0]);
178         else
179             pkt->dts = x4->pts_buffer[(x4->out_frame_count-1)%(avctx->max_b_frames+1)];
180     } else
181         pkt->dts = pkt->pts;
182
183 #if FF_API_CODED_FRAME
184 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
185     switch (pic_out.i_type) {
186     case XAVS_TYPE_IDR:
187     case XAVS_TYPE_I:
188         avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
189         break;
190     case XAVS_TYPE_P:
191         avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_P;
192         break;
193     case XAVS_TYPE_B:
194     case XAVS_TYPE_BREF:
195         avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_B;
196         break;
197     }
198 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
199 #endif
200
201     /* There is no IDR frame in AVS JiZhun */
202     /* Sequence header is used as a flag */
203     if (pic_out.i_type == XAVS_TYPE_I) {
204 #if FF_API_CODED_FRAME
205 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
206         avctx->coded_frame->key_frame = 1;
207 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
208 #endif
209         pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
210     }
211
212 #if FF_API_CODED_FRAME
213 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
214     avctx->coded_frame->quality = (pic_out.i_qpplus1 - 1) * FF_QP2LAMBDA;
215 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
216 #endif
217
218     sd = av_packet_new_side_data(pkt, AV_PKT_DATA_QUALITY_FACTOR, sizeof(int));
219     if (!sd)
220         return AVERROR(ENOMEM);
221     *(int *)sd = (pic_out.i_qpplus1 - 1) * FF_QP2LAMBDA;
222
223     x4->out_frame_count++;
224     *got_packet = ret;
225     return 0;
226 }
227
228 static av_cold int XAVS_close(AVCodecContext *avctx)
229 {
230     XavsContext *x4 = avctx->priv_data;
231
232     av_freep(&avctx->extradata);
233     av_free(x4->sei);
234     av_freep(&x4->pts_buffer);
235
236     if (x4->enc)
237         xavs_encoder_close(x4->enc);
238
239     return 0;
240 }
241
242 static av_cold int XAVS_init(AVCodecContext *avctx)
243 {
244     XavsContext *x4 = avctx->priv_data;
245
246     x4->sei_size = 0;
247     xavs_param_default(&x4->params);
248
249     x4->params.pf_log               = XAVS_log;
250     x4->params.p_log_private        = avctx;
251     x4->params.i_keyint_max         = avctx->gop_size;
252     if (avctx->bit_rate) {
253         x4->params.rc.i_bitrate   = avctx->bit_rate / 1000;
254         x4->params.rc.i_rc_method = XAVS_RC_ABR;
255     }
256     x4->params.rc.i_vbv_buffer_size = avctx->rc_buffer_size / 1000;
257     x4->params.rc.i_vbv_max_bitrate = avctx->rc_max_rate    / 1000;
258     x4->params.rc.b_stat_write      = avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_PASS1;
259     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_PASS2) {
260         x4->params.rc.b_stat_read = 1;
261     } else {
262         if (x4->crf >= 0) {
263             x4->params.rc.i_rc_method   = XAVS_RC_CRF;
264             x4->params.rc.f_rf_constant = x4->crf;
265         } else if (x4->cqp >= 0) {
266             x4->params.rc.i_rc_method   = XAVS_RC_CQP;
267             x4->params.rc.i_qp_constant = x4->cqp;
268         }
269     }
270
271     if (x4->aud >= 0)
272         x4->params.b_aud                      = x4->aud;
273     if (x4->mbtree >= 0)
274         x4->params.rc.b_mb_tree               = x4->mbtree;
275     if (x4->direct_pred >= 0)
276         x4->params.analyse.i_direct_mv_pred   = x4->direct_pred;
277     if (x4->fast_pskip >= 0)
278         x4->params.analyse.b_fast_pskip       = x4->fast_pskip;
279     if (x4->motion_est >= 0)
280         x4->params.analyse.i_me_method        = x4->motion_est;
281     if (x4->mixed_refs >= 0)
282         x4->params.analyse.b_mixed_references = x4->mixed_refs;
283     if (x4->b_bias != INT_MIN)
284         x4->params.i_bframe_bias              = x4->b_bias;
285     if (x4->cplxblur >= 0)
286         x4->params.rc.f_complexity_blur = x4->cplxblur;
287
288 #if FF_API_MOTION_EST
289 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
290     if (x4->motion_est < 0) {
291         switch (avctx->me_method) {
292         case  ME_EPZS:
293             x4->params.analyse.i_me_method = XAVS_ME_DIA;
294             break;
295         case  ME_HEX:
296             x4->params.analyse.i_me_method = XAVS_ME_HEX;
297             break;
298         case  ME_UMH:
299             x4->params.analyse.i_me_method = XAVS_ME_UMH;
300             break;
301         case  ME_FULL:
302             x4->params.analyse.i_me_method = XAVS_ME_ESA;
303             break;
304         case  ME_TESA:
305             x4->params.analyse.i_me_method = XAVS_ME_TESA;
306             break;
307         default:
308             x4->params.analyse.i_me_method = XAVS_ME_HEX;
309         }
310     }
311 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
312 #endif
313
314     x4->params.i_bframe          = avctx->max_b_frames;
315     /* cabac is not included in AVS JiZhun Profile */
316     x4->params.b_cabac           = 0;
317
318 #if FF_API_PRIVATE_OPT
319 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
320     if (avctx->b_frame_strategy)
321         x4->b_frame_strategy = avctx->b_frame_strategy;
322 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
323 #endif
324
325     x4->params.i_bframe_adaptive = x4->b_frame_strategy;
326
327     avctx->has_b_frames          = !!avctx->max_b_frames;
328
329     /* AVS doesn't allow B picture as reference */
330     /* The max allowed reference frame number of B is 2 */
331     x4->params.i_keyint_min      = avctx->keyint_min;
332     if (x4->params.i_keyint_min > x4->params.i_keyint_max)
333         x4->params.i_keyint_min = x4->params.i_keyint_max;
334
335 #if FF_API_PRIVATE_OPT
336 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
337     if (avctx->scenechange_threshold)
338         x4->scenechange_threshold = avctx->scenechange_threshold;
339 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
340 #endif
341
342     x4->params.i_scenecut_threshold = x4->scenechange_threshold;
343
344    // x4->params.b_deblocking_filter       = avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_LOOP_FILTER;
345
346     x4->params.rc.i_qp_min                 = avctx->qmin;
347     x4->params.rc.i_qp_max                 = avctx->qmax;
348     x4->params.rc.i_qp_step                = avctx->max_qdiff;
349
350     x4->params.rc.f_qcompress       = avctx->qcompress; /* 0.0 => cbr, 1.0 => constant qp */
351     x4->params.rc.f_qblur           = avctx->qblur;     /* temporally blur quants */
352
353     x4->params.i_frame_reference    = avctx->refs;
354
355     x4->params.i_width              = avctx->width;
356     x4->params.i_height             = avctx->height;
357     x4->params.vui.i_sar_width      = avctx->sample_aspect_ratio.num;
358     x4->params.vui.i_sar_height     = avctx->sample_aspect_ratio.den;
359     /* This is only used for counting the fps */
360     x4->params.i_fps_num            = avctx->time_base.den;
361     x4->params.i_fps_den            = avctx->time_base.num;
362     x4->params.analyse.inter        = XAVS_ANALYSE_I8x8 |XAVS_ANALYSE_PSUB16x16| XAVS_ANALYSE_BSUB16x16;
363
364     x4->params.analyse.i_me_range = avctx->me_range;
365     x4->params.analyse.i_subpel_refine    = avctx->me_subpel_quality;
366
367     x4->params.analyse.b_chroma_me        = avctx->me_cmp & FF_CMP_CHROMA;
368     /* AVS P2 only enables 8x8 transform */
369     x4->params.analyse.b_transform_8x8    = 1; //avctx->flags2 & AV_CODEC_FLAG2_8X8DCT;
370
371     x4->params.analyse.i_trellis          = avctx->trellis;
372
373 #if FF_API_PRIVATE_OPT
374     FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
375     if (avctx->noise_reduction >= 0)
376         x4->noise_reduction = avctx->noise_reduction;
377     FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
378 #endif
379
380     x4->params.analyse.i_noise_reduction  = x4->noise_reduction;
381
382     if (avctx->level > 0)
383         x4->params.i_level_idc = avctx->level;
384
385     if (avctx->bit_rate > 0)
386         x4->params.rc.f_rate_tolerance =
387             (float)avctx->bit_rate_tolerance / avctx->bit_rate;
388
389     if ((avctx->rc_buffer_size) &&
390         (avctx->rc_initial_buffer_occupancy <= avctx->rc_buffer_size)) {
391         x4->params.rc.f_vbv_buffer_init =
392             (float)avctx->rc_initial_buffer_occupancy / avctx->rc_buffer_size;
393     } else
394         x4->params.rc.f_vbv_buffer_init = 0.9;
395
396     /* TAG:do we have MB tree RC method */
397     /* what is the RC method we are now using? Default NO */
398     x4->params.rc.f_ip_factor             = 1 / fabs(avctx->i_quant_factor);
399     x4->params.rc.f_pb_factor             = avctx->b_quant_factor;
400
401 #if FF_API_PRIVATE_OPT
402 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
403     if (avctx->chromaoffset)
404         x4->chroma_offset = avctx->chromaoffset;
405 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
406 #endif
407
408     x4->params.analyse.i_chroma_qp_offset = x4->chroma_offset;
409
410     x4->params.analyse.b_psnr = avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_PSNR;
411     x4->params.i_log_level    = XAVS_LOG_DEBUG;
412     x4->params.i_threads      = avctx->thread_count;
413     x4->params.b_interlaced   = avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT;
414
415     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER)
416         x4->params.b_repeat_headers = 0;
417
418     x4->enc = xavs_encoder_open(&x4->params);
419     if (!x4->enc)
420         return -1;
421
422     if (!(x4->pts_buffer = av_mallocz((avctx->max_b_frames+1) * sizeof(*x4->pts_buffer))))
423         return AVERROR(ENOMEM);
424
425     /* TAG: Do we have GLOBAL HEADER in AVS */
426     /* We Have PPS and SPS in AVS */
427     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) {
428         xavs_nal_t *nal;
429         int nnal, s, i, size;
430         uint8_t *p;
431
432         s = xavs_encoder_headers(x4->enc, &nal, &nnal);
433
434         avctx->extradata = p = av_malloc(s);
435         for (i = 0; i < nnal; i++) {
436             /* Don't put the SEI in extradata. */
437             if (nal[i].i_type == NAL_SEI) {
438                 x4->sei = av_malloc( 5 + nal[i].i_payload * 4 / 3 );
439                 if (xavs_nal_encode(x4->sei, &x4->sei_size, 1, nal + i) < 0)
440                     return -1;
441
442                 continue;
443             }
444             size = xavs_nal_encode(p, &s, 1, nal + i);
445             if (size < 0)
446                 return -1;
447             p += size;
448         }
449         avctx->extradata_size = p - avctx->extradata;
450     }
451     return 0;
452 }
453
454 #define OFFSET(x) offsetof(XavsContext, x)
455 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
456 static const AVOption options[] = {
457     { "crf",           "Select the quality for constant quality mode",    OFFSET(crf),           AV_OPT_TYPE_FLOAT,  {-1 }, -1, FLT_MAX, VE },
458     { "qp",            "Constant quantization parameter rate control method",OFFSET(cqp),        AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64 = -1 }, -1, INT_MAX, VE },
459     { "b-bias",        "Influences how often B-frames are used",          OFFSET(b_bias),        AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64 = INT_MIN}, INT_MIN, INT_MAX, VE },
460     { "cplxblur",      "Reduce fluctuations in QP (before curve compression)", OFFSET(cplxblur), AV_OPT_TYPE_FLOAT,  {-1 }, -1, FLT_MAX, VE},
461     { "direct-pred",   "Direct MV prediction mode",                       OFFSET(direct_pred),   AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64 = -1 }, -1, INT_MAX, VE, "direct-pred" },
462     { "none",          NULL,      0,    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = XAVS_DIRECT_PRED_NONE },     0, 0, VE, "direct-pred" },
463     { "spatial",       NULL,      0,    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = XAVS_DIRECT_PRED_SPATIAL },  0, 0, VE, "direct-pred" },
464     { "temporal",      NULL,      0,    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = XAVS_DIRECT_PRED_TEMPORAL }, 0, 0, VE, "direct-pred" },
465     { "auto",          NULL,      0,    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = XAVS_DIRECT_PRED_AUTO },     0, 0, VE, "direct-pred" },
466     { "aud",           "Use access unit delimiters.",                     OFFSET(aud),           AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64 = -1 }, -1, 1, VE},
467     { "mbtree",        "Use macroblock tree ratecontrol.",                OFFSET(mbtree),        AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64 = -1 }, -1, 1, VE},
468     { "mixed-refs",    "One reference per partition, as opposed to one reference per macroblock", OFFSET(mixed_refs), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1}, -1, 1, VE },
469     { "fast-pskip",    NULL,                                              OFFSET(fast_pskip),    AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64 = -1 }, -1, 1, VE},
470     { "motion-est",   "Set motion estimation method",                     OFFSET(motion_est),    AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 }, -1, XAVS_ME_TESA, VE, "motion-est"},
471     { "dia",           NULL,      0,    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = XAVS_ME_DIA },               INT_MIN, INT_MAX, VE, "motion-est" },
472     { "hex",           NULL,      0,    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = XAVS_ME_HEX },               INT_MIN, INT_MAX, VE, "motion-est" },
473     { "umh",           NULL,      0,    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = XAVS_ME_UMH },               INT_MIN, INT_MAX, VE, "motion-est" },
474     { "esa",           NULL,      0,    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = XAVS_ME_ESA },               INT_MIN, INT_MAX, VE, "motion-est" },
475     { "tesa",          NULL,      0,    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = XAVS_ME_TESA },              INT_MIN, INT_MAX, VE, "motion-est" },
476     { "b_strategy",    "Strategy to choose between I/P/B-frames",         OFFSET(b_frame_strategy), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0 }, 0, 2, VE},
477     { "chromaoffset", "QP difference between chroma and luma",           OFFSET(chroma_offset), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, VE},
478     { "sc_threshold", "Scene change threshold",                           OFFSET(scenechange_threshold), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0 }, 0, INT_MAX, VE},
479     { "noise_reduction", "Noise reduction",                               OFFSET(noise_reduction), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0 }, 0, INT_MAX, VE},
480
481     { NULL },
482 };
483
484 static const AVClass class = {
485     .class_name = "libxavs",
486     .item_name  = av_default_item_name,
487     .option     = options,
488     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
489 };
490
491 static const AVCodecDefault xavs_defaults[] = {
492     { "b",                "0" },
493     { NULL },
494 };
495
496 AVCodec ff_libxavs_encoder = {
497     .name           = "libxavs",
498     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libxavs Chinese AVS (Audio Video Standard)"),
499     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
500     .id             = AV_CODEC_ID_CAVS,
501     .priv_data_size = sizeof(XavsContext),
502     .init           = XAVS_init,
503     .encode2        = XAVS_frame,
504     .close          = XAVS_close,
505     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DELAY | AV_CODEC_CAP_AUTO_THREADS,
506     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]) { AV_PIX_FMT_YUV420P, AV_PIX_FMT_NONE },
507     .priv_class     = &class,
508     .defaults       = xavs_defaults,
509 };