git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - 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/opt.h"
  32
  33 #define END_OF_STREAM 0x001
  34
  35 #define XAVS_PART_I8X8 0x002 /* Analyze i8x8 (requires 8x8 transform) */
  36 #define XAVS_PART_P8X8 0x010 /* Analyze p16x8, p8x16 and p8x8 */
  37 #define XAVS_PART_B8X8 0x100 /* Analyze b16x8, b*/
  38
  39 typedef struct XavsContext {
  40     xavs_param_t    params;
  41     xavs_t         *enc;
  42     xavs_picture_t  pic;
  43     uint8_t        *sei;
  44     int             sei_size;
  45     AVFrame         out_pic;
  46     int             end_of_stream;
  47     float crf;
  48     int cqp;
  49     int b_bias;
  50     float cplxblur;
  51     int direct_pred;
  52     int aud;
  53     int fast_pskip;
  54     int mbtree;
  55     int mixed_refs;
  56 } XavsContext;
  57
  58 static void XAVS_log(void *p, int level, const char *fmt, va_list args)
  59 {
  60     static const int level_map[] = {
  61         [XAVS_LOG_ERROR]   = AV_LOG_ERROR,
  62         [XAVS_LOG_WARNING] = AV_LOG_WARNING,
  63         [XAVS_LOG_INFO]    = AV_LOG_INFO,
  64         [XAVS_LOG_DEBUG]   = AV_LOG_DEBUG
  65     };
  66
  67     if (level < 0 || level > XAVS_LOG_DEBUG)
  68         return;
  69
  70     av_vlog(p, level_map[level], fmt, args);
  71 }
  72
  73 static int encode_nals(AVCodecContext *ctx, uint8_t *buf,
  74                        int size, xavs_nal_t *nals,
  75                        int nnal, int skip_sei)
  76 {
  77     XavsContext *x4 = ctx->priv_data;
  78     uint8_t *p = buf;
  79     int i, s;
  80
  81     /* Write the SEI as part of the first frame. */
  82     if (x4->sei_size > 0 && nnal > 0) {
  83         memcpy(p, x4->sei, x4->sei_size);
  84         p += x4->sei_size;
  85         x4->sei_size = 0;
  86     }
  87
  88     for (i = 0; i < nnal; i++) {
  89         s = xavs_nal_encode(p, &size, 1, nals + i);
  90         if (s < 0)
  91             return -1;
  92         p += s;
  93     }
  94
  95     return p - buf;
  96 }
  97
  98 static int XAVS_frame(AVCodecContext *ctx, uint8_t *buf,
  99                       int bufsize, void *data)
 100 {
 101     XavsContext *x4 = ctx->priv_data;
 102     AVFrame *frame = data;
 103     xavs_nal_t *nal;
 104     int nnal, i;
 105     xavs_picture_t pic_out;
 106
 107     x4->pic.img.i_csp   = XAVS_CSP_I420;
 108     x4->pic.img.i_plane = 3;
 109
 110     if (frame) {
 111        for (i = 0; i < 3; i++) {
 112             x4->pic.img.plane[i] = frame->data[i];
 113             x4->pic.img.i_stride[i] = frame->linesize[i];
 114        }
 115
 116         x4->pic.i_pts  = frame->pts;
 117         x4->pic.i_type = XAVS_TYPE_AUTO;
 118     }
 119
 120     if (xavs_encoder_encode(x4->enc, &nal, &nnal,
 121                             frame? &x4->pic: NULL, &pic_out) < 0)
 122     return -1;
 123
 124     bufsize = encode_nals(ctx, buf, bufsize, nal, nnal, 0);
 125
 126     if (bufsize < 0)
 127         return -1;
 128
 129     if (!bufsize && !frame && !(x4->end_of_stream)){
 130         buf[bufsize]   = 0x0;
 131         buf[bufsize+1] = 0x0;
 132         buf[bufsize+2] = 0x01;
 133         buf[bufsize+3] = 0xb1;
 134         bufsize += 4;
 135         x4->end_of_stream = END_OF_STREAM;
 136         return bufsize;
 137     }
 138     /* FIXME: libxavs now provides DTS */
 139     /* but AVFrame doesn't have a field for it. */
 140     x4->out_pic.pts = pic_out.i_pts;
 141
 142     switch (pic_out.i_type) {
 143     case XAVS_TYPE_IDR:
 144     case XAVS_TYPE_I:
 145         x4->out_pic.pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
 146         break;
 147     case XAVS_TYPE_P:
 148         x4->out_pic.pict_type = AV_PICTURE_TYPE_P;
 149         break;
 150     case XAVS_TYPE_B:
 151     case XAVS_TYPE_BREF:
 152         x4->out_pic.pict_type = AV_PICTURE_TYPE_B;
 153         break;
 154     }
 155
 156     /* There is no IDR frame in AVS JiZhun */
 157     /* Sequence header is used as a flag */
 158     x4->out_pic.key_frame = pic_out.i_type == XAVS_TYPE_I;
 159
 160     x4->out_pic.quality   = (pic_out.i_qpplus1 - 1) * FF_QP2LAMBDA;
 161
 162     return bufsize;
 163 }
 164
 165 static av_cold int XAVS_close(AVCodecContext *avctx)
 166 {
 167     XavsContext *x4 = avctx->priv_data;
 168
 169     av_freep(&avctx->extradata);
 170     av_free(x4->sei);
 171
 172     if (x4->enc)
 173         xavs_encoder_close(x4->enc);
 174
 175     return 0;
 176 }
 177
 178 static av_cold int XAVS_init(AVCodecContext *avctx)
 179 {
 180     XavsContext *x4 = avctx->priv_data;
 181
 182     x4->sei_size = 0;
 183     xavs_param_default(&x4->params);
 184
 185     x4->params.pf_log               = XAVS_log;
 186     x4->params.p_log_private        = avctx;
 187     x4->params.i_keyint_max         = avctx->gop_size;
 188     if (avctx->bit_rate) {
 189         x4->params.rc.i_bitrate   = avctx->bit_rate / 1000;
 190         x4->params.rc.i_rc_method = XAVS_RC_ABR;
 191     }
 192     x4->params.rc.i_vbv_buffer_size = avctx->rc_buffer_size / 1000;
 193     x4->params.rc.i_vbv_max_bitrate = avctx->rc_max_rate    / 1000;
 194     x4->params.rc.b_stat_write      = avctx->flags & CODEC_FLAG_PASS1;
 195     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_PASS2) {
 196         x4->params.rc.b_stat_read = 1;
 197     } else {
 198         if (x4->crf >= 0) {
 199             x4->params.rc.i_rc_method   = XAVS_RC_CRF;
 200             x4->params.rc.f_rf_constant = x4->crf;
 201         } else if (x4->cqp >= 0) {
 202             x4->params.rc.i_rc_method   = XAVS_RC_CQP;
 203             x4->params.rc.i_qp_constant = x4->cqp;
 204         }
 205     }
 206
 207     if (x4->aud >= 0)
 208         x4->params.b_aud                      = x4->aud;
 209     if (x4->mbtree >= 0)
 210         x4->params.rc.b_mb_tree               = x4->mbtree;
 211     if (x4->direct_pred >= 0)
 212         x4->params.analyse.i_direct_mv_pred   = x4->direct_pred;
 213     if (x4->fast_pskip >= 0)
 214         x4->params.analyse.b_fast_pskip       = x4->fast_pskip;
 215     if (x4->mixed_refs >= 0)
 216         x4->params.analyse.b_mixed_references = x4->mixed_refs;
 217     if (x4->b_bias != INT_MIN)
 218         x4->params.i_bframe_bias              = x4->b_bias;
 219     if (x4->cplxblur >= 0)
 220         x4->params.rc.f_complexity_blur = x4->cplxblur;
 221
 222     x4->params.i_bframe          = avctx->max_b_frames;
 223     /* cabac is not included in AVS JiZhun Profile */
 224     x4->params.b_cabac           = 0;
 225
 226     x4->params.i_bframe_adaptive = avctx->b_frame_strategy;
 227
 228     avctx->has_b_frames          = !!avctx->max_b_frames;
 229
 230     /* AVS doesn't allow B picture as reference */
 231     /* The max allowed reference frame number of B is 2 */
 232     x4->params.i_keyint_min      = avctx->keyint_min;
 233     if (x4->params.i_keyint_min > x4->params.i_keyint_max)
 234         x4->params.i_keyint_min = x4->params.i_keyint_max;
 235
 236     x4->params.i_scenecut_threshold        = avctx->scenechange_threshold;
 237
 238    // x4->params.b_deblocking_filter       = avctx->flags & CODEC_FLAG_LOOP_FILTER;
 239
 240     x4->params.rc.i_qp_min                 = avctx->qmin;
 241     x4->params.rc.i_qp_max                 = avctx->qmax;
 242     x4->params.rc.i_qp_step                = avctx->max_qdiff;
 243
 244     x4->params.rc.f_qcompress       = avctx->qcompress; /* 0.0 => cbr, 1.0 => constant qp */
 245     x4->params.rc.f_qblur           = avctx->qblur;     /* temporally blur quants */
 246
 247     x4->params.i_frame_reference    = avctx->refs;
 248
 249     x4->params.i_width              = avctx->width;
 250     x4->params.i_height             = avctx->height;
 251     x4->params.vui.i_sar_width      = avctx->sample_aspect_ratio.num;
 252     x4->params.vui.i_sar_height     = avctx->sample_aspect_ratio.den;
 253     /* This is only used for counting the fps */
 254     x4->params.i_fps_num            = avctx->time_base.den;
 255     x4->params.i_fps_den            = avctx->time_base.num;
 256     x4->params.analyse.inter        = XAVS_ANALYSE_I8x8 |XAVS_ANALYSE_PSUB16x16| XAVS_ANALYSE_BSUB16x16;
 257
 258     switch (avctx->me_method) {
 259          case  ME_EPZS:
 260                x4->params.analyse.i_me_method = XAVS_ME_DIA;
 261                break;
 262          case  ME_HEX:
 263                x4->params.analyse.i_me_method = XAVS_ME_HEX;
 264                break;
 265          case  ME_UMH:
 266                x4->params.analyse.i_me_method = XAVS_ME_UMH;
 267                break;
 268          case  ME_FULL:
 269                x4->params.analyse.i_me_method = XAVS_ME_ESA;
 270                break;
 271          case  ME_TESA:
 272                x4->params.analyse.i_me_method = XAVS_ME_TESA;
 273                break;
 274          default:
 275                x4->params.analyse.i_me_method = XAVS_ME_HEX;
 276     }
 277
 278     x4->params.analyse.i_me_range = avctx->me_range;
 279     x4->params.analyse.i_subpel_refine    = avctx->me_subpel_quality;
 280
 281     x4->params.analyse.b_chroma_me        = avctx->me_cmp & FF_CMP_CHROMA;
 282     /* AVS P2 only enables 8x8 transform */
 283     x4->params.analyse.b_transform_8x8    = 1; //avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_8X8DCT;
 284
 285     x4->params.analyse.i_trellis          = avctx->trellis;
 286     x4->params.analyse.i_noise_reduction  = avctx->noise_reduction;
 287
 288     if (avctx->level > 0)
 289         x4->params.i_level_idc = avctx->level;
 290
 291     x4->params.rc.f_rate_tolerance =
 292         (float)avctx->bit_rate_tolerance/avctx->bit_rate;
 293
 294     if ((avctx->rc_buffer_size) &&
 295         (avctx->rc_initial_buffer_occupancy <= avctx->rc_buffer_size)) {
 296         x4->params.rc.f_vbv_buffer_init =
 297             (float)avctx->rc_initial_buffer_occupancy / avctx->rc_buffer_size;
 298     } else
 299         x4->params.rc.f_vbv_buffer_init = 0.9;
 300
 301     /* TAG:do we have MB tree RC method */
 302     /* what is the RC method we are now using? Default NO */
 303     x4->params.rc.f_ip_factor             = 1 / fabs(avctx->i_quant_factor);
 304     x4->params.rc.f_pb_factor             = avctx->b_quant_factor;
 305     x4->params.analyse.i_chroma_qp_offset = avctx->chromaoffset;
 306
 307     x4->params.analyse.b_psnr = avctx->flags & CODEC_FLAG_PSNR;
 308     x4->params.i_log_level    = XAVS_LOG_DEBUG;
 309     x4->params.i_threads      = avctx->thread_count;
 310     x4->params.b_interlaced   = avctx->flags & CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT;
 311
 312     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER)
 313         x4->params.b_repeat_headers = 0;
 314
 315     x4->enc = xavs_encoder_open(&x4->params);
 316     if (!x4->enc)
 317         return -1;
 318
 319     avctx->coded_frame = &x4->out_pic;
 320     /* TAG: Do we have GLOBAL HEADER in AVS */
 321     /* We Have PPS and SPS in AVS */
 322     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) {
 323         xavs_nal_t *nal;
 324         int nnal, s, i, size;
 325         uint8_t *p;
 326
 327         s = xavs_encoder_headers(x4->enc, &nal, &nnal);
 328
 329         avctx->extradata = p = av_malloc(s);
 330         for (i = 0; i < nnal; i++) {
 331             /* Don't put the SEI in extradata. */
 332             if (nal[i].i_type == NAL_SEI) {
 333                 x4->sei = av_malloc( 5 + nal[i].i_payload * 4 / 3 );
 334                 if (xavs_nal_encode(x4->sei, &x4->sei_size, 1, nal + i) < 0)
 335                     return -1;
 336
 337                 continue;
 338             }
 339             size = xavs_nal_encode(p, &s, 1, nal + i);
 340             if (size < 0)
 341                 return -1;
 342             p += size;
 343         }
 344         avctx->extradata_size = p - avctx->extradata;
 345     }
 346     return 0;
 347 }
 348
 349 #define OFFSET(x) offsetof(XavsContext, x)
 350 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 351 static const AVOption options[] = {
 352     { "crf",           "Select the quality for constant quality mode",    OFFSET(crf),           AV_OPT_TYPE_FLOAT,  {-1 }, -1, FLT_MAX, VE },
 353     { "qp",            "Constant quantization parameter rate control method",OFFSET(cqp),        AV_OPT_TYPE_INT,    {-1 }, -1, INT_MAX, VE },
 354     { "b-bias",        "Influences how often B-frames are used",          OFFSET(b_bias),        AV_OPT_TYPE_INT,    {INT_MIN}, INT_MIN, INT_MAX, VE },
 355     { "cplxblur",      "Reduce fluctuations in QP (before curve compression)", OFFSET(cplxblur), AV_OPT_TYPE_FLOAT,  {-1 }, -1, FLT_MAX, VE},
 356     { "direct-pred",   "Direct MV prediction mode",                       OFFSET(direct_pred),   AV_OPT_TYPE_INT,    {-1 }, -1, INT_MAX, VE, "direct-pred" },
 357     { "none",          NULL,      0,    AV_OPT_TYPE_CONST, { XAVS_DIRECT_PRED_NONE },     0, 0, VE, "direct-pred" },
 358     { "spatial",       NULL,      0,    AV_OPT_TYPE_CONST, { XAVS_DIRECT_PRED_SPATIAL },  0, 0, VE, "direct-pred" },
 359     { "temporal",      NULL,      0,    AV_OPT_TYPE_CONST, { XAVS_DIRECT_PRED_TEMPORAL }, 0, 0, VE, "direct-pred" },
 360     { "auto",          NULL,      0,    AV_OPT_TYPE_CONST, { XAVS_DIRECT_PRED_AUTO },     0, 0, VE, "direct-pred" },
 361     { "aud",           "Use access unit delimiters.",                     OFFSET(aud),           AV_OPT_TYPE_INT,    {-1 }, -1, 1, VE},
 362     { "mbtree",        "Use macroblock tree ratecontrol.",                OFFSET(mbtree),        AV_OPT_TYPE_INT,    {-1 }, -1, 1, VE},
 363     { "mixed-refs",    "One reference per partition, as opposed to one reference per macroblock", OFFSET(mixed_refs), AV_OPT_TYPE_INT, {-1}, -1, 1, VE },
 364     { "fast-pskip",    NULL,                                              OFFSET(fast_pskip),    AV_OPT_TYPE_INT,    {-1 }, -1, 1, VE},
 365     { NULL },
 366 };
 367
 368 static const AVClass class = {
 369     .class_name = "libxavs",
 370     .item_name  = av_default_item_name,
 371     .option     = options,
 372     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 373 };
 374
 375 static const AVCodecDefault xavs_defaults[] = {
 376     { "b",                "0" },
 377     { NULL },
 378 };
 379
 380 AVCodec ff_libxavs_encoder = {
 381     .name           = "libxavs",
 382     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 383     .id             = CODEC_ID_CAVS,
 384     .priv_data_size = sizeof(XavsContext),
 385     .init           = XAVS_init,
 386     .encode         = XAVS_frame,
 387     .close          = XAVS_close,
 388     .capabilities   = CODEC_CAP_DELAY | CODEC_CAP_AUTO_THREADS,
 389     .pix_fmts       = (const enum PixelFormat[]) { PIX_FMT_YUV420P, PIX_FMT_NONE },
 390     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libxavs - the Chinese Audio Video Standard Encoder"),
 391     .priv_class     = &class,
 392     .defaults       = xavs_defaults,
 393 };