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     AVClass        *class;
  41     xavs_param_t    params;
  42     xavs_t         *enc;
  43     xavs_picture_t  pic;
  44     uint8_t        *sei;
  45     int             sei_size;
  46     AVFrame         out_pic;
  47     int             end_of_stream;
  48     float crf;
  49     int cqp;
  50     int b_bias;
  51     float cplxblur;
  52     int direct_pred;
  53     int aud;
  54     int fast_pskip;
  55     int mbtree;
  56     int mixed_refs;
  57 } XavsContext;
  58
  59 static void XAVS_log(void *p, int level, const char *fmt, va_list args)
  60 {
  61     static const int level_map[] = {
  62         [XAVS_LOG_ERROR]   = AV_LOG_ERROR,
  63         [XAVS_LOG_WARNING] = AV_LOG_WARNING,
  64         [XAVS_LOG_INFO]    = AV_LOG_INFO,
  65         [XAVS_LOG_DEBUG]   = AV_LOG_DEBUG
  66     };
  67
  68     if (level < 0 || level > XAVS_LOG_DEBUG)
  69         return;
  70
  71     av_vlog(p, level_map[level], fmt, args);
  72 }
  73
  74 static int encode_nals(AVCodecContext *ctx, uint8_t *buf,
  75                        int size, xavs_nal_t *nals,
  76                        int nnal, int skip_sei)
  77 {
  78     XavsContext *x4 = ctx->priv_data;
  79     uint8_t *p = buf;
  80     int i, s;
  81
  82     /* Write the SEI as part of the first frame. */
  83     if (x4->sei_size > 0 && nnal > 0) {
  84         memcpy(p, x4->sei, x4->sei_size);
  85         p += x4->sei_size;
  86         x4->sei_size = 0;
  87     }
  88
  89     for (i = 0; i < nnal; i++) {
  90         s = xavs_nal_encode(p, &size, 1, nals + i);
  91         if (s < 0)
  92             return -1;
  93         p += s;
  94     }
  95
  96     return p - buf;
  97 }
  98
  99 static int XAVS_frame(AVCodecContext *ctx, uint8_t *buf,
 100                       int bufsize, void *data)
 101 {
 102     XavsContext *x4 = ctx->priv_data;
 103     AVFrame *frame = data;
 104     xavs_nal_t *nal;
 105     int nnal, i;
 106     xavs_picture_t pic_out;
 107
 108     x4->pic.img.i_csp   = XAVS_CSP_I420;
 109     x4->pic.img.i_plane = 3;
 110
 111     if (frame) {
 112        for (i = 0; i < 3; i++) {
 113             x4->pic.img.plane[i] = frame->data[i];
 114             x4->pic.img.i_stride[i] = frame->linesize[i];
 115        }
 116
 117         x4->pic.i_pts  = frame->pts;
 118         x4->pic.i_type = XAVS_TYPE_AUTO;
 119     }
 120
 121     if (xavs_encoder_encode(x4->enc, &nal, &nnal,
 122                             frame? &x4->pic: NULL, &pic_out) < 0)
 123     return -1;
 124
 125     bufsize = encode_nals(ctx, buf, bufsize, nal, nnal, 0);
 126
 127     if (bufsize < 0)
 128         return -1;
 129
 130     if (!bufsize && !frame && !(x4->end_of_stream)){
 131         buf[bufsize]   = 0x0;
 132         buf[bufsize+1] = 0x0;
 133         buf[bufsize+2] = 0x01;
 134         buf[bufsize+3] = 0xb1;
 135         bufsize += 4;
 136         x4->end_of_stream = END_OF_STREAM;
 137         return bufsize;
 138     }
 139     /* FIXME: libxavs now provides DTS */
 140     /* but AVFrame doesn't have a field for it. */
 141     x4->out_pic.pts = pic_out.i_pts;
 142
 143     switch (pic_out.i_type) {
 144     case XAVS_TYPE_IDR:
 145     case XAVS_TYPE_I:
 146         x4->out_pic.pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
 147         break;
 148     case XAVS_TYPE_P:
 149         x4->out_pic.pict_type = AV_PICTURE_TYPE_P;
 150         break;
 151     case XAVS_TYPE_B:
 152     case XAVS_TYPE_BREF:
 153         x4->out_pic.pict_type = AV_PICTURE_TYPE_B;
 154         break;
 155     }
 156
 157     /* There is no IDR frame in AVS JiZhun */
 158     /* Sequence header is used as a flag */
 159     x4->out_pic.key_frame = pic_out.i_type == XAVS_TYPE_I;
 160
 161     x4->out_pic.quality   = (pic_out.i_qpplus1 - 1) * FF_QP2LAMBDA;
 162
 163     return bufsize;
 164 }
 165
 166 static av_cold int XAVS_close(AVCodecContext *avctx)
 167 {
 168     XavsContext *x4 = avctx->priv_data;
 169
 170     av_freep(&avctx->extradata);
 171     av_free(x4->sei);
 172
 173     if (x4->enc)
 174         xavs_encoder_close(x4->enc);
 175
 176     return 0;
 177 }
 178
 179 static av_cold int XAVS_init(AVCodecContext *avctx)
 180 {
 181     XavsContext *x4 = avctx->priv_data;
 182
 183     x4->sei_size = 0;
 184     xavs_param_default(&x4->params);
 185
 186     x4->params.pf_log               = XAVS_log;
 187     x4->params.p_log_private        = avctx;
 188     x4->params.i_keyint_max         = avctx->gop_size;
 189     if (avctx->bit_rate) {
 190         x4->params.rc.i_bitrate   = avctx->bit_rate / 1000;
 191         x4->params.rc.i_rc_method = XAVS_RC_ABR;
 192     }
 193     x4->params.rc.i_vbv_buffer_size = avctx->rc_buffer_size / 1000;
 194     x4->params.rc.i_vbv_max_bitrate = avctx->rc_max_rate    / 1000;
 195     x4->params.rc.b_stat_write      = avctx->flags & CODEC_FLAG_PASS1;
 196     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_PASS2) {
 197         x4->params.rc.b_stat_read = 1;
 198     } else {
 199         if (x4->crf >= 0) {
 200             x4->params.rc.i_rc_method   = XAVS_RC_CRF;
 201             x4->params.rc.f_rf_constant = x4->crf;
 202         } else if (x4->cqp >= 0) {
 203             x4->params.rc.i_rc_method   = XAVS_RC_CQP;
 204             x4->params.rc.i_qp_constant = x4->cqp;
 205         }
 206     }
 207
 208     if (x4->aud >= 0)
 209         x4->params.b_aud                      = x4->aud;
 210     if (x4->mbtree >= 0)
 211         x4->params.rc.b_mb_tree               = x4->mbtree;
 212     if (x4->direct_pred >= 0)
 213         x4->params.analyse.i_direct_mv_pred   = x4->direct_pred;
 214     if (x4->fast_pskip >= 0)
 215         x4->params.analyse.b_fast_pskip       = x4->fast_pskip;
 216     if (x4->mixed_refs >= 0)
 217         x4->params.analyse.b_mixed_references = x4->mixed_refs;
 218     if (x4->b_bias != INT_MIN)
 219         x4->params.i_bframe_bias              = x4->b_bias;
 220     if (x4->cplxblur >= 0)
 221         x4->params.rc.f_complexity_blur = x4->cplxblur;
 222
 223     x4->params.i_bframe          = avctx->max_b_frames;
 224     /* cabac is not included in AVS JiZhun Profile */
 225     x4->params.b_cabac           = 0;
 226
 227     x4->params.i_bframe_adaptive = avctx->b_frame_strategy;
 228
 229     avctx->has_b_frames          = !!avctx->max_b_frames;
 230
 231     /* AVS doesn't allow B picture as reference */
 232     /* The max allowed reference frame number of B is 2 */
 233     x4->params.i_keyint_min      = avctx->keyint_min;
 234     if (x4->params.i_keyint_min > x4->params.i_keyint_max)
 235         x4->params.i_keyint_min = x4->params.i_keyint_max;
 236
 237     x4->params.i_scenecut_threshold        = avctx->scenechange_threshold;
 238
 239    // x4->params.b_deblocking_filter       = avctx->flags & CODEC_FLAG_LOOP_FILTER;
 240
 241     x4->params.rc.i_qp_min                 = avctx->qmin;
 242     x4->params.rc.i_qp_max                 = avctx->qmax;
 243     x4->params.rc.i_qp_step                = avctx->max_qdiff;
 244
 245     x4->params.rc.f_qcompress       = avctx->qcompress; /* 0.0 => cbr, 1.0 => constant qp */
 246     x4->params.rc.f_qblur           = avctx->qblur;     /* temporally blur quants */
 247
 248     x4->params.i_frame_reference    = avctx->refs;
 249
 250     x4->params.i_width              = avctx->width;
 251     x4->params.i_height             = avctx->height;
 252     x4->params.vui.i_sar_width      = avctx->sample_aspect_ratio.num;
 253     x4->params.vui.i_sar_height     = avctx->sample_aspect_ratio.den;
 254     /* This is only used for counting the fps */
 255     x4->params.i_fps_num            = avctx->time_base.den;
 256     x4->params.i_fps_den            = avctx->time_base.num;
 257     x4->params.analyse.inter        = XAVS_ANALYSE_I8x8 |XAVS_ANALYSE_PSUB16x16| XAVS_ANALYSE_BSUB16x16;
 258
 259     switch (avctx->me_method) {
 260          case  ME_EPZS:
 261                x4->params.analyse.i_me_method = XAVS_ME_DIA;
 262                break;
 263          case  ME_HEX:
 264                x4->params.analyse.i_me_method = XAVS_ME_HEX;
 265                break;
 266          case  ME_UMH:
 267                x4->params.analyse.i_me_method = XAVS_ME_UMH;
 268                break;
 269          case  ME_FULL:
 270                x4->params.analyse.i_me_method = XAVS_ME_ESA;
 271                break;
 272          case  ME_TESA:
 273                x4->params.analyse.i_me_method = XAVS_ME_TESA;
 274                break;
 275          default:
 276                x4->params.analyse.i_me_method = XAVS_ME_HEX;
 277     }
 278
 279     x4->params.analyse.i_me_range = avctx->me_range;
 280     x4->params.analyse.i_subpel_refine    = avctx->me_subpel_quality;
 281
 282     x4->params.analyse.b_chroma_me        = avctx->me_cmp & FF_CMP_CHROMA;
 283     /* AVS P2 only enables 8x8 transform */
 284     x4->params.analyse.b_transform_8x8    = 1; //avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_8X8DCT;
 285
 286     x4->params.analyse.i_trellis          = avctx->trellis;
 287     x4->params.analyse.i_noise_reduction  = avctx->noise_reduction;
 288
 289     if (avctx->level > 0)
 290         x4->params.i_level_idc = avctx->level;
 291
 292     x4->params.rc.f_rate_tolerance =
 293         (float)avctx->bit_rate_tolerance/avctx->bit_rate;
 294
 295     if ((avctx->rc_buffer_size) &&
 296         (avctx->rc_initial_buffer_occupancy <= avctx->rc_buffer_size)) {
 297         x4->params.rc.f_vbv_buffer_init =
 298             (float)avctx->rc_initial_buffer_occupancy / avctx->rc_buffer_size;
 299     } else
 300         x4->params.rc.f_vbv_buffer_init = 0.9;
 301
 302     /* TAG:do we have MB tree RC method */
 303     /* what is the RC method we are now using? Default NO */
 304     x4->params.rc.f_ip_factor             = 1 / fabs(avctx->i_quant_factor);
 305     x4->params.rc.f_pb_factor             = avctx->b_quant_factor;
 306     x4->params.analyse.i_chroma_qp_offset = avctx->chromaoffset;
 307
 308     x4->params.analyse.b_psnr = avctx->flags & CODEC_FLAG_PSNR;
 309     x4->params.i_log_level    = XAVS_LOG_DEBUG;
 310     x4->params.i_threads      = avctx->thread_count;
 311     x4->params.b_interlaced   = avctx->flags & CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT;
 312
 313     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER)
 314         x4->params.b_repeat_headers = 0;
 315
 316     x4->enc = xavs_encoder_open(&x4->params);
 317     if (!x4->enc)
 318         return -1;
 319
 320     avctx->coded_frame = &x4->out_pic;
 321     /* TAG: Do we have GLOBAL HEADER in AVS */
 322     /* We Have PPS and SPS in AVS */
 323     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) {
 324         xavs_nal_t *nal;
 325         int nnal, s, i, size;
 326         uint8_t *p;
 327
 328         s = xavs_encoder_headers(x4->enc, &nal, &nnal);
 329
 330         avctx->extradata = p = av_malloc(s);
 331         for (i = 0; i < nnal; i++) {
 332             /* Don't put the SEI in extradata. */
 333             if (nal[i].i_type == NAL_SEI) {
 334                 x4->sei = av_malloc( 5 + nal[i].i_payload * 4 / 3 );
 335                 if (xavs_nal_encode(x4->sei, &x4->sei_size, 1, nal + i) < 0)
 336                     return -1;
 337
 338                 continue;
 339             }
 340             size = xavs_nal_encode(p, &s, 1, nal + i);
 341             if (size < 0)
 342                 return -1;
 343             p += size;
 344         }
 345         avctx->extradata_size = p - avctx->extradata;
 346     }
 347     return 0;
 348 }
 349
 350 #define OFFSET(x) offsetof(XavsContext, x)
 351 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 352 static const AVOption options[] = {
 353     { "crf",           "Select the quality for constant quality mode",    OFFSET(crf),           AV_OPT_TYPE_FLOAT,  {-1 }, -1, FLT_MAX, VE },
 354     { "qp",            "Constant quantization parameter rate control method",OFFSET(cqp),        AV_OPT_TYPE_INT,    {-1 }, -1, INT_MAX, VE },
 355     { "b-bias",        "Influences how often B-frames are used",          OFFSET(b_bias),        AV_OPT_TYPE_INT,    {INT_MIN}, INT_MIN, INT_MAX, VE },
 356     { "cplxblur",      "Reduce fluctuations in QP (before curve compression)", OFFSET(cplxblur), AV_OPT_TYPE_FLOAT,  {-1 }, -1, FLT_MAX, VE},
 357     { "direct-pred",   "Direct MV prediction mode",                       OFFSET(direct_pred),   AV_OPT_TYPE_INT,    {-1 }, -1, INT_MAX, VE, "direct-pred" },
 358     { "none",          NULL,      0,    AV_OPT_TYPE_CONST, { XAVS_DIRECT_PRED_NONE },     0, 0, VE, "direct-pred" },
 359     { "spatial",       NULL,      0,    AV_OPT_TYPE_CONST, { XAVS_DIRECT_PRED_SPATIAL },  0, 0, VE, "direct-pred" },
 360     { "temporal",      NULL,      0,    AV_OPT_TYPE_CONST, { XAVS_DIRECT_PRED_TEMPORAL }, 0, 0, VE, "direct-pred" },
 361     { "auto",          NULL,      0,    AV_OPT_TYPE_CONST, { XAVS_DIRECT_PRED_AUTO },     0, 0, VE, "direct-pred" },
 362     { "aud",           "Use access unit delimiters.",                     OFFSET(aud),           AV_OPT_TYPE_INT,    {-1 }, -1, 1, VE},
 363     { "mbtree",        "Use macroblock tree ratecontrol.",                OFFSET(mbtree),        AV_OPT_TYPE_INT,    {-1 }, -1, 1, VE},
 364     { "mixed-refs",    "One reference per partition, as opposed to one reference per macroblock", OFFSET(mixed_refs), AV_OPT_TYPE_INT, {-1}, -1, 1, VE },
 365     { "fast-pskip",    NULL,                                              OFFSET(fast_pskip),    AV_OPT_TYPE_INT,    {-1 }, -1, 1, VE},
 366     { NULL },
 367 };
 368
 369 static const AVClass class = {
 370     .class_name = "libxavs",
 371     .item_name  = av_default_item_name,
 372     .option     = options,
 373     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 374 };
 375
 376 static const AVCodecDefault xavs_defaults[] = {
 377     { "b",                "0" },
 378     { NULL },
 379 };
 380
 381 AVCodec ff_libxavs_encoder = {
 382     .name           = "libxavs",
 383     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 384     .id             = CODEC_ID_CAVS,
 385     .priv_data_size = sizeof(XavsContext),
 386     .init           = XAVS_init,
 387     .encode         = XAVS_frame,
 388     .close          = XAVS_close,
 389     .capabilities   = CODEC_CAP_DELAY | CODEC_CAP_AUTO_THREADS,
 390     .pix_fmts       = (const enum PixelFormat[]) { PIX_FMT_YUV420P, PIX_FMT_NONE },
 391     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libxavs - the Chinese Audio Video Standard Encoder"),
 392     .priv_class     = &class,
 393     .defaults       = xavs_defaults,
 394 };