git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/mpegvideo.h

   1 /*
   2  * Generic DCT based hybrid video encoder
   3  * Copyright (c) 2000, 2001, 2002 Fabrice Bellard
   4  * Copyright (c) 2002-2004 Michael Niedermayer
   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  * mpegvideo header.
  26  */
  27
  28 #ifndef AVCODEC_MPEGVIDEO_H
  29 #define AVCODEC_MPEGVIDEO_H
  30
  31 #include "avcodec.h"
  32 #include "blockdsp.h"
  33 #include "error_resilience.h"
  34 #include "fdctdsp.h"
  35 #include "get_bits.h"
  36 #include "h264chroma.h"
  37 #include "h263dsp.h"
  38 #include "hpeldsp.h"
  39 #include "idctdsp.h"
  40 #include "me_cmp.h"
  41 #include "mpegvideodsp.h"
  42 #include "mpegvideoencdsp.h"
  43 #include "pixblockdsp.h"
  44 #include "put_bits.h"
  45 #include "ratecontrol.h"
  46 #include "parser.h"
  47 #include "mpeg12data.h"
  48 #include "qpeldsp.h"
  49 #include "rl.h"
  50 #include "thread.h"
  51 #include "videodsp.h"
  52
  53 #include "libavutil/opt.h"
  54 #include "libavutil/timecode.h"
  55
  56 #define FRAME_SKIPPED 100 ///< return value for header parsers if frame is not coded
  57
  58 enum OutputFormat {
  59     FMT_MPEG1,
  60     FMT_H261,
  61     FMT_H263,
  62     FMT_MJPEG,
  63 };
  64
  65 #define MPEG_BUF_SIZE (16 * 1024)
  66
  67 #define QMAT_SHIFT_MMX 16
  68 #define QMAT_SHIFT 21
  69
  70 #define MAX_FCODE 7
  71 #define MAX_MV 4096
  72
  73 #define MAX_THREADS 32
  74 #define MAX_PICTURE_COUNT 36
  75
  76 #define MAX_B_FRAMES 16
  77
  78 #define ME_MAP_SIZE 64
  79 #define ME_MAP_SHIFT 3
  80 #define ME_MAP_MV_BITS 11
  81
  82 #define MAX_MB_BYTES (30*16*16*3/8 + 120)
  83
  84 #define INPLACE_OFFSET 16
  85
  86 #define EDGE_WIDTH 16
  87
  88 /* Start codes. */
  89 #define SEQ_END_CODE            0x000001b7
  90 #define SEQ_START_CODE          0x000001b3
  91 #define GOP_START_CODE          0x000001b8
  92 #define PICTURE_START_CODE      0x00000100
  93 #define SLICE_MIN_START_CODE    0x00000101
  94 #define SLICE_MAX_START_CODE    0x000001af
  95 #define EXT_START_CODE          0x000001b5
  96 #define USER_START_CODE         0x000001b2
  97
  98 /* encoding scans */
  99 extern const uint8_t ff_alternate_horizontal_scan[64];
 100 extern const uint8_t ff_alternate_vertical_scan[64];
 101
 102 struct MpegEncContext;
 103
 104 /**
 105  * Picture.
 106  */
 107 typedef struct Picture{
 108     struct AVFrame *f;
 109     ThreadFrame tf;
 110
 111     AVBufferRef *qscale_table_buf;
 112     int8_t *qscale_table;
 113
 114     AVBufferRef *motion_val_buf[2];
 115     int16_t (*motion_val[2])[2];
 116
 117     AVBufferRef *mb_type_buf;
 118     uint32_t *mb_type;          ///< types and macros are defined in mpegutils.h
 119
 120     AVBufferRef *mbskip_table_buf;
 121     uint8_t *mbskip_table;
 122
 123     AVBufferRef *ref_index_buf[2];
 124     int8_t *ref_index[2];
 125
 126     AVBufferRef *mb_var_buf;
 127     uint16_t *mb_var;           ///< Table for MB variances
 128
 129     AVBufferRef *mc_mb_var_buf;
 130     uint16_t *mc_mb_var;        ///< Table for motion compensated MB variances
 131
 132     int alloc_mb_width;         ///< mb_width used to allocate tables
 133     int alloc_mb_height;        ///< mb_height used to allocate tables
 134
 135     AVBufferRef *mb_mean_buf;
 136     uint8_t *mb_mean;           ///< Table for MB luminance
 137
 138     AVBufferRef *hwaccel_priv_buf;
 139     /**
 140      * hardware accelerator private data
 141      */
 142     void *hwaccel_picture_private;
 143
 144     int field_picture;          ///< whether or not the picture was encoded in separate fields
 145
 146     int64_t mb_var_sum;         ///< sum of MB variance for current frame
 147     int64_t mc_mb_var_sum;      ///< motion compensated MB variance for current frame
 148
 149     int b_frame_score;
 150     int needs_realloc;          ///< Picture needs to be reallocated (eg due to a frame size change)
 151
 152     int reference;
 153     int shared;
 154
 155     uint64_t error[AV_NUM_DATA_POINTERS];
 156 } Picture;
 157
 158 /**
 159  * Motion estimation context.
 160  */
 161 typedef struct MotionEstContext{
 162     AVCodecContext *avctx;
 163     int skip;                          ///< set if ME is skipped for the current MB
 164     int co_located_mv[4][2];           ///< mv from last P-frame for direct mode ME
 165     int direct_basis_mv[4][2];
 166     uint8_t *scratchpad;               ///< data area for the ME algo, so that the ME does not need to malloc/free
 167     uint8_t *best_mb;
 168     uint8_t *temp_mb[2];
 169     uint8_t *temp;
 170     int best_bits;
 171     uint32_t *map;                     ///< map to avoid duplicate evaluations
 172     uint32_t *score_map;               ///< map to store the scores
 173     unsigned map_generation;
 174     int pre_penalty_factor;
 175     int penalty_factor;                /**< an estimate of the bits required to
 176                                         code a given mv value, e.g. (1,0) takes
 177                                         more bits than (0,0). We have to
 178                                         estimate whether any reduction in
 179                                         residual is worth the extra bits. */
 180     int sub_penalty_factor;
 181     int mb_penalty_factor;
 182     int flags;
 183     int sub_flags;
 184     int mb_flags;
 185     int pre_pass;                      ///< = 1 for the pre pass
 186     int dia_size;
 187     int xmin;
 188     int xmax;
 189     int ymin;
 190     int ymax;
 191     int pred_x;
 192     int pred_y;
 193     uint8_t *src[4][4];
 194     uint8_t *ref[4][4];
 195     int stride;
 196     int uvstride;
 197     /* temp variables for picture complexity calculation */
 198     int64_t mc_mb_var_sum_temp;
 199     int64_t mb_var_sum_temp;
 200     int scene_change_score;
 201 /*    cmp, chroma_cmp;*/
 202     op_pixels_func (*hpel_put)[4];
 203     op_pixels_func (*hpel_avg)[4];
 204     qpel_mc_func (*qpel_put)[16];
 205     qpel_mc_func (*qpel_avg)[16];
 206     uint8_t (*mv_penalty)[MAX_MV*2+1];  ///< amount of bits needed to encode a MV
 207     uint8_t *current_mv_penalty;
 208     int (*sub_motion_search)(struct MpegEncContext * s,
 209                                   int *mx_ptr, int *my_ptr, int dmin,
 210                                   int src_index, int ref_index,
 211                                   int size, int h);
 212 }MotionEstContext;
 213
 214 /**
 215  * MpegEncContext.
 216  */
 217 typedef struct MpegEncContext {
 218     AVClass *class;
 219
 220     int y_dc_scale, c_dc_scale;
 221     int ac_pred;
 222     int block_last_index[12];  ///< last non zero coefficient in block
 223     int h263_aic;              ///< Advanded INTRA Coding (AIC)
 224
 225     /* scantables */
 226     ScanTable inter_scantable; ///< if inter == intra then intra should be used to reduce tha cache usage
 227     ScanTable intra_scantable;
 228     ScanTable intra_h_scantable;
 229     ScanTable intra_v_scantable;
 230
 231     /* WARNING: changes above this line require updates to hardcoded
 232      *          offsets used in asm. */
 233
 234     struct AVCodecContext *avctx;
 235     /* the following parameters must be initialized before encoding */
 236     int width, height;///< picture size. must be a multiple of 16
 237     int gop_size;
 238     int intra_only;   ///< if true, only intra pictures are generated
 239     int bit_rate;     ///< wanted bit rate
 240     enum OutputFormat out_format; ///< output format
 241     int h263_pred;    ///< use mpeg4/h263 ac/dc predictions
 242     int pb_frame;     ///< PB frame mode (0 = none, 1 = base, 2 = improved)
 243
 244 /* the following codec id fields are deprecated in favor of codec_id */
 245     int h263_plus;    ///< h263 plus headers
 246     int h263_flv;     ///< use flv h263 header
 247
 248     enum AVCodecID codec_id;     /* see AV_CODEC_ID_xxx */
 249     int fixed_qscale; ///< fixed qscale if non zero
 250     int encoding;     ///< true if we are encoding (vs decoding)
 251     int flags;        ///< AVCodecContext.flags (HQ, MV4, ...)
 252     int flags2;       ///< AVCodecContext.flags2
 253     int max_b_frames; ///< max number of b-frames for encoding
 254     int luma_elim_threshold;
 255     int chroma_elim_threshold;
 256     int strict_std_compliance; ///< strictly follow the std (MPEG4, ...)
 257     int workaround_bugs;       ///< workaround bugs in encoders which cannot be detected automatically
 258     int codec_tag;             ///< internal codec_tag upper case converted from avctx codec_tag
 259     int stream_codec_tag;      ///< internal stream_codec_tag upper case converted from avctx stream_codec_tag
 260     /* the following fields are managed internally by the encoder */
 261
 262     /* sequence parameters */
 263     int context_initialized;
 264     int input_picture_number;  ///< used to set pic->display_picture_number, should not be used for/by anything else
 265     int coded_picture_number;  ///< used to set pic->coded_picture_number, should not be used for/by anything else
 266     int picture_number;       //FIXME remove, unclear definition
 267     int picture_in_gop_number; ///< 0-> first pic in gop, ...
 268     int mb_width, mb_height;   ///< number of MBs horizontally & vertically
 269     int mb_stride;             ///< mb_width+1 used for some arrays to allow simple addressing of left & top MBs without sig11
 270     int b8_stride;             ///< 2*mb_width+1 used for some 8x8 block arrays to allow simple addressing
 271     int h_edge_pos, v_edge_pos;///< horizontal / vertical position of the right/bottom edge (pixel replication)
 272     int mb_num;                ///< number of MBs of a picture
 273     ptrdiff_t linesize;        ///< line size, in bytes, may be different from width
 274     ptrdiff_t uvlinesize;      ///< line size, for chroma in bytes, may be different from width
 275     Picture *picture;          ///< main picture buffer
 276     Picture **input_picture;   ///< next pictures on display order for encoding
 277     Picture **reordered_input_picture; ///< pointer to the next pictures in codedorder for encoding
 278
 279     int64_t user_specified_pts; ///< last non-zero pts from AVFrame which was passed into avcodec_encode_video2()
 280     /**
 281      * pts difference between the first and second input frame, used for
 282      * calculating dts of the first frame when there's a delay */
 283     int64_t dts_delta;
 284     /**
 285      * reordered pts to be used as dts for the next output frame when there's
 286      * a delay */
 287     int64_t reordered_pts;
 288
 289     /** bit output */
 290     PutBitContext pb;
 291
 292     int start_mb_y;            ///< start mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
 293     int end_mb_y;              ///< end   mb_y of this thread (so current thread should process start_mb_y <= row < end_mb_y)
 294     struct MpegEncContext *thread_context[MAX_THREADS];
 295     int slice_context_count;   ///< number of used thread_contexts
 296
 297     /**
 298      * copy of the previous picture structure.
 299      * note, linesize & data, might not match the previous picture (for field pictures)
 300      */
 301     Picture last_picture;
 302
 303     /**
 304      * copy of the next picture structure.
 305      * note, linesize & data, might not match the next picture (for field pictures)
 306      */
 307     Picture next_picture;
 308
 309     /**
 310      * copy of the source picture structure for encoding.
 311      * note, linesize & data, might not match the source picture (for field pictures)
 312      */
 313     Picture new_picture;
 314
 315     /**
 316      * copy of the current picture structure.
 317      * note, linesize & data, might not match the current picture (for field pictures)
 318      */
 319     Picture current_picture;    ///< buffer to store the decompressed current picture
 320
 321     Picture *last_picture_ptr;     ///< pointer to the previous picture.
 322     Picture *next_picture_ptr;     ///< pointer to the next picture (for bidir pred)
 323     Picture *current_picture_ptr;  ///< pointer to the current picture
 324     int last_dc[3];                ///< last DC values for MPEG1
 325     int16_t *dc_val_base;
 326     int16_t *dc_val[3];            ///< used for mpeg4 DC prediction, all 3 arrays must be continuous
 327     const uint8_t *y_dc_scale_table;     ///< qscale -> y_dc_scale table
 328     const uint8_t *c_dc_scale_table;     ///< qscale -> c_dc_scale table
 329     const uint8_t *chroma_qscale_table;  ///< qscale -> chroma_qscale (h263)
 330     uint8_t *coded_block_base;
 331     uint8_t *coded_block;          ///< used for coded block pattern prediction (msmpeg4v3, wmv1)
 332     int16_t (*ac_val_base)[16];
 333     int16_t (*ac_val[3])[16];      ///< used for mpeg4 AC prediction, all 3 arrays must be continuous
 334     int mb_skipped;                ///< MUST BE SET only during DECODING
 335     uint8_t *mbskip_table;        /**< used to avoid copy if macroblock skipped (for black regions for example)
 336                                    and used for b-frame encoding & decoding (contains skip table of next P Frame) */
 337     uint8_t *mbintra_table;       ///< used to avoid setting {ac, dc, cbp}-pred stuff to zero on inter MB decoding
 338     uint8_t *cbp_table;           ///< used to store cbp, ac_pred for partitioned decoding
 339     uint8_t *pred_dir_table;      ///< used to store pred_dir for partitioned decoding
 340     uint8_t *edge_emu_buffer;     ///< temporary buffer for if MVs point to out-of-frame data
 341     uint8_t *rd_scratchpad;       ///< scratchpad for rate distortion mb decision
 342     uint8_t *obmc_scratchpad;
 343     uint8_t *b_scratchpad;        ///< scratchpad used for writing into write only buffers
 344
 345     int qscale;                 ///< QP
 346     int chroma_qscale;          ///< chroma QP
 347     unsigned int lambda;        ///< lagrange multipler used in rate distortion
 348     unsigned int lambda2;       ///< (lambda*lambda) >> FF_LAMBDA_SHIFT
 349     int *lambda_table;
 350     int adaptive_quant;         ///< use adaptive quantization
 351     int dquant;                 ///< qscale difference to prev qscale
 352     int closed_gop;             ///< MPEG1/2 GOP is closed
 353     int pict_type;              ///< AV_PICTURE_TYPE_I, AV_PICTURE_TYPE_P, AV_PICTURE_TYPE_B, ...
 354     int vbv_delay;
 355     int last_pict_type; //FIXME removes
 356     int last_non_b_pict_type;   ///< used for mpeg4 gmc b-frames & ratecontrol
 357     int droppable;
 358     int frame_rate_index;
 359     AVRational mpeg2_frame_rate_ext;
 360     int last_lambda_for[5];     ///< last lambda for a specific pict type
 361     int skipdct;                ///< skip dct and code zero residual
 362
 363     /* motion compensation */
 364     int unrestricted_mv;        ///< mv can point outside of the coded picture
 365     int h263_long_vectors;      ///< use horrible h263v1 long vector mode
 366
 367     BlockDSPContext bdsp;
 368     FDCTDSPContext fdsp;
 369     H264ChromaContext h264chroma;
 370     HpelDSPContext hdsp;
 371     IDCTDSPContext idsp;
 372     MECmpContext mecc;
 373     MpegVideoDSPContext mdsp;
 374     MpegvideoEncDSPContext mpvencdsp;
 375     PixblockDSPContext pdsp;
 376     QpelDSPContext qdsp;
 377     VideoDSPContext vdsp;
 378     H263DSPContext h263dsp;
 379     int f_code;                 ///< forward MV resolution
 380     int b_code;                 ///< backward MV resolution for B Frames (mpeg4)
 381     int16_t (*p_mv_table_base)[2];
 382     int16_t (*b_forw_mv_table_base)[2];
 383     int16_t (*b_back_mv_table_base)[2];
 384     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table_base)[2];
 385     int16_t (*b_bidir_back_mv_table_base)[2];
 386     int16_t (*b_direct_mv_table_base)[2];
 387     int16_t (*p_field_mv_table_base[2][2])[2];
 388     int16_t (*b_field_mv_table_base[2][2][2])[2];
 389     int16_t (*p_mv_table)[2];            ///< MV table (1MV per MB) p-frame encoding
 390     int16_t (*b_forw_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) forward mode b-frame encoding
 391     int16_t (*b_back_mv_table)[2];       ///< MV table (1MV per MB) backward mode b-frame encoding
 392     int16_t (*b_bidir_forw_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
 393     int16_t (*b_bidir_back_mv_table)[2]; ///< MV table (1MV per MB) bidir mode b-frame encoding
 394     int16_t (*b_direct_mv_table)[2];     ///< MV table (1MV per MB) direct mode b-frame encoding
 395     int16_t (*p_field_mv_table[2][2])[2];   ///< MV table (2MV per MB) interlaced p-frame encoding
 396     int16_t (*b_field_mv_table[2][2][2])[2];///< MV table (4MV per MB) interlaced b-frame encoding
 397     uint8_t (*p_field_select_table[2]);
 398     uint8_t (*b_field_select_table[2][2]);
 399     int me_method;                       ///< ME algorithm
 400     int mv_dir;
 401 #define MV_DIR_FORWARD   1
 402 #define MV_DIR_BACKWARD  2
 403 #define MV_DIRECT        4 ///< bidirectional mode where the difference equals the MV of the last P/S/I-Frame (mpeg4)
 404     int mv_type;
 405 #define MV_TYPE_16X16       0   ///< 1 vector for the whole mb
 406 #define MV_TYPE_8X8         1   ///< 4 vectors (h263, mpeg4 4MV)
 407 #define MV_TYPE_16X8        2   ///< 2 vectors, one per 16x8 block
 408 #define MV_TYPE_FIELD       3   ///< 2 vectors, one per field
 409 #define MV_TYPE_DMV         4   ///< 2 vectors, special mpeg2 Dual Prime Vectors
 410     /**motion vectors for a macroblock
 411        first coordinate : 0 = forward 1 = backward
 412        second "         : depend on type
 413        third  "         : 0 = x, 1 = y
 414     */
 415     int mv[2][4][2];
 416     int field_select[2][2];
 417     int last_mv[2][2][2];             ///< last MV, used for MV prediction in MPEG1 & B-frame MPEG4
 418     uint8_t *fcode_tab;               ///< smallest fcode needed for each MV
 419     int16_t direct_scale_mv[2][64];   ///< precomputed to avoid divisions in ff_mpeg4_set_direct_mv
 420
 421     MotionEstContext me;
 422
 423     int no_rounding;  /**< apply no rounding to motion compensation (MPEG4, msmpeg4, ...)
 424                         for b-frames rounding mode is always 0 */
 425
 426     /* macroblock layer */
 427     int mb_x, mb_y;
 428     int mb_skip_run;
 429     int mb_intra;
 430     uint16_t *mb_type;  ///< Table for candidate MB types for encoding (defines in mpegutils.h)
 431
 432     int block_index[6]; ///< index to current MB in block based arrays with edges
 433     int block_wrap[6];
 434     uint8_t *dest[3];
 435
 436     int *mb_index2xy;        ///< mb_index -> mb_x + mb_y*mb_stride
 437
 438     /** matrix transmitted in the bitstream */
 439     uint16_t intra_matrix[64];
 440     uint16_t chroma_intra_matrix[64];
 441     uint16_t inter_matrix[64];
 442     uint16_t chroma_inter_matrix[64];
 443 #define QUANT_BIAS_SHIFT 8
 444     int intra_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
 445     int inter_quant_bias;    ///< bias for the quantizer
 446     int min_qcoeff;          ///< minimum encodable coefficient
 447     int max_qcoeff;          ///< maximum encodable coefficient
 448     int ac_esc_length;       ///< num of bits needed to encode the longest esc
 449     uint8_t *intra_ac_vlc_length;
 450     uint8_t *intra_ac_vlc_last_length;
 451     uint8_t *inter_ac_vlc_length;
 452     uint8_t *inter_ac_vlc_last_length;
 453     uint8_t *luma_dc_vlc_length;
 454 #define UNI_AC_ENC_INDEX(run,level) ((run)*128 + (level))
 455
 456     int coded_score[12];
 457
 458     /** precomputed matrix (combine qscale and DCT renorm) */
 459     int (*q_intra_matrix)[64];
 460     int (*q_chroma_intra_matrix)[64];
 461     int (*q_inter_matrix)[64];
 462     /** identical to the above but for MMX & these are not permutated, second 64 entries are bias*/
 463     uint16_t (*q_intra_matrix16)[2][64];
 464     uint16_t (*q_chroma_intra_matrix16)[2][64];
 465     uint16_t (*q_inter_matrix16)[2][64];
 466
 467     /* noise reduction */
 468     int (*dct_error_sum)[64];
 469     int dct_count[2];
 470     uint16_t (*dct_offset)[64];
 471
 472     void *opaque;              ///< private data for the user
 473
 474     /* bit rate control */
 475     int64_t total_bits;
 476     int frame_bits;                ///< bits used for the current frame
 477     int stuffing_bits;             ///< bits used for stuffing
 478     int next_lambda;               ///< next lambda used for retrying to encode a frame
 479     RateControlContext rc_context; ///< contains stuff only accessed in ratecontrol.c
 480
 481     /* statistics, used for 2-pass encoding */
 482     int mv_bits;
 483     int header_bits;
 484     int i_tex_bits;
 485     int p_tex_bits;
 486     int i_count;
 487     int f_count;
 488     int b_count;
 489     int skip_count;
 490     int misc_bits; ///< cbp, mb_type
 491     int last_bits; ///< temp var used for calculating the above vars
 492
 493     /* error concealment / resync */
 494     int resync_mb_x;                 ///< x position of last resync marker
 495     int resync_mb_y;                 ///< y position of last resync marker
 496     GetBitContext last_resync_gb;    ///< used to search for the next resync marker
 497     int mb_num_left;                 ///< number of MBs left in this video packet (for partitioned Slices only)
 498     int next_p_frame_damaged;        ///< set if the next p frame is damaged, to avoid showing trashed b frames
 499     int err_recognition;
 500
 501     ParseContext parse_context;
 502
 503     /* H.263 specific */
 504     int gob_index;
 505     int obmc;                       ///< overlapped block motion compensation
 506     int mb_info;                    ///< interval for outputting info about mb offsets as side data
 507     int prev_mb_info, last_mb_info;
 508     uint8_t *mb_info_ptr;
 509     int mb_info_size;
 510     int ehc_mode;
 511
 512     /* H.263+ specific */
 513     int umvplus;                    ///< == H263+ && unrestricted_mv
 514     int h263_aic_dir;               ///< AIC direction: 0 = left, 1 = top
 515     int h263_slice_structured;
 516     int alt_inter_vlc;              ///< alternative inter vlc
 517     int modified_quant;
 518     int loop_filter;
 519     int custom_pcf;
 520
 521     /* mpeg4 specific */
 522     ///< number of bits to represent the fractional part of time (encoder only)
 523     int time_increment_bits;
 524     int last_time_base;
 525     int time_base;                  ///< time in seconds of last I,P,S Frame
 526     int64_t time;                   ///< time of current frame
 527     int64_t last_non_b_time;
 528     uint16_t pp_time;               ///< time distance between the last 2 p,s,i frames
 529     uint16_t pb_time;               ///< time distance between the last b and p,s,i frame
 530     uint16_t pp_field_time;
 531     uint16_t pb_field_time;         ///< like above, just for interlaced
 532     int real_sprite_warping_points;
 533     int sprite_offset[2][2];         ///< sprite offset[isChroma][isMVY]
 534     int sprite_delta[2][2];          ///< sprite_delta [isY][isMVY]
 535     int mcsel;
 536     int quant_precision;
 537     int quarter_sample;              ///< 1->qpel, 0->half pel ME/MC
 538     int aspect_ratio_info; //FIXME remove
 539     int sprite_warping_accuracy;
 540     int data_partitioning;           ///< data partitioning flag from header
 541     int partitioned_frame;           ///< is current frame partitioned
 542     int low_delay;                   ///< no reordering needed / has no b-frames
 543     int vo_type;
 544     int vol_control_parameters;      ///< does the stream contain the low_delay flag, used to workaround buggy encoders
 545     PutBitContext tex_pb;            ///< used for data partitioned VOPs
 546     PutBitContext pb2;               ///< used for data partitioned VOPs
 547     int mpeg_quant;
 548     int padding_bug_score;             ///< used to detect the VERY common padding bug in MPEG4
 549
 550     /* divx specific, used to workaround (many) bugs in divx5 */
 551     int divx_packed;
 552     uint8_t *bitstream_buffer; //Divx 5.01 puts several frames in a single one, this is used to reorder them
 553     int bitstream_buffer_size;
 554     unsigned int allocated_bitstream_buffer_size;
 555
 556     /* RV10 specific */
 557     int rv10_version; ///< RV10 version: 0 or 3
 558     int rv10_first_dc_coded[3];
 559
 560     /* MJPEG specific */
 561     struct MJpegContext *mjpeg_ctx;
 562     int esc_pos;
 563
 564     /* MSMPEG4 specific */
 565     int mv_table_index;
 566     int rl_table_index;
 567     int rl_chroma_table_index;
 568     int dc_table_index;
 569     int use_skip_mb_code;
 570     int slice_height;      ///< in macroblocks
 571     int first_slice_line;  ///< used in mpeg4 too to handle resync markers
 572     int flipflop_rounding;
 573     int msmpeg4_version;   ///< 0=not msmpeg4, 1=mp41, 2=mp42, 3=mp43/divx3 4=wmv1/7 5=wmv2/8
 574     int per_mb_rl_table;
 575     int esc3_level_length;
 576     int esc3_run_length;
 577     /** [mb_intra][isChroma][level][run][last] */
 578     int (*ac_stats)[2][MAX_LEVEL+1][MAX_RUN+1][2];
 579     int inter_intra_pred;
 580     int mspel;
 581
 582     /* decompression specific */
 583     GetBitContext gb;
 584
 585     /* Mpeg1 specific */
 586     int gop_picture_number;  ///< index of the first picture of a GOP based on fake_pic_num & mpeg1 specific
 587     int last_mv_dir;         ///< last mv_dir, used for b frame encoding
 588     uint8_t *vbv_delay_ptr;  ///< pointer to vbv_delay in the bitstream
 589
 590     /* MPEG-2-specific - I wished not to have to support this mess. */
 591     int progressive_sequence;
 592     int mpeg_f_code[2][2];
 593
 594     // picture structure defines are loaded from mpegutils.h
 595     int picture_structure;
 596
 597     int intra_dc_precision;
 598     int frame_pred_frame_dct;
 599     int top_field_first;
 600     int concealment_motion_vectors;
 601     int q_scale_type;
 602     int intra_vlc_format;
 603     int alternate_scan;
 604     int seq_disp_ext;
 605     int repeat_first_field;
 606     int chroma_420_type;
 607     int chroma_format;
 608 #define CHROMA_420 1
 609 #define CHROMA_422 2
 610 #define CHROMA_444 3
 611     int chroma_x_shift;//depend on pix_format, that depend on chroma_format
 612     int chroma_y_shift;
 613
 614     int progressive_frame;
 615     int full_pel[2];
 616     int interlaced_dct;
 617     int first_field;         ///< is 1 for the first field of a field picture 0 otherwise
 618     int drop_frame_timecode; ///< timecode is in drop frame format.
 619     int scan_offset;         ///< reserve space for SVCD scan offset user data.
 620
 621     /* RTP specific */
 622     int rtp_mode;
 623
 624     char *tc_opt_str;        ///< timecode option string
 625     AVTimecode tc;           ///< timecode context
 626
 627     uint8_t *ptr_lastgob;
 628     int swap_uv;             //vcr2 codec is an MPEG-2 variant with U and V swapped
 629     int pack_pblocks;        //xvmc needs to keep blocks without gaps.
 630     int16_t (*pblocks[12])[64];
 631
 632     int16_t (*block)[64]; ///< points to one of the following blocks
 633     int16_t (*blocks)[12][64]; // for HQ mode we need to keep the best block
 634     int (*decode_mb)(struct MpegEncContext *s, int16_t block[6][64]); // used by some codecs to avoid a switch()
 635 #define SLICE_OK         0
 636 #define SLICE_ERROR     -1
 637 #define SLICE_END       -2 ///<end marker found
 638 #define SLICE_NOEND     -3 ///<no end marker or error found but mb count exceeded
 639
 640     void (*dct_unquantize_mpeg1_intra)(struct MpegEncContext *s,
 641                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 642     void (*dct_unquantize_mpeg1_inter)(struct MpegEncContext *s,
 643                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 644     void (*dct_unquantize_mpeg2_intra)(struct MpegEncContext *s,
 645                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 646     void (*dct_unquantize_mpeg2_inter)(struct MpegEncContext *s,
 647                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 648     void (*dct_unquantize_h263_intra)(struct MpegEncContext *s,
 649                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 650     void (*dct_unquantize_h263_inter)(struct MpegEncContext *s,
 651                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 652     void (*dct_unquantize_h261_intra)(struct MpegEncContext *s,
 653                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 654     void (*dct_unquantize_h261_inter)(struct MpegEncContext *s,
 655                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 656     void (*dct_unquantize_intra)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
 657                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 658     void (*dct_unquantize_inter)(struct MpegEncContext *s, // unquantizer to use (mpeg4 can use both)
 659                            int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale);
 660     int (*dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
 661     int (*fast_dct_quantize)(struct MpegEncContext *s, int16_t *block/*align 16*/, int n, int qscale, int *overflow);
 662     void (*denoise_dct)(struct MpegEncContext *s, int16_t *block);
 663
 664     int mpv_flags;      ///< flags set by private options
 665     int quantizer_noise_shaping;
 666
 667     /* temp buffers for rate control */
 668     float *cplx_tab, *bits_tab;
 669
 670     /* flag to indicate a reinitialization is required, e.g. after
 671      * a frame size change */
 672     int context_reinit;
 673
 674     ERContext er;
 675
 676     int error_rate;
 677
 678     /* temporary frames used by b_frame_strategy = 2 */
 679     AVFrame *tmp_frames[MAX_B_FRAMES + 2];
 680 } MpegEncContext;
 681
 682 #define REBASE_PICTURE(pic, new_ctx, old_ctx)             \
 683     ((pic && pic >= old_ctx->picture &&                   \
 684       pic < old_ctx->picture + MAX_PICTURE_COUNT) ?  \
 685         &new_ctx->picture[pic - old_ctx->picture] : NULL)
 686
 687 /* mpegvideo_enc common options */
 688 #define FF_MPV_FLAG_SKIP_RD      0x0001
 689 #define FF_MPV_FLAG_STRICT_GOP   0x0002
 690 #define FF_MPV_FLAG_QP_RD        0x0004
 691 #define FF_MPV_FLAG_CBP_RD       0x0008
 692 #define FF_MPV_FLAG_NAQ          0x0010
 693 #define FF_MPV_FLAG_MV0          0x0020
 694
 695 #define FF_MPV_OFFSET(x) offsetof(MpegEncContext, x)
 696 #define FF_MPV_OPT_FLAGS (AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM)
 697 #define FF_MPV_COMMON_OPTS \
 698 { "mpv_flags",      "Flags common for all mpegvideo-based encoders.", FF_MPV_OFFSET(mpv_flags), AV_OPT_TYPE_FLAGS, { .i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS, "mpv_flags" },\
 699 { "skip_rd",        "RD optimal MB level residual skipping", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FF_MPV_FLAG_SKIP_RD },    0, 0, FF_MPV_OPT_FLAGS, "mpv_flags" },\
 700 { "strict_gop",     "Strictly enforce gop size",             0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FF_MPV_FLAG_STRICT_GOP }, 0, 0, FF_MPV_OPT_FLAGS, "mpv_flags" },\
 701 { "qp_rd",          "Use rate distortion optimization for qp selection", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FF_MPV_FLAG_QP_RD },  0, 0, FF_MPV_OPT_FLAGS, "mpv_flags" },\
 702 { "cbp_rd",         "use rate distortion optimization for CBP",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FF_MPV_FLAG_CBP_RD }, 0, 0, FF_MPV_OPT_FLAGS, "mpv_flags" },\
 703 { "naq",            "normalize adaptive quantization",                   0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FF_MPV_FLAG_NAQ },    0, 0, FF_MPV_OPT_FLAGS, "mpv_flags" },\
 704 { "mv0",            "always try a mb with mv=<0,0>",                     0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FF_MPV_FLAG_MV0 },    0, 0, FF_MPV_OPT_FLAGS, "mpv_flags" },\
 705 { "luma_elim_threshold",   "single coefficient elimination threshold for luminance (negative values also consider dc coefficient)",\
 706                                                                       FF_MPV_OFFSET(luma_elim_threshold), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
 707 { "chroma_elim_threshold", "single coefficient elimination threshold for chrominance (negative values also consider dc coefficient)",\
 708                                                                       FF_MPV_OFFSET(chroma_elim_threshold), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
 709 { "quantizer_noise_shaping", NULL,                                  FF_MPV_OFFSET(quantizer_noise_shaping), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 },       0, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },\
 710 { "error_rate", "Simulate errors in the bitstream to test error concealment.",                                                                                                  \
 711                                                                     FF_MPV_OFFSET(error_rate),              AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 },       0, INT_MAX, FF_MPV_OPT_FLAGS },
 712
 713 extern const AVOption ff_mpv_generic_options[];
 714
 715 #define FF_MPV_GENERIC_CLASS(name) \
 716 static const AVClass name ## _class = {\
 717     .class_name = #name " encoder",\
 718     .item_name  = av_default_item_name,\
 719     .option     = ff_mpv_generic_options,\
 720     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,\
 721 };
 722
 723 /**
 724  * Set the given MpegEncContext to common defaults (same for encoding
 725  * and decoding).  The changed fields will not depend upon the prior
 726  * state of the MpegEncContext.
 727  */
 728 void ff_MPV_common_defaults(MpegEncContext *s);
 729
 730 void ff_MPV_decode_defaults(MpegEncContext *s);
 731 int ff_MPV_common_init(MpegEncContext *s);
 732 int ff_MPV_common_frame_size_change(MpegEncContext *s);
 733 void ff_MPV_common_end(MpegEncContext *s);
 734 void ff_MPV_decode_mb(MpegEncContext *s, int16_t block[12][64]);
 735 int ff_MPV_frame_start(MpegEncContext *s, AVCodecContext *avctx);
 736 void ff_MPV_frame_end(MpegEncContext *s);
 737 int ff_MPV_encode_init(AVCodecContext *avctx);
 738 int ff_MPV_encode_end(AVCodecContext *avctx);
 739 int ff_MPV_encode_picture(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
 740                           const AVFrame *frame, int *got_packet);
 741 void ff_dct_encode_init_x86(MpegEncContext *s);
 742 void ff_MPV_common_init_x86(MpegEncContext *s);
 743 void ff_MPV_common_init_axp(MpegEncContext *s);
 744 void ff_MPV_common_init_arm(MpegEncContext *s);
 745 void ff_MPV_common_init_ppc(MpegEncContext *s);
 746 void ff_clean_intra_table_entries(MpegEncContext *s);
 747 void ff_mpeg_draw_horiz_band(MpegEncContext *s, int y, int h);
 748 void ff_mpeg_flush(AVCodecContext *avctx);
 749
 750 void ff_print_debug_info(MpegEncContext *s, Picture *p, AVFrame *pict);
 751 void ff_print_debug_info2(AVCodecContext *avctx, AVFrame *pict, uint8_t *mbskip_table,
 752                          uint32_t *mbtype_table, int8_t *qscale_table, int16_t (*motion_val[2])[2],
 753                          int *low_delay,
 754                          int mb_width, int mb_height, int mb_stride, int quarter_sample);
 755
 756 int ff_mpv_export_qp_table(MpegEncContext *s, AVFrame *f, Picture *p, int qp_type);
 757
 758 void ff_write_quant_matrix(PutBitContext *pb, uint16_t *matrix);
 759 int ff_find_unused_picture(MpegEncContext *s, int shared);
 760 void ff_denoise_dct(MpegEncContext *s, int16_t *block);
 761 int ff_update_duplicate_context(MpegEncContext *dst, MpegEncContext *src);
 762 int ff_MPV_lowest_referenced_row(MpegEncContext *s, int dir);
 763 void ff_MPV_report_decode_progress(MpegEncContext *s);
 764 int ff_mpeg_update_thread_context(AVCodecContext *dst, const AVCodecContext *src);
 765 void ff_set_qscale(MpegEncContext * s, int qscale);
 766
 767 int ff_dct_common_init(MpegEncContext *s);
 768 int ff_dct_encode_init(MpegEncContext *s);
 769 void ff_convert_matrix(MpegEncContext *s, int (*qmat)[64], uint16_t (*qmat16)[2][64],
 770                        const uint16_t *quant_matrix, int bias, int qmin, int qmax, int intra);
 771 int ff_dct_quantize_c(MpegEncContext *s, int16_t *block, int n, int qscale, int *overflow);
 772
 773 void ff_init_block_index(MpegEncContext *s);
 774
 775 void ff_MPV_motion(MpegEncContext *s,
 776                    uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb,
 777                    uint8_t *dest_cr, int dir,
 778                    uint8_t **ref_picture,
 779                    op_pixels_func (*pix_op)[4],
 780                    qpel_mc_func (*qpix_op)[16]);
 781
 782 /**
 783  * Allocate a Picture.
 784  * The pixels are allocated/set by calling get_buffer() if shared = 0.
 785  */
 786 int ff_alloc_picture(MpegEncContext *s, Picture *pic, int shared);
 787
 788 /**
 789  * permute block according to permuatation.
 790  * @param last last non zero element in scantable order
 791  */
 792 void ff_block_permute(int16_t *block, uint8_t *permutation, const uint8_t *scantable, int last);
 793
 794 static inline void ff_update_block_index(MpegEncContext *s){
 795     const int block_size= 8 >> s->avctx->lowres;
 796
 797     s->block_index[0]+=2;
 798     s->block_index[1]+=2;
 799     s->block_index[2]+=2;
 800     s->block_index[3]+=2;
 801     s->block_index[4]++;
 802     s->block_index[5]++;
 803     s->dest[0]+= 2*block_size;
 804     s->dest[1]+= block_size;
 805     s->dest[2]+= block_size;
 806 }
 807
 808 static inline int get_bits_diff(MpegEncContext *s){
 809     const int bits= put_bits_count(&s->pb);
 810     const int last= s->last_bits;
 811
 812     s->last_bits = bits;
 813
 814     return bits - last;
 815 }
 816
 817 static inline int ff_h263_round_chroma(int x){
 818     static const uint8_t h263_chroma_roundtab[16] = {
 819     //  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15
 820         0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1,
 821     };
 822     return h263_chroma_roundtab[x & 0xf] + (x >> 3);
 823 }
 824
 825 /* motion_est.c */
 826 void ff_estimate_p_frame_motion(MpegEncContext * s,
 827                              int mb_x, int mb_y);
 828 void ff_estimate_b_frame_motion(MpegEncContext * s,
 829                              int mb_x, int mb_y);
 830 int ff_get_best_fcode(MpegEncContext * s, int16_t (*mv_table)[2], int type);
 831 void ff_fix_long_p_mvs(MpegEncContext * s);
 832 void ff_fix_long_mvs(MpegEncContext * s, uint8_t *field_select_table, int field_select,
 833                      int16_t (*mv_table)[2], int f_code, int type, int truncate);
 834 int ff_init_me(MpegEncContext *s);
 835 int ff_pre_estimate_p_frame_motion(MpegEncContext * s, int mb_x, int mb_y);
 836 int ff_epzs_motion_search(MpegEncContext * s, int *mx_ptr, int *my_ptr,
 837                              int P[10][2], int src_index, int ref_index, int16_t (*last_mv)[2],
 838                              int ref_mv_scale, int size, int h);
 839 int ff_get_mb_score(MpegEncContext * s, int mx, int my, int src_index,
 840                                int ref_index, int size, int h, int add_rate);
 841
 842 /* mpeg12.c */
 843 extern const uint8_t ff_mpeg1_dc_scale_table[128];
 844 extern const uint8_t * const ff_mpeg2_dc_scale_table[4];
 845
 846 void ff_mpeg1_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 847 void ff_mpeg1_encode_mb(MpegEncContext *s,
 848                         int16_t block[6][64],
 849                         int motion_x, int motion_y);
 850 void ff_mpeg1_encode_init(MpegEncContext *s);
 851 void ff_mpeg1_encode_slice_header(MpegEncContext *s);
 852
 853 extern const uint8_t ff_aic_dc_scale_table[32];
 854 extern const uint8_t ff_h263_chroma_qscale_table[32];
 855
 856 /* rv10.c */
 857 void ff_rv10_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 858 int ff_rv_decode_dc(MpegEncContext *s, int n);
 859 void ff_rv20_encode_picture_header(MpegEncContext *s, int picture_number);
 860
 861
 862 /* msmpeg4.c */
 863 void ff_msmpeg4_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
 864 void ff_msmpeg4_encode_ext_header(MpegEncContext * s);
 865 void ff_msmpeg4_encode_mb(MpegEncContext * s,
 866                           int16_t block[6][64],
 867                           int motion_x, int motion_y);
 868 int ff_msmpeg4_decode_picture_header(MpegEncContext * s);
 869 int ff_msmpeg4_decode_ext_header(MpegEncContext * s, int buf_size);
 870 int ff_msmpeg4_decode_init(AVCodecContext *avctx);
 871 void ff_msmpeg4_encode_init(MpegEncContext *s);
 872 int ff_wmv2_decode_picture_header(MpegEncContext * s);
 873 int ff_wmv2_decode_secondary_picture_header(MpegEncContext * s);
 874 void ff_wmv2_add_mb(MpegEncContext *s, int16_t block[6][64], uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr);
 875 void ff_mspel_motion(MpegEncContext *s,
 876                                uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr,
 877                                uint8_t **ref_picture, op_pixels_func (*pix_op)[4],
 878                                int motion_x, int motion_y, int h);
 879 int ff_wmv2_encode_picture_header(MpegEncContext * s, int picture_number);
 880 void ff_wmv2_encode_mb(MpegEncContext * s,
 881                        int16_t block[6][64],
 882                        int motion_x, int motion_y);
 883
 884 int ff_mpeg_ref_picture(MpegEncContext *s, Picture *dst, Picture *src);
 885 void ff_mpeg_unref_picture(MpegEncContext *s, Picture *picture);
 886 void ff_free_picture_tables(Picture *pic);
 887
 888
 889 #endif /* AVCODEC_MPEGVIDEO_H */